高中物理 第四章 原子核 4_4 核力与结合能教案 粤教版选修3-51.doc

按照“坚持问题导向、突出整改落实、推动各项工作、完善制度机制”的原则，直面问题，剖析原因，查找症结，增强“四个意识”，切实把全面从严治党要求贯彻落实到农业工作的各个方面4.4 核力与结合能课堂互动三点剖析一、核力与核能1.核力是核子之间的相互作用力，其特点有：（1）核力是强相互作用（强力）的一种表现.在它的作用范围内，核力比库仑力大得多.（2）核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内.核力在大于0.8×10-15 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5×10-15 m,核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8×10-15 m时,核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起.（3）每个核子只跟相邻的核子发生核力作用.2.核能 由于核子间存在巨大的核力作用，所以原子核是一个坚固的集体.要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，需要巨大的能量.一个氘核被拆成一个中子和一个质子时，需要能量等于或大于2.2 MeV的γ光子照射.核反应方程为γ++. 相反的过程，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时会释放出2.2 MeV的能量.这个能量以γ光子的形式辐射出去.核反应方程为++γ. 由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量.核反应中放出或吸收的能量称为核能.二、质量亏损和质能方程1.质量亏损Δm 凡是释放核能的核反应，反应后各原子核（新生核）及微观粒子的质量（即静止质量）之和都会变小，两者的差值就叫做质量亏损.（凡吸收能量的核反应，其生成物的质量之和大于反应物的质量之和）2.质能方程 爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，其关系是E=mc2.这就是著名的爱因斯坦质能联系方程，简称质能方程.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大质量也增大，能量减少质量也减少.若质量亏损为Δm，那么对应的能量为ΔE=Δm·c2.由于c2这个数值巨大，因而物体的能量是十分可观的、质量为1 kg的物体所具有能量为9×1016 J,这一能量相当于一个100万kW的发电厂三年的发电量.3.核能的计算方法（1）根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损乘以真空中光速的平方:ΔE=Δm·c2（2）根据1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE=Δm×931.5 MeV各个击破【例1】 关于核力的说法正确的是（ ）A.核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B.核力就是电磁力C.核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内D.核力与电荷有关解析：核力是短程力，超过1.5×10-15 m，核力急剧下降几乎消失，故C项对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B两项不对，核力与电荷无关.故D项错.答案：C类题演练1核能是怎样产生的，试说说自己的理解.解析：能与功、力密切相联系，核能也不例外.核反应中核能的吸收和释放与核力的作用有关.当核子结合成原子核时，核力对核子做功，类似于重力对重物做功将重力势能转化为动能，要释放能量；当原子核分裂为核子时，要克服核力做功，所以从外界吸收能量.由于核力强大，所以核能的吸收和释放比其他形式的能量的吸收和释放要巨大得多.变式提升核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A.原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂磁力解析：核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力，不是因为万有引力，也不是因为库仑力或磁场力，这些力与核力相比都很大.故仅C项正确.答案：C【例2】 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的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解析：E=mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项错误；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D项错误。

答案：B类题演练2已知氮核质量mN=14.007 35 u,氧核质量mO=17.004 54 u，氦核质量mHe=4.003 87 u质子质量mH=1.008 15 u，试判断核反应：++是吸能反应，还是放能反应，能量变化多少？解析：反应前后总质量mN+mHe=18.011 40 u反应后总质量mO+mHe=18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸能量为ΔE=Δmc2=［(mN+mHe)-(mO+mH)］c2=(18.012 69-18.011 40)×931.5 MeV=1.2 MeV.答案：吸能反应 能量变化量为1.2 MeV全面推进我局在党的政治建设、思想建设、组织建设、作风建设、纪律建设和夺取反腐败斗争以及县委重大决策部署贯彻落实情况等方面存在的问题的整改落实。