高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能学案设计

核力与结合能

【学习目标】

一、知识与技能

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。

二、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．培养理解能力、推理能力、及数学计算能力。

三、情感、态度与价值观

1．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。

【学习重点】

质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

【学习难点】

结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

【学习过程】

一、核力与四种基本相互作用

1．核力：原子核里的________间存在着相互作用的核力，________把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。

提问：那么核力有怎样特点呢？

2．核力特点：

（1）核力是______________________的一种表现。

（2）核力是___________力，作用范围在________________m之内。

（3）核力存在于______________之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的_____________。

（4）核力具有_______________。对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。

3．四种相互作用

（1）_________________________。

（2）_________________________。

（3）_________________________。

（4）_________________________。

二、结合能

1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们________，也需要能量，这就是原子核的结合能。

2．组成原子核的核子数越多，结合能_____________。

3．比结合能：原子核的结合能与___________之比称为比结合能，也叫平均结合能。

意义：它反映了一个原子核稳定程度。比结合能越大，原子核越_____________。

三、质量亏损

提问：计算一下方程左右的质量：

中子的质量=1.6749×10－27kg

质子的质量=1.6726×10－27kg

中子和质子的质量和=_____________________kg

氘核的质量=3.3436×10-27kg

计算得出质量差=_____________________kg

1．质量亏损：原子核的质量_____________组成它的核子的质量之和。

2．爱因斯坦的质能方程：________________。

核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δ??，正表明它们在互相结合过程中___________了能量。则：______________。

【练习巩固】

1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（    ）

A．核力、万有引力、库仑力

B．万有引力、库仑力、核力

C．库仑力、核力、万有引力

D．核力、库仑力、万有引力

答案：D

2．下列说法中正确的是（     ）

A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力

B．对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用

C．重核比中等质量的核更稳定

D．两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力

答案：B

3．下列说法正确的是（    ）

A．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量守恒

B．在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量

C．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放能反应

D．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生核反应

答案：C

4．下列说法中，正确的是（    ）

A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化

B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度

C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量

D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒

答案：B

5．关于质能方程，下列说法中正确的是（    ）

A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量

B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值

C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系

D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的

答案：BD

6．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（    ）

A．1036kg    B．1018kg

C．1013kg    D．109kg

答案：D