高中物理最新-核力与结合能教案 精品
核力与结合能教案设计
核力与结合能教案设计一、教学目标1.了解核力的概念和作用；2.理解结合能的含义和计算方法；3.掌握核力和结合能的相关公式和计算方法；4.能够运用所学知识解决相关问题。
二、教学内容1.核力的概念和作用–介绍核力的定义和特点；–解释核力在原子核中的作用。
2.结合能的含义和计算方法–解释结合能的定义和物理意义；–讲解如何计算原子核的结合能。
3.相关公式和计算方法–研究质子数、中子数和原子质量之间的关系；–探讨核力常数、库仑力常数等相关公式。
4.应用实例分析–分析不同元素原子核的结合能差异；–计算特定元素原子核的结合能。
三、教学方法1.导入引导法：通过提问、展示实例等方式，引导学生思考并激发兴趣，预热本节课内容。
2.讲授法：通过讲解概念、公式和计算方法，向学生传授核力与结合能的相关知识。
3.实例演示法：选择一些典型的原子核结合能计算实例，向学生展示具体计算过程。
4.小组讨论法：组织学生分成小组，让他们在小组内讨论并解决一些实际问题，加强合作和交流能力。
5.实践操作法：提供实验器材和材料，让学生进行实验操作，观察和测量相关数据，并进行数据分析和计算。
四、评价方式1.课堂表现评价：根据学生在课堂上的回答问题、参与讨论、实验操作等方面的表现进行评价。
2.作业评价：布置相关作业，包括计算题、分析题等，通过批改作业来评价学生对核力与结合能的理解和应用能力。
3.实验报告评价：要求学生完成一个小型实验，并撰写实验报告。
通过评阅实验报告来考察学生的观察能力和数据处理能力。
五、教学流程安排时间教学环节内容10分钟导入引导提问引导：你知道原子核是由什么构成的？核力对原子核有什么影响？15分钟讲授核力概念- 核力的定义和特点- 核力在原子核中的作用15分钟讲授结合能概念- 结合能的定义和物理意义- 原子核结合能的计算方法20分钟讲授相关公式与计算- 质子数、中子数和原子质量之间的关系- 核力常数、库仑力常数等公式10分钟应用实例分析- 分析不同元素原子核的结合能差异- 计算特定元素原子核的结合能20分钟小组讨论小组讨论并解决一些实际问题10分钟实践操作进行实验操作，观察和测量相关数据，并进行数据分析和计算10分钟总结回顾对本节课内容进行总结回顾，强调重点和难点六、教学资源准备1.教师准备：–准备教案及PPT；–准备实验器材和材料；–确保教学环境安全。
教学设计3：5.3核力与结合能
5.3 核力与结合能【教学目标】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。
【教学重点】质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
【教学难点】结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
【教学过程】一、新课导入原子核的核子之间存在着巨大的核力,使小小的原子核蕴藏巨大的能量。
如图,氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的,要把它们分开,需要吸收能量。
反过来,4个核子结合成氦原子核要放出能量。
当核反应发生时,要吸收或放出大量的能量。
在有质量亏损的核反应当中,放出能量。
进入20世纪以后,核能已成为能源家族中重要的一员。
二、进行新课（一）核力与四种基本相互作用1.四种基本相互作用2.核力及核力的特点(1)核力:原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用,即存在一种核力,它使得核子紧密地结合在一起,形成稳定的原子核。
这种作用称为强相互作用。
(2)核力的特点:距离增大时,强相互作用急剧减小,它的作用范围只有约10-15m,即原子核的大小,超过这个界限,这种相互作用实际上已经不存在了,它是短程力。
例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问题1.是不是从任何一种核反应中都能获得能量?提示:不是。
第5章第3节核力与结合能教学设计
5.3核力与结合能教学设计课题核力与结合能单元 5 学科物理年级高二学习目标物理观念：知道四种基本相互作用与核力的特点，了解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验。
科学思维：理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方程进行计算，提高分析、解决问题的能力。
科学探究：通过教材上的科学推理，掌握其实质，培养科学推理的能力。
科学态度与责任：学习科学家们严谨的科学态度，坚持实事求是，培养学习、探索科学的兴趣和责任。
重点理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方程进行计算，提高分析、解决问题的能力。
难点理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方程进行计算，提高分析、解决问题的能力。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．电荷数=质子数质量数=质子数+中子数=核子数核子靠什么力结合成原子核？原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。
在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。
而通常原子核是稳定的，于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起，此力称为核力。
回顾原子核的组成，思考核子为什么能结合成原子核。
由旧知识引发学生思考，引出新知识。
同时让学生明白新旧知识的关联。
A.核力是短程力,作用范围很小,只在邻近核子间发生B.核力可能是引力,也可能是斥力。
核力把核子紧紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力D.核力是一种弱相互作用力,在其作用范围内,核力比库仑力大得多解析：核力作用的范围在10-15 m 区域内,只在邻近核子间发生,是短程力,A 正确;核力可能表现为引力,也可能表现为斥力,B 正确;核力是核子之间的强相互作用力,C 正确;核力是一种强相互作用力,D 错误。
答案：ABC 二、结合能思考讨论：如图氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量。
19.5 核力与结合能 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (5)
5 核力与结合能三维教学目标1、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。
2、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。
3、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。
教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程：（一）引入新课氦原子核中有两个质子，质子质量为m p=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）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。
（二）进行新课1、核力与四种基本相互作用20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。
在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。
电磁力大约要比万有引力强1036倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。
核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。
人教版高中物理教案-核力与结合能
第十九章原子核19.5核力與結合能【教學目標】1．瞭解核力的概念。
2．知道原子核中質子和中子的比例關係。
3．瞭解愛因斯坦的質能方程，知道品質虧損的概念。
4．會根據質能方程和品質虧損的概念計算核反應中釋放的核能。
重點：愛因斯坦的質能方程，知道品質虧損的概念。
難點：根據質能方程和品質虧損的概念計算核反應中釋放的核能。
【自主預習】1.核力是存在於原子核裡的________的相互作用，核力有以下特點：(1)核力是________相互作用(________)的一種表現。
在原子核的尺度內，核力比庫侖力________得多；(2)核力是短程力，作用範圍在________ m之內。
(3)每個核子________的核子發生核力作用，這種性質稱為核力的飽和性。
2．原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的________。
原子核的結合能與核子數之比，稱做________，也叫平均結合能。
比結合能越大，原子核中核子結合得越________，原子核越________。
3．物體的能量與它的品質之間的關係，即________。
4．原子核的品質________組成它的核子的品質之和，這個現象叫做品質虧損。
品質虧損表明，的確存在著原子核的________。
5．核能的計算方法總結核能的計算是原子物理的重要方面和高考的熱點問題，其計算的基本方法是：（1）．根據品質虧損計算，步驟如下：①根據核反應方程，計算核反應前和核反應後的品質虧損Δm。
②根據愛因斯坦質能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2計算核能。
③計算過程中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。
（2）．利用原子單位u和電子伏計算。
①明確原子單位u和電子伏特間的關係因1 u＝1.660 6×10－27 kg則E＝mc2＝1.660 6×10－27×(3.0×108)2 J＝1.494×10－10 J又1 eV＝1.6×10－19 J則E＝1.494×10－10 J＝931.5 MeV②根據1原子品質單位(u)相當於931.5 MeV能量，用核子結合成原子核時品質虧損的原子品質單位數乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。
核力与结合能(教案)-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
5.3核力与结合能〖教材分析〗本节内容是在学生已经掌握了原子核结构的基础上，探究是什么作业使得质子和中子可以有机地组成一个稳定的整体。
同时对核能的产生进行了探讨，介绍了爱因斯坦的质能方程，为后面学习核裂变和核聚变做出了铺垫。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶了解四种基本相互作用与核力的特点，理解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验。
科学思维∶理解引力作用是天体间的力（比较显著），电磁相互作用的表现在分子级别上，强相互作用在原子核，弱相互作用又比原子核小很多的级别上。
科学探究：通过教材上的科学推理，掌握其实质，培养科学推理的能力。
科学态度与责任∶学习科学家们严谨的科学态度，坚持实事求是，培养学习、探索科学的兴趣和责任。
〖教学重难点〗教学重点：结合能和比结合能、质量亏损。
教学难点：结合能和比结合能。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入原子核是由中子和质子构成的。
在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢?有某种力，把它们紧密的结合在了一起，这就是核力。
能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
二、新课教学（一）核力与四种基本相互作用1.引力相互作用17世纪下半叶，人们发现了万有引力。
正是万有引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系（动图展示）。
引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。
2.电磁相互作用动图展示：电荷间、磁体间的相互作用。
从本质上说它们是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用或电磁力。
它也是自然界的一种基本相互作用。
宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。
3.强相互作用原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。
短程力：约在10-15m量级时起作用。
4.弱相互作用在某些放射现象中起作用的另一种基本相互作用。
5核力与结合能-人教版选修3-5教案
核力与结合能-人教版选修3-5教案一、教学目标1.掌握核力的概念、性质及作用；2.理解原子核的结合能；3.能够计算原子核的结合能。
二、教学重点1.核力的概念、性质及作用；2.原子核的结合能的概念和计算方法。
三、教学难点1.如何理解原子核的结合能。
四、教学过程1. 导入（5分钟）通过介绍通俗易懂的例子，引导学生认识核力的重要性及作用。
2. 讲解核力的概念、性质及作用（10分钟）•核力的概念：核力是一种极强的作用力，只存在于原子核内部，能维持原子核的稳定和紧密结合。
•核力的性质：源于反应堆内的原子核间自发发生的核反应或自然界中核反应产生的裂变和聚变过程。
•核反应的作用：核反应的时候，开天辟地的核能爆发，这份炽热的能量能够推动无数工业生产的进步。
3. 讲解原子核的结合能（10分钟）•原子核的结合能，指原子核中质子和中子的相互作用能量。
•原子核中质子和中子之间存在相互吸引作用，这种相互吸引的力，使核子附着在一起，形成原子核。
•原子核结合能的大小是衡量核稳定性的重要指标。
4. 计算原子核的结合能（30分钟）以氦原子核为例，进行原子核结合能的计算。
氦原子核的核子组成为2个质子和2个中子。
根据式子E=mc^2，计算其中一个质子质量和一个中子质量的能量，然后用全部的4个质子和中子的质量减去这个能量的总和，就得到氦原子核的结合能。
具体可通过学生实践、计算和讨论，达到计算原子核结合能的目的。
5. 小结（5分钟）回顾本次课程的要点，梳理核力与结合能的关系，宣传核能的重要性。
五、课后作业1.回答：什么是核力？它的作用是什么？2.分享：向家人或朋友介绍一些核能的基本知识。
六、教学反思核力与结合能作为物理选修3的一门重要课程，可以培养学生的物理思维和计算能力，培养学生对于科学知识的兴趣和探究精神。
本次课程的组织安排要紧密结合学生的实际情况，让学生明白核能的重要性和作用，培养学生对于核能的正确认识和应用价值。
同时，课程设计上要注意将抽象的物理概念融入生活中，让学生更加容易理解和掌握。
3 核力与结合能-人教版高中物理选择性必修 第三册(2019版)教案
核力与结合能-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案一、教学目标1.了解核力的概念及其作用；2.掌握原子核的结构和组成；3.理解核力对原子核稳定性的影响；4.掌握结合能的概念及其计算方法。
二、教学重点1.核力的定义和作用；2.原子核的组成和结构；3.核力对原子核稳定性的影响；4.结合能的概念及其计算方法。
三、教学难点1.核力的作用及其本质；2.原子核稳定性的影响因素。
四、教学内容及方法1. 核力的概念和作用1.讲解核力的定义和性质；2.引导学生理解核力对原子核的束缚作用；3.通过实验、图示等方式，帮助学生了解核力的本质。
2. 原子核的组成和结构1.讲解原子核的组成和结构；2.通过实验、图示等方式，帮助学生了解原子核的形成和稳定性。
3. 核力对原子核稳定性的影响1.讲解核力对原子核稳定性的影响；2.引导学生了解核力的作用机制；3.通过实例分析，帮助学生掌握核力对原子核稳定性的判断。
4. 结合能的概念及其计算方法1.讲解结合能的概念和性质；2.介绍计算结合能的方法；3.通过例题讲解，帮助学生掌握结合能的计算方法。
五、教学过程1.核力的概念和作用根据学生的理解情况，讲解核力的定义和性质，并通过实验和图示，帮助学生了解核力的基本本质和对原子核的束缚作用。
2.原子核的组成和结构根据学生的掌握程度，讲解原子核的组成和结构，并通过实验、图示等方式，帮助学生理解原子核的形成过程和稳定性。
3.核力对原子核稳定性的影响讲解核力对原子核稳定性的影响机制，并通过实例分析，帮助学生掌握核力对原子核稳定性的判断方法。
4.结合能的概念及其计算方法介绍结合能的概念、性质以及计算方法，并通过例题引导学生掌握结合能的计算方法。
六、教学评估通过课堂、作业练习等方式对学生掌握情况进行评估，及时发现和纠正问题，帮助学生提高对核力和结合能的理解和掌握。
七、教学反思1.在讲解核力和原子核结构时，需要根据学生实际情况进行调整，以便更好地理解核力和原子核的本质；2.针对计算结合能等难点，需要采取更加直观的方式进行讲解和引导，以便学生更好地掌握计算方法。
教学设计2：5.3核力与结合能
教学环节
(含备注)
教学内容
引入新课
讲授新课
课后作业
一.引入新课
在原子核里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢？
二.进行新课
（一）核力与四种基本相互作用
1．四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。
2．电磁相互作用：电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，从本质上讲是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用或电磁力。宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于电荷之间的电磁相互作用。
总质量=静止质量+因运动增加的质量。
光子没的静止质量。
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;
（四）117页例题讲解、体会质量亏损与比结合能。
（五）核反应与原子核的比结合能
图5.3-4中等大小的核的比结合能最大，最稳定。聚变与裂变会释放能量。
5.3核力与结合能
上课时间：年月日
题课
选择性必修三第五章第3节：核力与结合能
课型
新
课时
1
教学目标
1.知道四种基本相互作用，知道核力的性质。
2.认识原子核的结合能和比结合能的概念。
3.能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。
学习重点
结合能和比结合能、质量亏损和质能方程
学习难点
比结合能与原子核的稳定性、质量与能量关系
(的原因。
（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，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核而释放的能量。
人教版(新教材)高中物理选择性必修3优质学案：3 核力与结合能
3核力与结合能〖学习目标〗 1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用.2.了解结合能和比结合能的概念.3.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行相关的计算．一、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核．这种作用称为强相互作用．2．强相互作用的特点(1)强相互作用是短程力，作用范围只有约10－15 m.(2)距离增大时，强相互作用急剧减小．超过10－15 m，相互作用不存在．3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因．(2)弱相互作用是短程力，其力程只有10－18 m.4．四种基本相互作用二、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，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．2．比结合能原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．中等大小的核的比结合能最大，最稳定．三、质量亏损1．质能方程物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2.2．质量亏损原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．1．判断下列说法的正误．(1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大．(×)(2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因．(√)(3)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)(4)比结合能越大，原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大．(×)2．已知α粒子(42He)是由2个质子、2个中子组成的，取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.则α粒子的结合能为________．(结果保留两位有效数字)〖答案〗 4.3×10－12 J〖解析〗组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mαα粒子的结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE≈4.3×10－12 J.一、核力与四种基本相互作用1．核力(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现．(2)核力是短程力，约在10－15 m 数量级时起作用，距离大于0.8×10－15 m时为引力，距离小于0.8×10－15 m时为斥力，距离超过1.5×10－15 m时核力几乎消失．(3)核力具有饱和性，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，而不是与核内所有核子发生作用．2．四种基本相互作用的作用尺度(1)在原子核内，强相互作用将核子束缚在一起．(2)在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体．(3)万有引力主要作用于宏观和宇宙尺度上，是万有引力使行星绕着恒星运行，并且联系着星系团．(多选)对于核力，以下说法正确的是()A．核力是弱相互作用力，作用力很小B．核力是强相互作用的表现，是强力C．核子之间的距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15m时核力的变化规律更清楚〖答案〗BC〖解析〗核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15m之内，核力比库仑力大得多，选项B正确，A错误；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；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，选项C正确；人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们正在奋力攻克的堡垒，选项D错误．二、结合能和比结合能结合能把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示从图中可看出，中等大小的核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小(2020·济宁一中高二期中)原子核的比结合能曲线如图1所示．根据该曲线，下列判断正确的有()图1A．42He核比63Li核更稳定B．42He核的结合能约为14 MeVC．两个21H核结合成42He核时吸收能量D．235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大〖答案〗 A〖解析〗比结合能越大，核越稳定，42He核比63Li核比结合能大，则更稳定，选项A正确．根据图像知42He核的比结合能约为7 MeV，所以结合能ΔE＝7×4 MeV＝28 MeV，故B错误．由题图可知21H的比结合能约为1 MeV，则21H核结合能为2 MeV；42He核的比结合能为7 MeV，结合能为28 MeV，则两个21H核结合成42He核时放出能量，选项C错误．由题图图像可知，235 92 U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的小，选项D错误．三、质量亏损核能的计算1．质量亏损Δm的理解所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给．2．质能方程E＝mc2的理解(1)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2.(2)运用质能方程时应注意单位．一般情况下，公式中各量都应取国际单位制单位．但在微观领域，用国际单位制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1 u对应931.5 MeV能量．命题角度1爱因斯坦质能方程的理解下列有关质能方程的说法中，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．核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量D．因为在核反应中产生能量，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〖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，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，B项正确；核反应中发生的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量突变成运动的质量，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，只是物质由静质量变成动质量，故D项错误．命题角度2核能的计算一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知质子的质量是1.672 6×10－27 kg，锂核的质量是11.650 5×10－27 kg，氦核的质量是6.646 6×10－27 kg，光速c＝3×108 m/s.(1)写出上述核反应的方程；(2)计算上述核反应释放的能量．〖答案〗(1)73Li＋11H→242He(2)2.691×10－12 J〖解析〗(1)该核反应方程为73Li＋11H→242He(2)核反应的质量亏损Δm＝m Li＋m p－2mα＝(11.650 5×10－27＋1.672 6×10－27－2×6.646 6×10－27) kg＝2.99×10－29 kg释放的能量ΔE＝Δmc2＝2.99×10－29×(3×108)2 J＝2.691×10－12 J.核能的计算方法1．根据质量亏损计算(1)根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.(2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．①若Δm的单位是千克，则需要将c＝3×108 m/s代入，计算得到的ΔE的单位为焦耳．②若Δm的单位是原子质量单位u，则可用ΔE＝Δm×931.5 MeV计算，即用质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV.(1 u相当于931.5 MeV)2．利用比结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数，核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能．针对训练(多选)在某些恒星内，3个α粒子结合成一个12 6C，12 6C原子核的质量是12.000 0 u，4He原子核的质量是4.002 6 u，已知1 u的质量对应931.5 MeV的能量，则此核反应所释放2的核能约为()A．7.265 7 eV B．5.265 7 eVC．1.16×10－12 J D．1.16×10－9 J〖答案〗AC〖解析〗由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u＝7.265 7 MeV＝7.265 7×106×1.6×10－19 J≈1.16×10－12 J，故A、C正确．1．(核力的特点)(多选)关于核力，下列说法中正确的是()A．核力是一种特殊的万有引力B．原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用C．核力是原子核稳定存在的原因D．核力是一种短程强相互作用〖答案〗CD〖解析〗核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，是核子间的强相互作用，作用范围约1.5×10－15 m，原子核的半径数量级为10－15 m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核稳定存在的原因，故选C、D.2．(结合能、比结合能)下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的是()A．核子结合成原子核吸收的能量或把原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B．比结合能越大的原子核越稳定，因此中等质量原子核的结合能也一定越大C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的大〖答案〗 D〖解析〗核子结合成原子核要放出能量，原子核拆解成核子要吸收能量，A选项错误；比结合能越大的原子核越稳定，但其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，B、C选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，核子数又比轻核多，因此中等质量原子核的结合能也比轻核大，D选项正确．3．(质量亏损与质能方程)(2019·扬州市高二检测)假设两个氘核在一直线上相碰发生核反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m1，中子的质量是m2，氦核同位素的质量是m3，光在真空中的速度为c.(1)写出该核反应的方程式；(2)求该核反应中释放出的能量ΔE.〖答案〗(1)21H＋21H→32He＋10n(2)(2m1－m2－m3)c2〖解析〗(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程式为：21H＋21H→32He＋10n(2)核反应过程中的质量亏损为：Δm＝2m1－(m2＋m3)该核反应放出的能量为：ΔE＝Δmc2＝(2m1－m2－m3)c2.4．(质量亏损与质能方程)(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循坏，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV〖答案〗 C〖解析〗核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．。
核力与结合能教案设计
核力与结合能教案设计
核力与结合能教案设计
一、教学目标：
1. 理解核力的概念及作用；
2. 掌握结合能的概念和计算方法；
3. 了解核反应和核能。
二、教学重点与难点：
1. 理解核力的概念及作用；
2. 掌握结合能的概念和计算方法。
三、教学内容及方法：
1. 核力的概念和作用：通过讲解核力的定义及其在原子核中的作用，引导学生了解原子核的稳定性和不稳定性原因；
2. 结合能的概念：通过解释结合能的定义和计算公式，培养学生计算结合能的能力；
3. 核反应和核能：通过介绍核反应和核能的概念以及实际应用，启发学生对于核能的理解和认识。
四、教学过程：
1. 导入：教师通过介绍核能的定义和概念，引出本节课的教学内容：核力和结合能；
2. 核力的概念和作用：通过讲解核力的定义和在原子核中的应用，让学生了解原子核的构成及其稳定性和不稳定性原因；
3. 结合能的概念：通过解释结合能的定义和计算公式，引导学生计算结合能的方法；
4. 核反应和核能：通过介绍核反应和核能的概念及其在现实中的应用（如核电站等），启发学生对于核能的认识；
5. 练习和巩固：教师提供结合能的计算题目，让学生自行计算，加深学生对于结合能的理解和掌握；
6. 课堂小结：教师对于本节课的内容进行总结，概括本节课的重点和
难点。
五、教具材料：PPT课件、白板、黑板、计算器等。
六、教学评价：
1. 课堂表现：学生是否认真听讲，积极回答问题；
2. 练习成绩：学生是否熟练掌握结合能的计算方法；
3. 课堂问答：学生是否能够对于核力、结合能、核反应和核能等内容进行简要的概括和说明。
第3节 核力与结合能 教学设计
第3节核力与结合能[学习目标]1．了解四种基本相互作用，知道核力的性质。
2．知道原子核的结合能和比结合能的概念。
3．知道什么是质量亏损，能应用质能方程进行计算。
知识点1核力与四种基本相互作用1．万有引力：引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。
2．电磁相互作用：电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用或电磁力。
它也是自然界的一种基本相互作用。
宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。
3．强相互作用：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，这种作用称为强相互作用。
它的作用范围只有约10－15 m，超出这个界限，该力实际上已经不存在了，它是短程力。
4．弱相互作用：在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用。
弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。
弱相互作用也是短程力，其力程比强相互作用更短，只有10－18 m。
[判一判]1．(1)原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡。
()(2)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大。
()(3)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。
()提示：(1)×(2)×(3)√知识点2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，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。
2．比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。
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。
知识点3质量亏损1．质能方程物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2。
2．质量亏损原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
[判一判]2．(1)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量。
人教版高中物理教案-核力与结合能
第十九章原子核新課標要求1．內容標準（1）知道原子核的組成。
知道放射性和原子核的衰變。
會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統計意義。
（2）瞭解放射性同位素的應用。
知道射線的危害和防護。
例1 瞭解放射性在醫學和農業中的應用。
例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，瞭解相關的國家標準。
（3）知道核力的性質。
能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。
會根據質量數守恆和電荷守恆寫出核反應方程。
（4）認識原子核的結合能。
知道裂變反應和聚變反應。
關注受控聚變反應研究的進展。
（5）知道鏈式反應的發生條件。
瞭解裂變反應堆的工作原理。
瞭解常用裂變反應堆的類型。
知道核電站的工作模式。
（6）通過核能的利用，思考科學技術與社會的關係。
例3 思考核能開發帶來的社會問題。
（7）初步瞭解恒星的演化。
初步瞭解粒子物理學的基礎知識。
例4 瞭解加速器在核子物理、粒子物理研究中的作用。
2．活動建議：（1）通過查閱資料，瞭解常用的射線檢測方法。
（2）觀看有關核能利用的錄影片。
（3）舉辦有關核能利用的科普講座。
新課程學習19．5 核力與結合能★新課標要求（一）知識與技能1．知道核力的概念、特點及自然界存在的四種基本相互作用；2．知道穩定原子核中質子與中子的比例隨著原子序數的增大而減小；3．理解結合能的概念，知道核反應中的品質虧損；4．知道愛因斯坦的質能方程，理解品質與能量的關係。
（二）過程與方法1．會根據質能方程和品質虧損的概念計算核反應中釋放的核能；2．培養學生的理解能力、推理能力、及數學計算能力。
（三）情感、態度與價值觀1．使學生樹立起實踐是檢驗真理的標準、科學理論對實踐有著指導和預見作用的能力；2．認識開發和利用核能對解決人類能源危機的重要意義。
★教學重點品質虧損及愛因斯坦的質能方程的理解。
★教學難點結合能的概念、愛因斯坦的質能方程、品質與能量的關係。
★教學方法教師啟發、引導，學生討論、交流。
★教學用具：多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。
核力与结合能教案
核力与结合能教案14.5核力与结合能教学目标：1．了解四种相互作用，知道核力的特点。
2.了解原子核的结合能和质量损失，能用质能方程计算。
3.能够简单地解释为什么轻核和重核中中子和质子的数量有不同的比例。
教学重点和难点：1．理解核力的特点2.了解原子核中质子和中子的比例3．质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。
教学过程：一、引入：原子核的半径约为10-15米，仅为原子半径的十分之一。
在这样一个小的空间里，带正电的质子和质子之间的库仑斥力非常大，而万有引力太小，只有库仑力的10-36。
那么为什么质子能挤在一起而不飞走呢？在原子核中会有一种过去未知的力将原子核结合在一起吗？今天，我们来学习这方面的内容，即第5节：核力和束缚能II。
创造1．核力与四种相互作用：相互作用，相互作用，相互作用，相互作用。
（1）核力量的特点：①核力是四种相互作用中的相互作用（强力）的一种表现。
在原子核尺度内，核力比库仑力得多。
② 核力量是一种短程力量。
它工作在大约一个数量级，距离大于0.8×10-15m是力，距离为10×10-15m，核力几乎为，距离小于0.8×10-15m是力，所以核不会熔合在一起。
③核力具有饱和性。
每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
④ 核力是电荷独立的。
对于给定的相对运动状态，核力与核子无关。
（2）弱相互作用弱相互作用是引起原子核发生β衰变的原因,即引起中子→质子转变的原因。
弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为，作用强度比电磁力。
2.原子核中质子与中子的比率轻核（原子序数小于20）的质子数和中子数大致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围之内，由于核力远大于电磁力，即使质子和中子成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。
重核（原子序数大于20）中的质子数小于中子数；对于重核来说，核子的数量很大，核子间距也很大。
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核力与结合能
三维教学目标
1、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。
2、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。
3、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。
教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
教学过程：
第五节核力与结合能
（一）引入新课
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1186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1186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。
（二）进行新课
1、核力与四种基本相互作用
提示：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。
在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。
电磁力大约要比万有引力强1186倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。
核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。
提问1：那么核力有怎样特点呢？
（1）核力特点：
第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。
第二、核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内。
第三、核力存在于核子之间，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饱和性。
总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。
弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。
（2）四种基本相互作用力：
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力；
②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力；
③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体→长程力；
④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。
是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力。
2、原子核中质子与中子的比例
随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。
思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系？（随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多）
思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数？
提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。
总结：
若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。
所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了；
若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。
因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。
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。
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
（1）质量亏损
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。
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。
（2）爱因斯坦质能方程： E＝mc2
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=△m c2
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。
说明：
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。
阅读原子核的比结合能，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=1.018 277u，1个中子的质量mn=1.018 665u.氦核的质量为4.001 518 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27kg. 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）。