高中物理選修三5.3核力與核能教案1

核力與核能一、教學(xué)目標(biāo)1知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用；2知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子比例隨著原子序數(shù)的增大而減??；3理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損；4知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。二、教學(xué)重難點(diǎn)1、質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。2、結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。三、教學(xué)過程（一）核力與核的穩(wěn)定性1、核力：把原子核中的核子維系在一起的力，叫核力。核力是短程力，作用范圍在1.5×1015m之內(nèi)。是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。核素：我們把具有一定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的原子核稱為核素。核素圖：見圖518核素穩(wěn)定區(qū)N=Z比較穩(wěn)定N＞Z不穩(wěn)定（二）四種基本相互作用1、引力相互作用2、電磁相互作用3、強(qiáng)相互作用4、弱相互作用（三）結(jié)合能與平均結(jié)合能1.原子核的結(jié)合能（1）當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能.（2）結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。（3）原子核越大，它的結(jié)合能越高。因此，有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。不同原子核核子的比結(jié)合能不同：參照比結(jié)合能曲線講解（4）原子核的穩(wěn)定性：比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定.2、質(zhì)量虧損（1）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象稱為質(zhì)量虧損（2）愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mc2式中，c為真空中的光速。注意：沒有違反質(zhì)量守恒定律；減小的那部分質(zhì)量等于γ光子的動(dòng)質(zhì)量。（3）核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△E=△mc2注意：沒有違反能量守恒定律；減小的這部分質(zhì)量以能量的形式釋放出去平均結(jié)合能原子核的結(jié)合能與其質(zhì)量數(shù)之比稱為該核的平均結(jié)合能，又稱比結(jié)合能反應(yīng)了原子核結(jié)合的穩(wěn)定程度或分裂的難易程度。平均結(jié)合能越大，原子核越難分離，核子越穩(wěn)定。見圖519，平均結(jié)合能曲線。（4）由平均結(jié)合能曲線可看出:重核的平均結(jié)合能比中等質(zhì)量核的要小，容易裂變成中等質(zhì)量的核而釋放出能量;輕核的平均結(jié)合能比稍重的核的要小，如果它們聚變成較重的核，也要釋放出能量。四、素養(yǎng)提升1．核中每個(gè)核子對結(jié)合能的貢獻(xiàn)用平均結(jié)合能或稱為比結(jié)合能B/A表示,A是核子的總數(shù)，如下圖所示，下列說法中正確的有（）A、中等核的平均結(jié)合能最大B、輕核和重核的結(jié)合能較小C、不同原子核的比結(jié)合能一般不同D、以上說法都不對答案：ABC2、質(zhì)子的質(zhì)量mp，中子的質(zhì)量為mn，它們結(jié)合成質(zhì)量為m的氘核，放出的能量應(yīng)為（）A．（mp+mnm）C2B．（mp+mn）c2C．mc2D．(mmp)c2答案：A3、關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的下列看法中正確的是（）A．E=mc2中的E是物體以光速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能．B．E=mc2是物體的核能．C．E=mc2反映了一定的質(zhì)量與一定的能量有相當(dāng)?shù)年P(guān)系．D．△E=△mc2表示發(fā)生的質(zhì)量虧損△m變?yōu)槟芰糠懦鋈ィ鸢福篊D4、氘核（）和氚核（）聚合成核（）的核反應(yīng)方程如下設(shè)氘核質(zhì)量為m1，氚核質(zhì)量為m2，氦核質(zhì)量為m3，中子質(zhì)量為m4，則反應(yīng)過程中釋放的能量為（）A.B.C.D.答案：C5、在計(jì)算核子和原子核的質(zhì)量時(shí)，以u(píng)為單位比較方便，關(guān)于u下列說法中正確的是（）Ａ、1u≈1.66×102