2021人教版选修《核力与结合能》word学案

2021人教版选修《核力与结合能》word学案
第5节核力与结合能
【学习目标】
1、明白核力的概念和特点，能简单说明轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的缘故。

2、通过合作探究明白得结合能的概念，会依照质能方程和质量亏损的概念运算核反应中开释的核能。

3、积极投入学习，培养自己的明白得、推理及数学运算能力。

【重难点】
重点是质量亏损及爱因斯坦的质能方程的运用，难点是对结合能的明白得。

【新课导入】
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专门大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。

那么质子什么缘故能
挤在一起而不飞散?会可不能在原子核中有一种过去不明白的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也确实是第五节：核力与结合能
【问题导学】
学点Ⅰ核力与四种差不多相互作用
1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做
2、阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：
（1）核力是(强力)的一种表现。

（2）核力是力，作用范畴在m之内。

距离大于0.8×10-15m时为力, 距离为10×10-15m时核力，距离小于0.8×10-15m时为力。

（3）核力具有性。

核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作
用。

3、除核力外，核物理学家还在原子核内发觉了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱
力)，弱相互作用是引起的缘故，即引起中子转变质子的缘故。

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。

[拓展]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衰变的缘故→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：引力要紧在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。

是引力使行星绕着恒星转，同时联系着星系团，决定着宇宙的现状。

→长程力
学点Ⅱ原子核中质子与中子的比例
观看稳固核的质子数与中子数的关系图，你有什么发觉？
从图中能够看出：自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致，
但关于较重的原子核，中子数质子数，越重的元素，两者相差越多。

阅读教材摸索什么缘故随着原子序数的增加，稳固原子核中的中子数大于质子数？（提示：从电磁力和核力的作用范畴去考虑）
学点Ⅲ结合能
由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个牢固的集合体。

要把原子核拆散成核子，需要克服核力做庞大的功，,或者需要庞大的能量。

例如用强大的γ光子照耀氘核，能够使它分解为一个质子和一个中子。

从实验明白只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，那个反应才会发生。

这说明要把原子核分开成核子要吸取能量，那个能量叫做原子核的。

原子核越大，它的结合能越,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做，也叫平均结合能。

比结合能越,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳固。

说明：
1、结合能并不是由于核子结合成原子核而的能量，而是为把核子分开而的能量。

2、不同原子核的比结合能是不一样的，从图19.5-3能够看出：核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较，中等核子数的原子核的比结合能最，表示这些原子核最稳固
3、当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就能够开释核能。

例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数专门小的轻核结合成一
个核子数大一些的核，都能开释出庞大的核能。

学点Ⅳ质量亏损
1、如何测量运算原子核的结合能呢？阅读课本81页依照质能方程自己完成例题。

2、请写出爱因斯坦的质能方程以及质量亏损的定义。

注意：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逝或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍旧遵守质量守恒定律、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。

3、核能的运算方法
（1）依照质量亏损运算，步骤如下：①依照核反应方程，运算核反应前和核反应后的质量亏损△m；②依照爱因斯坦质能方程E＝mc2或△E=△m c2运算核能；③运算过程中△m 的单位是千克，△E的单位是焦耳
（2）利用原子质量单位u和能量单位eV运算，明确原子质量单位u和eV之间的关系，即1u相当于931MeV，依照此关系可用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931MeV，即△E=△m×931MeV，此式中△m的单位是u，△E的单位是MeV （3）利用平均结合能来运算核能
（4）依照能量守恒和动量守恒来运算核能
（5）应用阿伏伽德罗常数运算核能
【自学检测】
请同学们把课本82页的问题与练习做在下面
1、科学研究说明，自然界存在四种差不多相互作用，我们明白分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于（ ）
A 、引力相互作用
B 、电磁相互作用
C 、强相互作用和弱相互作用的共同作用
D 、四种差不多相互作用的共同作用
2、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取的能量或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固，因此它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要大
3、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确实是能量，它们之间能够相互转化
B ．由E=mc 2可知，能量与质量之间存在着正比关系，能够用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度
C ．核反应中发觉的“质量亏损”是消逝的质量转变成的
D ．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，因此系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
4、已知一个U235核吸取一个中子后可能发生的反应是n Kr Ba n U 109236141
5610235
923++→+，若
U235核的质量为M ，中子的质量为m 0，Ba141核的质量为m 1，Kr92核的质量为m 2，真空中的光速c ，则该核反应开释的能量E ＝__________________。

5、已知1个质子的质量m p =1.007 277u ，1个中子的质量m n =1.008 665u.氦核的质量为4.001509 u. 那个地点u 表示原子质量单位，1 u=1.660566×10-27 kg. 由上述数值，运算2个质子和2个中子结合成氦核时开释的能量。

【拓展提升】
1、在正负电子“湮灭”实验中，产生的两个光子的总能量为多少?(已知m e =0.000549u)
2、原先静止的质量为m 0的原子核，放出α粒子后转变为质量为m 1的原子核，该新核在其运动方向上又放出α粒子而衰变成静止的质量为m 1的原子核，试求两个α粒子的动能，已知α粒子的质量为m α．
3、（选做）已知21084Po 原子核质量为209.98287u ，20682
Pb 原子核质量为205.97646u ，
4 2He原子核的质量为4.00260u，静止的210
84
Po核在α衰变中放出α粒子后变成206
82
Pb，
求：
(1)在衰变过程中开释的能量；
(2)α粒子从Po核中射出时的动能；
(3)反冲核的动能．(已知lu=931.5MeV，且核反应开释的能量只转化为动能)
【当堂检测】
1、下列关于核力的说法中正确的是（）
A、核力确实是电磁力
B、核力同万有引力没有什么区别，差不多上物体间的作用
C、核力与电荷有关
D、核力是短程力，作用范畴在1.5×10-15m之内
2、两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时开释一定的核能，若已知中子质量为l.0087u，质子质量为1.0773u，氦核质量为4.0026u．试运算用中子和质子生lkg的氦时，要开释的核能．
【小结与反思】。