人教版物理选修35导学精品第十九章原子核第5节课件

1、物理选修选修3-5 3-5 人教版人教版人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节第十九章原子核原子核第五节核力与结合能第五节核力与结合能人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 学学 习习 目目 标标知道核力及其作用过程知道核力及其作用过程了解原子核中质子与中子的比例了解原子核中质子与中子的比例掌握结合能与质量亏损掌握结合能与质量亏损人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 知知 识识 导导 图图人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节1 1课前预习课前预习2 2课内探究课内探究3 3素养提升素养提升4 4课堂达标课堂达标5 5课时作业课时作业人教版物理选修3-

2、5导学精品第十九章原子核第5节课课 前前 预预 习习人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1核力 组成原子核的_之间存在着一种特殊的力，这种力叫做核力。 2核力的性质 核力有着完全不同于万有引力和静电力的一些性质。知识点知识点 1 1核力与四种基本相互作用核力与四种基本相互作用每个相邻核子每个相邻核子人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 (1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力_。 (2)核力是短程力，作用范围在_m之内，核力在大于0.81015m时表现为_力，且随距离增大而减小，超过1.51015m，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0

3、.81015m时，核力表现为_，因此核子不会融合在一起。 (3)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_。大得多大得多1.51.510101515吸引吸引斥力斥力饱和性饱和性人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 3四种基本相互作用 (1)万有引力(长程力) (2)电磁相互作用(长程力) (3)强相互作用(短程力) (4)弱相互作用(短程力)人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1较轻的原子核 质子数和中子数_。 2轻重原子核 中子数_质子数，越重的原子核两者相差越多。知识点知识点 2 2原子核中质子与中子的比例原子核中质子与中子的比例大致相等大致相等大于

4、大于人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1结合能 核子结合成原子核时_的能量，或原子核分解成核子时_的能量，都叫做原子核的结合能。 2比结合能 原子核的结合能与其_之比，称做比结合能。 3比结合能与原子核的稳定性 比结合能的大小能够反映核的稳定程度，_能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定。知识点知识点 3 3结合能结合能放出放出吸收吸收核子数核子数比结合比结合人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1质量亏损 组成原子核的_的总质量与新_的质量之差，叫做核的质量亏损。 2质能方程e_ 这就是著名的爱因斯坦质能方程。知识点知识点 4 4质能方程质能方程核子核子原子核

5、原子核mcmc2 2人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 判一判 (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。 () (2)核力是强相互作用力，在原子核的尺度内，核力比库仑力大多得。() (3)在原子核的组成中，质子数等于中子数。() (4)原子核大到一定程度，原子核就不稳定了。() (5)组成原子核的核子越多，它的结合能就越高。() (6)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定。()人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 选一选 (多选)对结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是() a核子结合为原子核时，一定释放能量 b核子结合为原子核时，可能吸收能量 c结合

6、能越大的原子核越稳定 d比结合能越大的原子核越稳定 解析：由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量。反之，将原子核分开变为自由核子，它需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故a正确，b错误；对核子较多的原子核的结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故c错误，d正确。ad人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 想一想 原子核内核子之间存在着强大的核力，为什么核子不能融合在一起？ 答案：核子间存在核力，当核力的作用范围小于0.81015m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节课课 内内

7、探探 究究人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 如图为3h和3he的原子核结构示意图。 (1)核子之间都有相互作用的核力，说明核力与电荷有什么关系？ (2)质子之间除了核力外还有什么作用力？ 提示：(1)核力与电荷无关。 (2)还有库仑力，万有引力。探究一对原子核稳定性的理解探究一对原子核稳定性的理解人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1原子的稳定性 原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力非常小，较多的质子聚集在一起的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了。这时，如果不再成对地增加质子和中子，而只增加中子，中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核

8、力，有助于维系原子核的稳定性。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 2核力的饱和性 稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。由于核子的作用范围是有限的，核力具有饱和性，如果我们继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。所以，原子核大小也受到限制。特别提醒：特别提醒：核力与带电荷情况无关。无论是质子间、中子间、质子和中子核力与带电荷情况无关。无论是质子间、中子间、质子和中子间均存在核力，且是相同的。间均存在核力，且是相同的。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 关于原子核中质子和中子的说法，正确的是() a原

9、子核中质子数和中子数一定相等 b稳定的重原子核里，质子数比中子数多 c原子核都是非常稳定的 d由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在典例典例 1 1d人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 解题指导：解答本题需思考以下两个问题 (1)原子核内的质子数与中子数的分配比例是怎样的？ (2)原子核能否无节制地增大？ 解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故a、b、c错误；又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故d正确。人教版物理

10、选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 对点训练1关于核力的说法正确的是() a核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 b核力就是电磁力 c核力是短程力，作用范围在1.51015m之内 d核力与电荷有关 解析：核力是短程力，超过1.51015m，核力急剧下降几乎消失，故c正确，核力与万有引力、电磁力不同，故a、b错误，核力与电荷无关，故d错误。c人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 如图所示为原子核的比结合能示意图。探究二对结合能和比结合能的理解探究二对结合能和比结合能的理解人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 (1)比结合能最小的是什么原子核？ (2)随着质量数的增

11、加，比结合能曲线整体上有什么变化规律？人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1结合能与比结合能： 结合能是原子核拆解成核子吸收的能量，而比结合能是原子核拆解成核子时平均每个核子吸收的能量。2 2比结合能曲线：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不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示。图所示。从图中可看出，中等质量原子核的比结合能从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。子核要小。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 3比结合能与原子核稳定的关系： (1)比结合

12、能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定。 (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定。 (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，就可能释放核能。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，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 特别提醒：(1)结合能大的原子核，比结合能不一定大，结合能小的原子核，比结合能不一定小。 (2)核的大小与原子核稳定的关系方

13、面：中等大小核的比结合能最大、原子核最稳定。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有 () a核子结合成原子核吸收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定，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 解题指导：要正确理解结合能和比结合能两个概念。中等质量原子核的比结合能大于重核、轻核的比结合能，但结合能大小由比结合能与原子核内核子数的乘积来决定。典例典例 2 2d人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 解析：核

14、子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，a选项错误；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，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，其结合能比重核反而小，b、c选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，d选项正确。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节ad人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 如图所示是原子核转变示意图。 (1)在核反应过程中遵循什么规律？ (2)核反应过程中质量守恒吗？ 提示：(1)核反应前后质量守恒和能量守恒(2)守恒探究三对质量

15、亏损和质能方程的理解探究三对质量亏损和质能方程的理解人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 1对质量亏损的理解 (1)在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量。物体的质量应包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量。 (2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 2对质能方程emc2的理解 (1)质能方程说明，一定的质量总是跟一定的能量相联系的。具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量之积，

16、这里所说的总能量，不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和。 (2)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emc2。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 (3)质能方程的本质： 质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性(质量和能量)等同起来； 质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转化； 质量亏损不是否定了质量守恒定律。根据爱因斯坦的相

17、对论，辐射出的光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 3核能的计算方法 (1)根据质量亏损计算 根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损m。 根据爱因斯坦质能方程emc2计算核能。 其中m的单位是千克，e的单位是焦耳。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 3根据能量守恒和动量守恒来计算核能 参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化。 4利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能核子的平均结合能核子数。

18、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，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 特别提醒：(1)切记不要误认为亏损的质量转化为能量。核反应过程中质量亏损是静止的质量减少，辐射光子的运动质量刚好等于亏损的质量，即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒。 (2)核反应中释放的核能是由于核力做功引起的。人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节典例典例 3 3人教版物理选修3-5导学精品第十九章原子核第5节 对点训练3(北京市临川育人学校20172018学年高二下学期期中)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3 , 当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)() a( m1m2m3)cb( m1m2m3)c c( m1m2m3)c2d( m1m2m3)c2 解析：根据质能方程emc2知，核反应过程中释放的能量等于质量的减少量与光速c平方的乘积，故选项c正确。c人教版物理选修3-5导学精品第