2019人教版选修(3-5)《核力与结合能》word学案

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1、学案装订线内不要答题第十九章原子核第5节核力与结合能2019人教版选修(3-5)《核力与结合能》word学案1、知道核力的概念和特点，能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。2、通过合作探究理解结合能的概念，会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能。3、积极投入学习，培养自己的理解、推理及数学计算能力。【重难点】重点是质量亏损及爱因斯坦的质能方程的运用，难点是对结合能的理解。【新课导入】原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，

2、只有库仑力的10-36。那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能【问题导学】学点Ⅰ核力与四种基本相互作用1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做2、阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：（1）核力是(强力)的一种表现。（2）核力是力，作用范围在m之内。距离大于0.8×10-15m时为力,距离为10×10-15m时核力，距离小于0.8×10-15m时为力。（3）核力具有性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力

3、，而不是与核内所有核子发生作用。3、除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。[拓展]弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体。→

4、长程力④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。→长程力学点Ⅱ原子核中质子与中子的比例观察稳定核的质子数与中子数的关系图，你有什么发现？从图中可以看出：自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致，但对于较重的原子核，中子数质子数，越重的元素，两者相差越多。阅读教材思考为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数？（提示：从电磁力和核力的作用范围去考虑）学点Ⅲ结合能由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，

5、,或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，这个能量叫做原子核的。原子核越大，它的结合能越,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做，也叫平均结合能。比结合能越,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。说明：1、结合能并不是由于核子结合成原子核而的能量，而是为把核子分开而的能量。2、不同原子核的比结合能是不一样的，从图19.5-3可以看出：核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都

6、比较，中等核子数的原子核的比结合能最，表示这些原子核最稳定3、当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可以释放核能。例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。学点Ⅳ质量亏损1、如何测量计算原子核的结合能呢？阅读课本81页根据质能方程自己完成例题。2、请写出爱因斯坦的质能方程以及质量亏损的定义。注意：①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。②质量亏损并不是这部分质量消失

7、或转变为能量，只是静止质量的减少。③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律;④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。3、核能的计算方法（1）根据质量亏损计算，步骤如下：①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损△m；②根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或△E=△mc2计算核能；③计算过程中△m的单位是千克，△E的单位是焦耳（2）利用原子质量单位u和能量单位eV计算，明确原子质量单位u和eV之间的关系，即1u相当于931MeV，根据此关系可用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931MeV，即△E=△m×9

8、31MeV，此式中△m的单位是u，△E的单位是MeV（3）利用平均结合能来计算核能（4）根据能量守恒和动量守恒来计算核能（5）应用阿伏伽德罗常数计算核能【自学检测】请同学们把课本82页的问题与练习做在下面1