19.5《核力与结合能》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。
核力与结合能教案设计
核力与结合能教案设计教案设计：一、教学目标：1.了解核力和结合能的概念，明确二者之间的关系。
2.掌握计算结合能的方法，进一步了解核稳定性与放射性的关系。
3.理解核反应过程的基本规律，了解核能的基本应用。
二、教学重点难点：1.核力和结合能的认识。
2.结合能的计算。
3.核反应过程的基本规律。
三、教学方法：1.课前预习和教师讲解相结合，让学生对核力和结合能有初步了解。
2.引导学生自主探究，鼓励学生互动交流。
3.板书概括知识点，加深学生对知识点的理解与记忆。
四、教学过程：1.导入：教师引导学生回顾原子核结构的相关知识，然后提出问题：“原子核是如何稳定的？”2.讲解：教师讲解核力的概念、作用原理和种类，进而引出结合能的概念。
接着，教师详细介绍如何计算结合能。
3.练习：教师给出一些计算结合能的实例，让学生在思考中掌握方法，并在小组内讨论。
4.板书：教师在黑板上整理核力、结合能的概念，并给出结合能的计算公式和实例。
5.课堂互动：教师引导学生进行小组讨论，让学生就核力、结合能的概念、计算方法以及核反应的基本规律进行探讨和交流。
6.拓展：教师介绍核反应的基本概念，让学生了解核反应的种类、过程，以及核反应的基本应用。
7.课堂小结：教师引导学生进行小结，让学生在深入学习和思考的基础上，加深对核力、结合能、核反应等知识点的理解。
五、教学评价：教师对学生的学习情况进行评价，了解学生的掌握程度和思考深度，并及时记录问题反馈给学生和家长。
结合课堂的互动交流和作业情况，对学生的综合表现进行评价。
六、教学延伸：1.指导学生阅读相关的科普资料，了解核能的基本概念和应用。
2.在实验室或博物馆进行相关的实物展示或观察，直观感受核力和结合能的本质。
3.组织学生集体观看与核能相关的电影或纪录片，增强学生对核能的了解和认识。
教学设计4：19.5 核力与结合能
5 核力与结合能新课标要求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19．5 核力与结合能★新课标要求（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。
★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。
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。
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。
核力与结合能教学设计
3 核力与结合能一、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。
二、教学重点及难点重点：1．原子核的结合能和比结合能的概念。
2．质量亏损和质能方程。
难点：1．原子核的结合能和比结合能的概念。
2．质量亏损和质能方程。
三、教学用具多媒体课件四、相关资源【教学图片】原子核、【教学图片】万有引力使众多恒星聚在一起形成星团、【教学图片】强相互作用可以存在于各种核子之间、【教学图片】不同原子核的比结合能五、教学过程新课引入教师用PPT展示：原子核图片。
插入图片：【教学图片】原子核.jpg教师提问：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？新课讲授(一)核力与四种基本相互作用教师讲述：现代物理学认为，自然界存在着四种基本相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。
自然界中的各种力，都可以归结为这四种相互作用。
教师讲述：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(如图)，组成太阳系、银河系和其他星系。
引力是自然界的一种基本相互作用。
插入图片：【教学图片】万有引力使众多恒星聚在一起形成星团.png 教师讲述：19世纪后，人们逐渐地认识到，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。
教师提出猜想：原子核里带正电的质子，是不是靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑斥力，而挤在一起不飞散呢？教师提问：质子相互间距离r的数量级为10-15m；质子质量m的数量级为10-27kg，质子电量e的数量级为10-19C；引力常量G的数量级为10-11，静电力常量k的数量级为109。
估算库仑力与万有引力之比？F 库F 万=ke2/r2Gm2/r2=ke2Gm2=109×（10−19）210−11×（10−27）2=1036教师讲述：由计算结果可见，原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。
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。
人教版选修3-5第十九章原子核第5节核力与结合能学案
19.5 核力与结合能【重点知识】1．原子核内相邻核子之间的作用力叫核力，把原子核内核子分开所需要的能量叫结合能。
2．结合能与核子数之比叫比结合能。
比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
3．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。
【基本知识】一、核力与四种基本相互作用1．核力(1)定义：原子核里的间的相互作用力。
(2)作用：把紧紧地束缚在核内，形成稳定的。
2．核力的特点(1)核力是的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力。
(2)核力是，作用范围在 m之内。
核力在大于0.8×10－15m，小于1.5×10－15m 的范围内表现为，在小于0.8×10－15 m时表现为。
(3)每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称为核力的。
3．四种基本相互作用四种基本相互作用包括万有引力、电磁力、作用和______作用，在相同距离上，大约比强1035倍。
二、原子核中质子与中子的比例1．较轻原子核：质子数和中子数。
2．较重原子核：中子数质子数，越重的原子核两者________。
三、结合能与质量亏损1．结合能原子核是凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要，这就是原子核的结合能。
2．比结合能原子核的结合能与之比，称做比结合能，也叫结合能。
比结合能越大，表示原子核中核子结合得越，原子核越。
的核的比结合能最大，最稳定。
【课堂例题】例1、对核力的认识，下列说法正确的是 ( )A．任何物体之间均存在核力B．核力广泛存在于自然界中的核子之间C．核力只存在于质子之间D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力例2、如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图像，下列说法正确的是( )A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C．若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量D．若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量例3、镭核226 88Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核222 86Rn。
《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。
物理：19.5《核力与结合能》教案(选修3-5)
核力与结合能
教学目标
（1）知道原子核的人工转变，知道质子和中子发现的过程．（2）知道核能的概念
（3）知道爱因斯坦的质能方程，了解质量亏损，并能计算核反应中的能量计算
教学重点：核的人工转变和核能的计算
教学难点:核能的计算
教学示例:
一、人工核转变
1、质子的发现
卢瑟福
2、中子的发现
查德威克
二、核能
1、核能
2、质量亏损
3、质能方程
；
4、核能的计算
例题1：已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损为0。
0040×10-27kg，则此过程中释放的能量为多少？
解:根据爱因斯坦的质能方程知
=eV
= 2.2 MeV
例题2：静止的锂核在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8MeV的能量．（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损
解：（1)
（2）根据爱因斯坦的质能方程知：
=
三、作业
课后习题。
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。
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。
19.5与19.6核力结合能与核裂变
〓
裂变
铀核的裂变 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手 斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是：
235 92
U n
1 +0
→141 56
Ba
92 + 36
Kr +3 n
1 0
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂 变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
二、质量亏损的理解
• 1、质量亏损并不是这部分质量消失或者质 量转变为能量。 • 2、物体的质量应包括静止质量与运动质量， 质量亏损是静止质量的减少，减少的静止 质量转换为和辐射能量相联系的运动质量。 • 3、辐射γ光子的动质量刚好等于亏损的质 量，所以严格讲：核反应前后仍然遵循质 量守恒和能量守恒。
一、有关问题的理解和注意事项
第一、核反应过程中: 核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质 量(质量亏损),同时以光子形式释放核能; 原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核 子的总质量大于原来原子核的质量。 第二、核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损 (即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核 子仿佛“瘦了”一些。 第三、质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能 量形式辐射(动质量),因此质量守恒定律不被破坏。
原子弹
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨， 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压， 致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上 形成一个巨大的弹坑．
在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿 色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的 动物全部死亡．
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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普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]第十九章原子核新课标要求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19．5核力与结合能★新课标要求（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。
★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?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)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。
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：（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1.5×10-15 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。
→长程力学生：阅读课本左边的阅读内容总结自然界的四种基本相互作用力及它们的作用范围。
2．原子核中质子与中子的比例教师：随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。
引导学生阅读教材原子核中质子与中子的比例部分及挂图，思考两个问题：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？学生回答：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。
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.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,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=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。
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。
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。
（巩固练习）已知1个质子的质量mp=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，1u=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）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、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。