《核力與結(jié)合能》（人教版）

1、課題19.5核力與結(jié)合能學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道核力的概念、特點(diǎn)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)的增大而減小3、理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)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(guān)系學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)預(yù)習(xí)評(píng)價(jià)課堂學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)【課程導(dǎo)學(xué)】1、復(fù)習(xí)提問(wèn)：氦原子核中有兩個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為mp=1.67×10-27kg，帶電量為元電荷e=1.6×10-19C，原子核的直徑的數(shù)量級(jí)為10-15m，那么兩個(gè)質(zhì)子之間的庫(kù)侖斥力與萬(wàn)有引力兩者相差多少倍?問(wèn)：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子之間的庫(kù)侖斥力為萬(wàn)有引力的1036倍，那

2、么質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散?會(huì)不會(huì)在原子核中有一種過(guò)去不知道的力，把核子束縛在一起了呢?今天就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容，也就是第五節(jié)：核力與結(jié)合能(板書)2核力與四種基本相互作用20世紀(jì)初人們只知道自然界存在著兩種力：一種是，另一種是。基于這兩種力的性質(zhì)，原子核中的質(zhì)子要靠自身的來(lái)抗衡相互間的是不可能的。核物理學(xué)家猜想，原子核里的核子間有第三種相互作用存在，即存在著一種，是把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核,后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了科學(xué)家的猜測(cè). 問(wèn)：那么有怎樣特點(diǎn)呢?學(xué)生：閱讀教材核力的特點(diǎn)部分，討論、總結(jié)并回答核力特點(diǎn)：（1）（2）（3）教師總結(jié)：除核力外，核物理學(xué)家還在原子核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了自然界的

3、第四種相互作用弱相互作用(弱力)，弱相互作用是。四種基本相互作用力：弱力、強(qiáng)力、電磁力、引力和分別在不同的尺度上發(fā)揮作用：弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核衰變的原因短程力強(qiáng)力（強(qiáng)相互作用）：在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起短程力電磁力：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原了結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體和固體。長(zhǎng)程力引力：引力主要在宏觀和宇觀尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞著恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定著宇宙的現(xiàn)狀。長(zhǎng)程力學(xué)生：閱讀課本左邊的閱讀內(nèi)容總結(jié)自然界的四種基本相互作用力及它們的作用范圍。3原子核中質(zhì)子與中子的比例學(xué)生閱讀教材原子核中質(zhì)子與中子的比例部

4、分及掛圖，思考兩個(gè)問(wèn)題：隨著原子序數(shù)的增加，穩(wěn)定原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有怎樣的關(guān)系？學(xué)生閱讀教材思考為什么隨著原子序數(shù)的增加，穩(wěn)定原子核中的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)?4結(jié)合能結(jié)合能比結(jié)合能那么如何求原子核的結(jié)合能呢?愛因斯坦從相對(duì)論得出了物體能量與它的質(zhì)量的關(guān)系，指出了求原子核的結(jié)合能的方法。5質(zhì)量虧損、（1）質(zhì)量虧損學(xué)生很容易從字面上得出錯(cuò)誤結(jié)論：質(zhì)量就是能量、能量就是質(zhì)量，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化能量, 能量可以轉(zhuǎn)化質(zhì)量。在核反應(yīng)中不遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律;（2）愛因斯坦質(zhì)能方程：。（3）核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：E=m c2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(lái)

5、？向?qū)W生指出以下幾點(diǎn)：物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)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(guān)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。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。在核反應(yīng)中仍然遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律;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。師生共同閱讀原子核的比結(jié)合能掛圖，指出中等大小的核的比結(jié)合能最大(平均每個(gè)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(huì)增加，這樣可以釋放能量供人使用?！痉独觥坷}：已知1個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.007277u，1個(gè)中子的質(zhì)

6、量mn=1.008665u.氦核的質(zhì)量為4.001509 u. 這里u表示原子質(zhì)量單位，1 u=1.660566×10-27 kg. 由上述數(shù)值，計(jì)算2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核時(shí)釋放的能量。（28.3MeV）達(dá)標(biāo)檢測(cè)A類1愛因斯坦質(zhì)能方程E = m c2表明了（）A質(zhì)量就是能量B質(zhì)量可以變成能量C物體具有的能量跟它的質(zhì)量成正比D如果物體的能量增加了E，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減少m，并且E = m c22下列說(shuō)法中，正確的是（）A核反應(yīng)放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，因此質(zhì)量數(shù)不守恒B核反應(yīng)涉及的能量往往要比化學(xué)反應(yīng)大得多C核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰緿設(shè)想將一個(gè)原子核“打碎”成一個(gè)個(gè)的核子，

7、一定會(huì)放出巨大的能量3碳原子的質(zhì)量是12.000 000 u，氫原子的質(zhì)量是1.007 825 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 276u，中子的質(zhì)量是1.011 665u，12個(gè)核子結(jié)合成碳原子核時(shí)釋放出能量，在這過(guò)程中質(zhì)量虧損是（）A0.098 940u B0.095 646uC0.117 312u D以上均不對(duì)4鐳核在衰變中放出能量為4.78MeV的粒子和能量為0.19MeV的光子，鐳核每發(fā)生1次衰變時(shí)的質(zhì)量虧損(1u931.5MeV) ( )A等于1個(gè)粒子的質(zhì)量 B等于0.005 335uC等于6.64×1024kg D等于8.64×1024kg5下列核反應(yīng)方程中，平衡的

8、是 ( ) AB + (粒子)N + H BAl + nMg + 質(zhì)子 CBe + HeC + 中子 DN + HeO + 氘核B類6一個(gè)質(zhì)子與一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)釋放2.2MeV的能量，兩個(gè)中子與兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，釋放28.3MeV的能量，現(xiàn)在把兩個(gè)中子與兩個(gè)質(zhì)子先結(jié)合成兩個(gè)氘核，再把兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核，那么在整個(gè)過(guò)程中釋放的能量為 ( ) A不知氘結(jié)合成氦核時(shí)釋放的能量，故無(wú)法判斷B23.9MeVC26.1 MeVD28.3MeV7完成下列核反應(yīng)方程：(1) Na +He( ) + H (2)ThPa + e(3)+( )8寫出下列核反應(yīng)方程式：(1)盧瑟福用粒子轟擊氮14核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子(2)查德威克用粒子轟擊鈹9核發(fā)現(xiàn)中子(3)鈉23俘獲一個(gè)中子后變?yōu)殁c的同位素，這個(gè)同位素具有放射性，再進(jìn)行衰變變?yōu)橐环N新核，這兩個(gè)核反應(yīng)過(guò)程的核反應(yīng)方程式分別是9為了驗(yàn)證愛因斯坦質(zhì)能方程，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)；用動(dòng)能為E1 = 0.9MeV的質(zhì)子去轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個(gè)粒子，測(cè)得這兩個(gè)粒子的動(dòng)能之和E=19.