高中物理4_1 核力與核能 教案（魯科版選修3-5）

1、優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔第一節(jié)第一節(jié)核力與核能核力與核能三維教學(xué)目標(biāo)三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能（1）知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用；（2）知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減小；（3）理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損；（4）知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。2、過程與方法、過程與方法（1）會(huì)根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能；（2）培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、推理能力

2、、及數(shù)學(xué)計(jì)算能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）使學(xué)生樹立起實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)理論對(duì)實(shí)踐有著指導(dǎo)和預(yù)見作用的能力；（2）認(rèn)識(shí)開發(fā)和利用核能對(duì)解決人類能源危機(jī)的重要意義。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：教學(xué)用具：多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播

3、放等。（一）引入新課（一）引入新課提問提問1：氦原子核中有兩個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為mp=1.671027kg，帶電量為元電荷e=1.61019C，原子核的直徑的數(shù)量級(jí)為1015m，那么兩個(gè)質(zhì)子之間的庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍（兩者相差1036倍）提問提問2：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍，那么質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散？會(huì)不會(huì)在原子核中有一種過去不知道的力，把核子束縛在一起了呢？今天就來學(xué)

4、習(xí)這方面的內(nèi)容。（二）進(jìn)行新課（二）進(jìn)行新課1、核力與四種基本相互作用、核力與四種基本相互作用提示：提示：20世紀(jì)初人們只知道自然界存在著兩種力：一種是萬有引力，另一種是電磁力(庫侖力是一種電磁力)。在相同的距離上，這兩種力的強(qiáng)度差別很大。電磁力大約要比萬有引力強(qiáng)1036倍。基于這兩種力的性質(zhì)，原子核中的質(zhì)子要靠自身的引力來抗衡相互間的庫侖斥力是不可能的。核物理學(xué)家猜想，原子核里的核子間有第三種相互作用存在，即存在著一種核力，是核力把核

5、子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核，后來的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了科學(xué)家的猜測(cè)。提問提問1：那么核力有怎樣特點(diǎn)呢？（1）核力特點(diǎn)：）核力特點(diǎn)：第一、核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。第二、核力是短程力，作用范圍在1.51015m之內(nèi)。第三、核力存在于核子之間，每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性?？偨Y(jié)：總結(jié)：除核力外，核物理學(xué)家還在原子核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了自然界的第四種相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰變的原因

6、，即引起中子轉(zhuǎn)變質(zhì)子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為1018m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。（2）四種基本相互作用力：）四種基本相互作用力：優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔（2）愛因斯坦質(zhì)能方程：）愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mcmc2相對(duì)論指出，物體的能量（E）和質(zhì)量（m）之間存在著密切的關(guān)系，即E＝mc2式中，c為真空中的光速。愛因斯坦質(zhì)能方程表明：物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比。由于c2這個(gè)數(shù)值十分巨大，因而物體的能量是十分可觀的。（3）

7、核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△）核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△E=E=△mc2物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的，但是如何使這樣巨大的能量釋放出來？從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出，物體的能量變化△E與物體的質(zhì)量變化△m的關(guān)系：△E=Δmc2單個(gè)的質(zhì)子、中子的質(zhì)量已經(jīng)精確測(cè)定。用質(zhì)譜儀或其他儀器測(cè)定某種原子核的質(zhì)量，與同等數(shù)量的質(zhì)子、中子的質(zhì)量之和相比較，看一看兩條途徑得到的質(zhì)量之差，就能推知原子核的結(jié)合能。說明：說明：①物體的

8、質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。②質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，只是靜止質(zhì)量的減少。③在核反應(yīng)中仍然遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律。④質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。閱讀原子核的比結(jié)合能，指出中等大小的核的比結(jié)合能最大(平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大)，這些核最穩(wěn)定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核