高中物理19.5核力与结合能第2课时教学案新人教版选修.doc

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1、核力与结合能课题19.5核力与结合能第2课时计划上课日期:教学目标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.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.理解结合能的概念,知道核反应中的质量亏损;4.知道爱因斯坦的质能方程,理解质量与能量的关系。教学重难点质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解、结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。教学流程内容板书关键点拨加工润色3.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

2、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.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核,要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量,核子结合成原子核要放出能量,这个能量叫做原子核的结合能.原子核越大,它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定.点拨:那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系,指出了求原子核的结合能的方法。4.质量亏损(

3、1)质量亏损讲述:科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等,例如精确计算表明:氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些,这种现象叫做质量亏损,质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来.让学生回顾质量、能量的定义、单位,向学生指出质量不是能量、能量也不是质量,质量不能转化能量,能量也不能转化质量,质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。点评:质量亏损与质量与能量的关系是本节的难点。学生很容易从字面上得出错误结论:①质量就是能量、能量就是质量,质量可以转化能量,能量可以转化质量。②在核反应中不遵守质量守恒定律、能量守恒定律;(2)爱因

4、斯坦质能方程:E=mc2讲述:相对论指出,物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系,即E=mc2式中,c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明:物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大,因而物体的能量是十分可观的。(3)核反应中由于质量亏损而释放的能量:△E=△mc2讲述:物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的,但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出,物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系:△E=Δmc2.单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量,与同等数量的质子、中子的

5、质量之和相比较,看一看两条途径得到的质量之差,就能推知原子核的结合能。点评:向学生指出以下几点: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。点拨:师生共同阅读原子核的比结合能挂图,指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核,或者把较小的核合并成中等大小的

6、核,核子的比结合能都会增加,这样可以释放能量供人使用。(巩固练习)已知1个质子的质量mp=1.007277u,1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位,1u=1.660566×10-27kg.由上述数值,计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV)学生:学习课本例题,做巩固练习,加深对质量亏损、原子核的结合能及比结合能的理解作业布置教学心得

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