人教版 (新课标)选修35 核力与结合能学案

这是一份人教版 (新课标)选修35 核力与结合能学案，共6页。学案主要包含了课程导学，范例精析等内容，欢迎下载使用。

课题
19.5核力与结合能
学习目标
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
学习重难点
学法指导
预习评价
课堂学习流程设计
【课程导学】
1、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?
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)
2．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，另一种是。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的来抗衡相互间的是不可能的。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，是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）
（2）
（3）
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
。
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。
3．原子核中质子与中子的比例
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?
4．结合能
①结合能
②比结合能
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。
5．质量亏损、
（1）质量亏损
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：。
（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？
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。
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。
【范例精析】
例题：已知1个质子的质量mp=1.007277u，1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660566×10-27 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）
达标检测
A类
爱因斯坦质能方程E = m c2表明了（）
A．质量就是能量
B．质量可以变成能量
C．物体具有的能量跟它的质量成正比．
D．如果物体的能量增加了△E，那么它的质量相应减少△m，并且△E = △m c2
下列说法中，正确的是（）
A．核反应放出能量，发生质量亏损，因此质量数不守恒
B．核反应涉及的能量往往要比化学反应大得多
C．核反应中亏损的质量全部转变为能量
D．设想将一个原子核“打碎”成一个个的核子，一定会放出巨大的能量
碳原子的质量是12.000 000 u，氢原子的质量是1.007 825 u，质子的质量是1.007 276u，中子的质量是1.011 665u，12个核子结合成碳原子核时释放出能量，在这过程中质量亏损是（）
A．0.098 940u B．0.095 646u
C．0.117 312u D．以上均不对
镭核在α衰变中放出能量为4.78MeV的α粒子和能量为0.19MeV的γ光子，镭核每发生1次α衰变时的质量亏损(1u＝931.5MeV) ( )
A．等于1个α粒子的质量 B．等于0.005 335u
C．等于6.64×10－24kg D．等于8.64×10－24kg
下列核反应方程中，平衡的是 ( )
A．B + (α粒子)→N + H B．Al + n→Mg + 质子
C．Be + He→C + 中子 D．N + He→O + 氘核
B类
一个质子与一个中子结合成一个氘核时释放2.2MeV的能量，两个中子与两个质子结合成一个氦核时，释放28.3MeV的能量，现在把两个中子与两个质子先结合成两个氘核，再把两个氘核结合成一个氦核，那么在整个过程中释放的能量为 ( )
A．不知氘结合成氦核时释放的能量，故无法判断B．23.9MeV
C．26.1 MeVD．28.3MeV
完成下列核反应方程：
(1) Na +He→( ) + H (2)Th→Pa + e
(3)+→( )＋
写出下列核反应方程式：
(1)卢瑟福用α粒子轰击氮14核发现质子
(2)查德威克用α粒子轰击铍9核发现中子
(3)钠23俘获一个中子后变为钠的同位素，这个同位素具有放射性，再进行β衰变变为一种新核，这两个核反应过程的核反应方程式分别是
①
②
为了验证爱因斯坦质能方程，设计了如下的实验；用动能为E1 = 0.9MeV的质子去轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和E=19.9MeV．
(1)写出核反应方程；
(2)计算核反应过程中释放的能量△E；
(3)通过计算说明△E =△m c2的正确性．(已知m p= 1.007 276u mLi = 7.0160u mα= 4.0015u )
学习反思
布置作业