2014-2015学年高中物理5.1核能来自何方课件沪科版选修.ppt

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1、第5章　核能与社会5.1核能来自何方1.了解核力的特点.2.认识原子核的结合能，了解平均结合能.3.知道什么是质量亏损，能用爱因斯坦质能方程计算原子核的结合能．学习目标定位知识储备区1．中子10－152．10－61.6×10－193．(1)核子(2)①强相互质子中子中子②短程3知识链接新知呈现4．吸收5．核子原子核6．Δmc2学习探究区一、核力的特点二、结合能三、质量亏损和核能的计算一、核力的特点问题设计1．一些较轻的原子核，如中质子数和中子数有什么关系？答案质子数与中子数大致相等．2.中各有多少个质子、多少个中子？较重的原子核中中子数和质子数

2、有什么关系？答案中含有92个质子、146个中子；中含有90个质子，144个中子．较重的原子核中中子数大于质子数，而且越重的原子核，两者相差越多．要点提炼由于核力是力，自然界中较轻的原子核，质子数与中子数，但对于较重的原子核，中子数质子数，越重的原子核，两者相差．短程大致相等大于越多例1关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．对于较重的原子核，由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，形成的核也一定是不稳定的解析自然界中较轻的原子核，质子数

3、与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多，因此正确答案选D.答案D返回二、结合能1．设有一个质子和一个中子，在核力作用下靠近碰撞并结合成一个氘核．质子和中子结合成氘核的过程中是释放能量还是吸收能量？使氘核分解为质子和中子的过程中呢？答案质子和中子结合成原子核的过程中要释放能量；氘核分解成质子和中子时要吸收能量．问题设计2．如图1所示，是不同原子核的平均结合能随核子数变化的曲线．图1(1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比平均结合能有什么特点？平均结合能的大小反映了什么？答案中等质量的原子核平均结

4、合能较大．平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，平均结合能越大，原子核越稳定．(2)平均结合能较小的原子核转化为平均结合能较大的原子核时是吸收能量还是放出能量？答案放出能量．要点提炼1．核子结合成原子核时的能量，或原子核分解成核子时的能量叫原子核的结合能．2．核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较，的原子核，平均结合能较大．释放吸收小中等核子数延伸思考一个核子数较大的重核分裂成两个核子数较小一些的核，是吸收能量还是释放能量？两个核子数很小的轻核结合成核子数较大一些的核，是吸收能量还是释放能量？答案都释放能量．例2使一个质子和一个中

5、子结合成氘核时，会放出2.2MeV的能量，则下列说法正确的是()A．用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析中子和质子结合成氘核所释放的能量或氘核分解成中子和质子所吸收的能量都相等，即为此反应的结合能，只有光子

6、能量大于或等于结合能，才能使它们分解．又因为中子和质子不可能没有速度，所以动能之和不可能为零，(若动能之和为零就分不开了)，所以A、D正确．答案AD返回三、质量亏损和核能的计算甲同学说：核反应过程中核子数没变，所以质量是守恒的；乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量如下：mBe＝9.01219u，mC＝12.000u，mα＝4.0026u，mn＝1.008665u．(其中1u＝1.660566×10－27kg)，他通过计算发现反应之后的质量减少了，于是他得出结论“核反应过程中质量消失了”．问题设计这两个同学的说法对吗？如果不对错在哪里？你对质量

7、亏损是如何理解的？答案甲同学的说法错误．核反应过程中是质量数守恒而不是质量守恒；乙同学的说法错误．质量亏损并不是质量消失．对质量亏损的理解：其一，在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量．物体的质量应包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量．其二，质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的．2．试计算上述核反应过程中是释放能量，还是吸收能量？能量变化了多少？答案反应前的总质量m1＝mBe＋mα＝9.01219u＋4.0026u＝13

8、.01479u反应后的总质量m2＝mC＋mn＝12.0000u＋1.008665u＝13.008665u所以质量亏损Δm＝m1－m2＝13.01479