核力和结合能教案
《核力与结合能》 学历案
《核力与结合能》学历案一、学习目标1、理解核力的概念，知道核力的特点。
2、理解结合能和比结合能的概念，知道它们的物理意义。
3、能够运用质能方程计算结合能，并能解释原子核能释放能量的原因。
二、知识回顾1、原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
2、原子的质量原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量很小，可忽略不计。
3、电荷守恒和质量数守恒在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒。
三、新课导入我们知道，原子核是由质子和中子组成的。
然而，质子都带正电，它们之间存在着静电斥力。
那么，是什么力量把质子和中子紧紧地束缚在原子核内，使原子核保持稳定呢？这就涉及到核力的概念。
同时，原子核具有一定的能量，这种能量与核子之间的结合情况有关，这就是结合能。
接下来，让我们一起深入探究核力与结合能的奥秘。
四、核力1、核力的概念核力是把核子（质子和中子）紧紧束缚在原子核内的力。
2、核力的特点（1）短程力：核力在约 10^（－15)m 的距离内起作用，超过这个距离，核力就迅速减小为零。
（2）强相互作用：核力是一种很强的相互作用力，比库仑力大得多。
（3）饱和性：每个核子只与相邻的几个核子发生核力作用，而不是与原子核内所有的核子都发生作用。
（4）核力与电荷无关：无论是质子与质子、质子与中子，还是中子与中子之间，核力的大小和性质基本相同。
五、结合能1、结合能的概念把原子核拆散成核子所需要的能量，或者把核子结合成原子核所释放的能量，叫做结合能。
2、结合能的计算例如，一个质子和一个中子结合成氘核时，释放出22 MeV 的能量，这就是氘核的结合能。
结合能可以通过爱因斯坦的质能方程 E ＝ mc²来计算，其中 E 表示能量，m 表示质量亏损，c 为真空中的光速。
六、比结合能1、比结合能的概念原子核的结合能与核子数之比，称为比结合能。
2、比结合能的意义比结合能的大小反映了原子核的稳定程度。
比结合能越大，原子核越稳定。
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。
物理选择性必修三 5.3 核力与结合能
《核力与结合能》教学设计【课标要求】了解核力性质。
知道四种相互作用认识原子核的结合能。
【学习目标】（1）知道4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）能用质量亏损和智能方程计算核能相关的问题。
【教材分析】本节是在学生已经学习了原子核是由质子和中子组成的基础上，探究是什么作用使质子和中子有机的组成一个稳定的整体。
为此首先安排了“核力与四种相互作用”阐明万有引力、电磁力和核力分别在不同的尺度上发挥作用。
在这一部分，充分体现了大胆“猜想”在研究中的作用。
核力是从力的角度认识原子核，结合能是从能的角度认识原子核。
【学情分析】学生已经学习了库仑力，知道同种电荷之间相互排斥，但是质子带正电，是如何紧密结合在一起的。
如何从力的角度和能的角度认识原子核，也是学生比较想知道的。
同时这一部分的学习，为后续的裂变和聚变学习打下基础。
【教学过程】（1）问题引入原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的。
在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不散开？是万有引力的作用吗？可以让学生通过计算，去比较万有引力和库仑力的大小，为了计算方便，仅给出数量级。
质子间距数量级为10-15m；质子质量数量级为10-27kg；质子电量数量级为10-19kg；万有引力常量数量级为10-11；静电力常量数量级109。
通过计算发现1929362721110==1010FF---⨯⨯库万（10）（10）由此看到，万有引力无法抵消库仑力斥力，物理学家发现：有第三种力存在，是这种力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。
这就是核力（2）核力使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核的力1.核力是一种强相互作用。
在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。
2. 核力是短程力。
约在10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力；距离小于0.8×10-15m时为斥力，因此核子不会融合在一起；距离为10×10-15m时核力几乎消失3. 核力具有饱和性，即每个核子只跟相邻的核子产生核力作用。
核力与结合能-粤教版选修3-5教案
核力与结合能-粤教版选修3-5教案一、教学目标1.了解原子核的组成结构及其性质；2.理解核力的作用机理及特点；3.掌握原子核的结合能的计算方法和物理意义；4.学会应用结合能对核反应的能量变化进行计算。
二、教学内容1. 原子核的组成结构及其性质1.原子核的组成及尺寸：质子和中子组成原子核，尺寸一般为10−15米级别；2.原子核的电荷：原子核带正电荷，其大小与原子序数相等；3.原子核的质量：原子核的质量重于电子，因此核外电子对核的性质影响较小；4.同位素和同位素核素：原子核中质子和中子的比例不同，则称为同位素，同位素在原子核素中的比例不同，则称为同位素核素；5.核自旋：核自旋是指原子核旋转的角动量。
2. 核力的作用机理及特点1.核力的基本特点：核力为强相互作用力，作用范围极小，只作用于原子核内部的质子和中子之间，是一种非常强的作用力；2.核力的作用机理：核力来源于夸克之间的强相互作用，它是夸克引力的代表，表现为同类的夸克之间互相吸引，不同类夸克之间互相排斥的作用；3.核力的特点：核力对质子和中子作用相等，不产生电磁相互作用，延伸距离很短，是一种短程力。
3. 原子核的结合能的计算方法和物理意义1.结合能的定义：原子核的结合能是指核内的质子和中子保持在一起所需克服核力的能量，具有负值；2.结合能的计算方法：可以通过质子和中子的质量和原子核的质量差计算得到，也可以根据爱因斯坦的质能方程计算；3.结合能的物理意义：原子核的结合能决定了原子核的稳定性和核反应过程的能量变化。
4. 应用结合能对核反应的能量变化进行计算1.核反应及其类型：核反应是指核发生改变的过程，常见的核反应有核衰变和核裂变等；2.能量守恒定律：核反应遵守能量守恒定律，反应前后能量守恒；3.核反应的能量变化计算：可以根据反应前后的结合能差计算反应释放或吸收的能量。
三、教学方法采用讲授和实验相结合的方式进行教学，引导学生通过实验观察、分析和解决问题，培养学生的实验能力，加深学生对原子核物理的认识和理解。
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。
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。
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
3 核力与结合能-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案教学目标1.了解原子核的组成和性质，认识核力的种类和特点；2.理解原子核的稳定性和不稳定性，认识核能的产生和利用；3.掌握核聚变和核裂变的基本原理，了解核反应堆和核武器的原理。
教学内容1.核的基本结构1.原子核的组成和性质2.核力的种类和特点2.原子核的稳定性与不稳定性1.核的质量数和原子序数2.核的靶心与轰击3.核素图谱4.核衰变规律3.核能的产生与利用1.核裂变原理2.核聚变原理3.核反应堆和核武器4.核力和结合能1.核力的种类和特点2.铀核的结合能3.质量缺陷和结合能教学过程第一课时：核的基本结构教学目标：了解原子核的组成和性质，认识核力的种类和特点。
教学重点：认识原子核的结构和性质，理解核力的性质和种类。
教学难点：理解核力的特点和本质，认识不同类型核力的作用。
教学内容：1.原子核的组成和性质1.原子核的组成：质子和中子2.原子核的性质：质量数、原子序数、核电荷数2.核力的种类和特点1.核力的种类：库仑力、强相互作用力2.核力的特点：短程、强、非心仪势3.核反应的类型1.散裂反应2.聚变反应教学方法：演示、实验教学步骤：1.阐述原子核组成和性质；2.介绍核力的种类和特点；3.通过实验展示核力的效果；4.探讨核反应的类型及其原理；5.结合实例解释散裂反应、聚变反应的区别。
第二课时：核的稳定性与不稳定性教学目标：理解原子核的稳定性和不稳定性，认识核能的产生和利用。
教学重点：认识原子核的稳定性和不稳定性，掌握核素图谱的学习方法。
教学难点：理解核素的平衡状态和不平衡状态，认识核素的衰变过程。
教学内容：1.核的质量数和原子序数1.质量数和原子序数的意义；2.同位素概念的介绍；2.核的靶心与轰击1.轻质原子核与重质原子核的反应；2.靶心材料的选择；3.计算靶心的性能参数；3.核素图谱1.核素图谱的定义；2.核素图谱的制作方法；3.核素图谱的应用；4.核衰变规律1.核衰变的定义；2.核衰变的主要类型；3.核衰变的基本规律。
《第五章 3 核力与结合能》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版2019选择性必修
《核力与结合能》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解核力的概念，掌握其性质和特点。
2. 理解结合能的概念，了解其意义和计算方法。
3. 通过对核力和结合能的学习，培养学生的科学思维和探究能力。
二、教学重难点1. 教学重点：核力的探究，结合能的计算。
2. 教学难点：核力观察和实验的配合，结合能概念的深入理解。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、投影仪、实验器材等。
2. 准备实验教学：进行核力实验，观察核力的表现形式。
3. 准备教学资源：搜集相关图片、视频、案例等，丰富教学内容。
4. 安排学生预习：提前布置预习任务，了解核力和结合能的基本概念。
四、教学过程：本节教学过程将通过以下几个步骤展开：导入新课、新课教学、实验探究、课堂小结和作业布置。
1. 导入新课：首先，我们将通过回顾原子结构和原子核的基本知识，引导学生思考核力与结合能的概念。
通过提出问题，如“核力是什么？结合能又是如何影响原子结合方式？”引发学生思考，从而自然引入新课内容。
2. 新课教学：我们将逐步讲解核力与结合能的基本概念、原理和应用。
为了帮助学生理解，我们将结合丰富的图片、动画和视频，使抽象的理论变得生动有趣。
同时，我们也会穿插一些实际生活中的例子，如核能发电、核武器的原理等，让学生感受到物理知识与日常生活的紧密联系。
3. 实验探究：为了让学生更直观地感受核力的性质，我们将安排一次简单的实验。
学生将通过观察实验现象，亲手感受核力的存在，从而更好地理解核力的性质和特点。
实验过程中，我们也会引导学生思考实验结果与理论预测的差异，培养学生观察、分析和解决问题的能力。
4. 课堂小结：在课程的最后，我们将帮助学生回顾本节课的主要内容，强调核心概念和原理。
通过引导学生总结，帮助学生构建自己的知识体系，加深对核力与结合能的理解。
5. 作业布置：为了进一步巩固学生对核力与结合能的理解，我们将布置一些与核力、结合能相关的思考题和实验操作题。
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。
《核力与结合能》 学历案
《核力与结合能》学历案一、学习目标1、理解核力的概念，知道核力的特点。
2、理解结合能的概念，知道结合能与质量亏损的关系。
3、能够运用质能方程计算结合能和质量亏损。
二、学习重难点1、重点（1）核力的特点。
（2）结合能与质量亏损的关系。
2、难点（1）对结合能概念的理解。
（2）运用质能方程进行相关计算。
三、知识梳理（一）核力1、核力的定义核力是把核子（质子和中子）紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力。
2、核力的特点（1）核力是强相互作用（强力）的一种表现。
（2）核力是短程力，作用范围在 15×10⁻¹⁵ m 之内。
（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。
（二）结合能1、结合能的定义原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，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，称作比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
（三）质量亏损1、质量亏损的定义组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差叫做质量亏损。
2、质能方程爱因斯坦质能方程：E ＝ mc²，其中 E 表示能量，m 表示质量，c 为真空中的光速。
四、例题讲解例 1：已知质子和中子的质量分别为 1007 277 u 和 1008 665 u，氦核的质量为 4001 509 u，1 u 相当于 9315 MeV 的能量。
求氦核的结合能。
解：2 个质子和 2 个中子组成氦核时的质量亏损：Δm ＝ 2×（1007 277 u ＋ 1008 665 u) 4001 509 u ＝ 0030 377 u根据质能方程，氦核的结合能：E ＝Δmc² ＝ 0030 377×9315 Me V ≈ 283 MeV例 2：要使氘核聚变，必须使它们之间的距离接近到 r ＝ 1×10⁻¹⁵m，氘核的电荷量为 q ＝ 16×10⁻¹⁹ C，质量为 m ＝ 33×10⁻²⁷ kg。
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。
核力与结合能 说课稿 教案 教学设计
核力与结合能教学目标（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。
引入新课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。
一、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。
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。
第四、核力具有电荷无关性。
对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。
总结：要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物——夸克的相互作用。
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。
5.3核力与结合能教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
-核聚变：两个轻核合并成一个较重的核，释放大量能量。
⑧核反应中的质量亏损：
-核反应中，反应前后质量数守恒，但质量数并不总是守恒。
-质量亏损是指核反应中质量数的不守恒，这是核反应中能量释放的一个重要因素。
⑨质能等价公式E=mc²：
-质能等价公式表明物质和能量是等价的，可以相互转换。
情感升华：
结合核力与结合能的内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。
鼓励学生分享学习核力与结合能的心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的核力与结合能内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的核力与结合能内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决核力与结合能问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。
引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）
知识拓展：
介绍与核力与结合能内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。
核心素养目标分析
本节课旨在培养学生的科学探究能力、信息处理能力、批判性思维能力以及科学素养。
1.科学探究能力：通过引导学生观察和分析核反应中的能量变化，培养学生运用物理知识进行科学探究的能力，使其能够从实验现象中寻找规律，进而理解核力与结合能的概念。
2.信息处理能力：在教学过程中，教师会提供相关核反应的数据和图像，要求学生分析这些信息，并从中得出结论。这有助于提高学生处理和分析信息的能力。
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。
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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 讲述： 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=
Δ mc 2.
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，
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。
点拨：师生共同阅读原子核的比结合能挂图，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。
对解决人类的能源危机具有重要意义。
（四）作业： 1、理解原子核的结合能的概念；理解质量与能量的区别及它们之间的对
应关系；
2、完成课本后面的练习 1、2、 3、 4
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂， 是物理教学的根本； 亲自实践参与知识的发现过程是培养
学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、
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
（ 巩固练习 ）已知 1 个质子的质量 m p=1.007 277u，1 个中子的质量 mn=1.008 665u.氦核 的质量为 4.001 509 u. 这里 u 表示原子质量单位， 1 u=1.660 566 ×10-27 kg. 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 ）
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 .
2．培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。 （三）情感、态度与价值观
1．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。
两者相差多少倍 ? 学生通过计算回答：两者相差
1036 倍
问：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，也就是第五节：核力与结合能
(板书 )
在核反应中才能明显的表现出来 .
让学生回顾质量、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。
点评：质量亏损与质量与能量的关系是本节的难点。
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
量可以说属于原子的“皮能” 。在核反应时，可以产生较大一些的质量亏损，从而使人类获
得了大得多的能量，这里的变化属于原子核的变化，相应的能量称作原子核能。换句话说，
即物体贮藏的能量是巨大的。 迄今为止， 人类所利用的能量还只是很小的一部分， 如果人类
在探索中能掌握新的方式， 以产生更大的质量亏损， 也就必然能够获得更为可观的能量， 这
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。
点评：通过学生自主学习培养学生的自学能力，同时通过讨论激发学习兴趣。
教师讲述：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
, 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
;
（ 2）爱因斯坦质能方程： E＝ mc2
讲述：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
学生： 学习课本例题，做巩固练习， 加深对质量亏损、原子核的结合能及比结合能的理 解
（三）课堂小结 根据爱因斯坦质能方程自然界中物体的质量和能量间存在着一定对应关系：
E=mc2，可
见物质世界贮藏着巨大能量， 问题是如何使贮藏的能量释放出来。 人类以前利用的是燃料燃
烧时释放的化学能。 在发生化学反应时， 是原子外层电子的得失， 这种情况下人类获取的能
★ 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。 ★ 课时安排 1 课时 ★ 教学过程
（一）引入新课
复习提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为
m p=1.67 × 1-207kg，带电量为元电荷
e=1.6 × 1-109C，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
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。
点评：向学生指出以下几点：
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。
★ 新课标要求
（一）知识与技能
19.5 核力与结合能
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；
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 .
问：那么核力有怎样特点呢 ?
学生：阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：
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 .
点拨：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
讲述： 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
（ 1）核力是强相互作用 (强力 )的一种表现。
（ 2）核力是短程力，作用范围在 1.5 ×1-015 m 之内。 （ 3）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。
教师总结： 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
无本之木。 学生
素质的培养就成了镜中花，水中月。
点评： 让学生从熟悉的库仑定律和万有引力定律出发， 比较氦原子核中两个质子之间的
库仑斥力与万有引力的大小，产生强烈的认知冲突
,进而引入核力的概念。
（二）进行新课
1．核力与四种基本相互作用 (板书 ) 点拨：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。
的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。 引导学生阅读教材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?
点评：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
通高中课程标准实验教科书—物理（选修
3－ 5）
新课标要求 1．内容标准 （ 1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知 道半衰期的统计意义。 （ 2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例 1 了解放射性在医学和农业中的应用。 例 2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。 （ 3）知道核力的性质。 能简单解释轻核与重核内中子数、 质子数具有不同比例的原因。 会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 （ 4）认识原子核的结合能。 知道裂变反应和聚变反应。 关注受控聚变反应研究的进展。 （ 5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的 类型。知道核电站的工作模式。 （ 6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例 3 思考核能开发带来的社会问题。 （ 7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例 4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议： （ 1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （ 2）观看有关核能利用的录像片。 （ 3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习