高中物理核力與結(jié)合能新人教版選修3-5

1、優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔核力與結(jié)合能核力與結(jié)合能三維教學目標三維教學目標1、知識與技能、知識與技能（1）知道核力的概念、特點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)子與中子的比例隨著原子序數(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)量與能量的關系。2、過程與方法、過程與方法（1）會根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計算核反應中釋放的核能；（2）培養(yǎng)學生的理解能力、推理能力、及數(shù)學

2、計算能力。3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀（1）使學生樹立起實踐是檢驗真理的標準、科學理論對實踐有著指導和預見作用的能力；（2）認識開發(fā)和利用核能對解決人類能源危機的重要意義。教學重點：教學重點：質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。教學難點：教學難點：結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關系。教學方法：教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。教學用具：教學用具：多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。教

3、學過程：教學過程：第五節(jié)第五節(jié)核力與結(jié)合能核力與結(jié)合能（一）引入新課（一）引入新課提問提問1：氦原子核中有兩個質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為mp=1.671027kg，帶電量為元電荷e=1.61019C，原子核的直徑的數(shù)量級為1015m，那么兩個質(zhì)子之間的庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍（兩者相差1036倍）提問提問2：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍，那么質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散？會不會在原子核中有一種

4、過去不知道的力，把核子束縛在一起了呢？今天就來學習這方面的內(nèi)容。（二）進行新課（二）進行新課1、核力與四種基本相互作用、核力與四種基本相互作用提示：提示：20世紀初人們只知道自然界存在著兩種力：一種是萬有引力，另一種是電磁力(庫侖力是一種電磁力)。在相同的距離上，這兩種力的強度差別很大。電磁力大約要比萬有引力強1036倍。基于這兩種力的性質(zhì)，原子核中的質(zhì)子要靠自身的引力來抗衡相互間的庫侖斥力是不可能的。核物理學家猜想，原子核里的核子間有

5、第三種相互作用存在，即存在著一種核力，是核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核，后來的實驗證實了科學家的猜測。提問提問1：那么核力有怎樣特點呢？（1）核力特點：）核力特點：第一、核力是強相互作用(強力)的一種表現(xiàn)。優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔合能。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。那么如何求原子核的結(jié)合能呢？愛因斯坦從相對論得出了物體能量與它的質(zhì)量的關系，指出了求原子核的結(jié)合能的方法。4、質(zhì)量虧損、質(zhì)量虧損（1）質(zhì)量虧損

6、）質(zhì)量虧損科學家研究證明在核反應中原子核的總質(zhì)量并不相等，例如精確計算表明：氘核的質(zhì)量比一個中子和一個質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，質(zhì)量虧損只有在核反應中才能明顯的表現(xiàn)出來?；仡欃|(zhì)量、能量的定義、單位，向?qū)W生指出質(zhì)量不是能量、能量也不是質(zhì)量，質(zhì)量不能轉(zhuǎn)化能量，能量也不能轉(zhuǎn)化質(zhì)量，質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。（2）愛因斯坦質(zhì)能方程：）愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mcmc2相對論指出，物體的能量（E）和質(zhì)量（

7、m）之間存在著密切的關系，即E＝mc2式中，c為真空中的光速。愛因斯坦質(zhì)能方程表明：物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比。由于c2這個數(shù)值十分巨大，因而物體的能量是十分可觀的。（3）核反應中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△）核反應中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△E=E=△mc2物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的，但是如何使這樣巨大的能量釋放出來？從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出，物體的能量變化△E與物體的質(zhì)量變化△m的關系：△E=Δmc2單個的質(zhì)子、

8、中子的質(zhì)量已經(jīng)精確測定。用質(zhì)譜儀或其他儀器測定某種原子核的質(zhì)量，與同等數(shù)量的質(zhì)子、中子的質(zhì)量之和相比較，看一看兩條途徑得到的質(zhì)量之差，就能推知原子核的結(jié)合能。說明：說明：①物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量，質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關的運動質(zhì)量。②質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，只是靜止質(zhì)量的減少。③在核反應中仍然遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律。④質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種

9、量度。閱讀原子核的比結(jié)合能，指出中等大小的核的比結(jié)合能最大(平均每個核子的質(zhì)量虧損最大)，這些核最穩(wěn)定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會增加，這樣可以釋放能量供人使用。鞏固練習已知：已知：1個質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.007277u，1個中子的質(zhì)量mn=1.008665u.氦核的質(zhì)量為4.001509u.這里u表示原子質(zhì)量單位，1u=1.6605661027kg.由上述數(shù)值，計算2