高中物理 第4章 核能 4.1 核力与核能教案 鲁科版选修.doc

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1、第1节核力与核能●课标要求知识与技能1.知道什么是核力，了解核力的特点．2．认识原子核的结合能和质量亏损．3．能应用质能方程进行计算．过程与方法1.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；2．培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力．情感态度与价值观1.使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力．2．认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义.●课标解读1．知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用．2．了解核素的核素图，知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小．3．了解结合能平均结合

2、能的概念，知道两种释放核能的方式，知道核反应中的质量亏损．4．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量是“对应”关系而不是“转化”关系．●教学地位本节是本章的第一节内容，可先通过有关核能的新闻报道或太阳中核反应对地球的作用，以及原子弹、核电站对人类生活的影响等激发学生的兴趣．告诉学生核能的两种释放方法，从而导入核力概念，讲解核素、结合能、平均结合能，掌握爱因斯坦质能方程并能进行计算．告诉学生全章结构以及本节和其他章节的关系．通过对核素图的分析，让学生掌握核素图的特点，了解轻核聚变和重核裂变都是核能的释放方式，并使学生建立物理学习和研究科学的方法.●新课导入建议问

3、题导入提问1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp＝1.67×10－27kg，带电量为元电荷e＝1.6×10－19C，原子核的直径的数量级为10－15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍？(两者相差1036倍)提问2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，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．●教学流程设计⇒⇒⇒⇓⇒⇐⇐⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课　标　解　读重　点　

4、难　点1.知道什么是核力，了解核力的特点．2．认识核素图及原子核的结合能和质量亏损．3．能应用质能方程进行计算.1.核素图的物理意义．(重点)2．核能的计算．(重点)3.对结合能、平均结合能的理解．(难点)核力与核的稳定性1.基本知识(1)核力把原子核中的核子维系在一起的力．(2)核力特点①核力是短程力，作用范围在2_fm(1fm＝10－15m)左右，它不能延伸到3_fm以外．②当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力．③核力是一种强相互作用，若两质子之间的距离为1fm，库仑力是200_N左右，核力必须非常强才能抵消所有质子库仑力的作用

5、．(3)核素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子．(4)核素图用横坐标表示质子数，纵坐标表示中子数，每一种核素用一小方块表示，所得到的图象．(5)核的稳定性①核素的稳定区：几乎全落在一条曲线上，或紧靠曲线的两侧区域．②稳定核素的中子数与质子数的关系：随着Z的增加，稳定核素的中子数越来越大于质子数．2．思考判断(1)原子核内的质子间均存在核力和库仑力．(×)(2)稳定原子核的质子数总是与中子数相等．(×)(3)对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用．(√)3．探究交流原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子

6、为什么能挤在一起而不飞散？【提示】　组成原子核的相邻的核子间存在核力．结合能与质量亏损1.基本知识(1)结合能核子结合成原子核所释放的能量．(2)平均结合能①定义：平均每个核子的结合能．②意义：平均结合能越大，原子核越难分离成单个核子．(3)质量亏损①质量亏损：任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，这一差值称为质量亏损．②能量计算：质量亏损说明核子组成原子核放出能量，其大小为ΔE＝Δmc2.2．思考判断(1)原子核的核子数越多，平均结合能越大．(×)(2)质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×)3．探究交流有人认为质量亏损就是核子的个数变少

7、了，这种认识对不对？【提示】　不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化.对结合能与平均结合能的理解【问题导思】　1．原子核越大越稳定吗？2．结合能是原子核具有的能量吗？3．平均结合能和结合能存在什么关系？1．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，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2.19M

8、eV时，这个反应才会发生．同样，一个质