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时间:2019-07-30
《【教学设计】《原子核的结合能》(教科)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、◆教材分析《原子核的结合能》本节课从课本3-4-1的情景引入:人要把两个结合在一起的核子拉开,必须对核子做功,把一部分能量传给核子,这个能量就是原子核结合能,且核子数越多,需要的能量也越大,则原子核结合能也就越大。反之,核子结合成原子核要放出能量。接下来由爱因斯坦“质能关系”引出“质量亏损”、核能的计算。◆教学目标1、知识与技能:(1)知道原子核的结合能及质量亏损,并能用质能方程进行计算.(2)知道比结合能的概念,知道比结合能越大的原子核越稳定,了解比结合能曲线的意义.2、过程与方法:(1)通过观察,思考,讨论,初步学会探究的方法;(2
2、)通过对知识的理解,培养自学和归纳能力。3、情感、态度与价值观:培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。◆教学重难点◆重点:核能的计算难点:结合能、比结合能的进解◆课前准备◆多媒体课件及相关教材◆教学过程原子核的结合能及其计算1.结合能核子结合成原子核所释放的能量。2.质能关系(1)物体的能量与其质量的关系式E=mc2.(2)能量计算ΔE=Δmc2.3.质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损.爱因斯坦1.原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量.(×)2.质量亏损是因为这部分质量转化为能量.(×)3.质能
3、方程E=mc2表明了质量与能量间的一种对应关系.(√)有人认为质量亏损就是核子的个数变少了,这种认识对不对?【提示】 不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数不变,只是核子组成原子核时,仿佛变“轻”了一些,原子核的质量总是小于其全部核子质量之和,即发生了质量亏损,核子的个数并没有变化.1.对质量亏损的理解质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.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,这时质能方程也写为ΔE=Δmc2.2.核能的计算方法(1)根据质量亏损计算①根据核反应方程,计算
4、核反应前后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2计算核能.其中Δm的单位是千克,ΔE的单位是焦耳.(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV,即ΔE=Δm×931.5MeV.其中Δm的单位是u,ΔE的单位是MeV.1.(多选)一个质子和一个中子结合成氘核,同时放出γ光子,核反应方程是H+n→H+γ,以下说法中正确的是( )A.反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B.反应前后的质量数不变,因而质量
5、不变C.反应前后质量数不变,但会出质量亏损D.γ光子的能量为Δmc2,Δm为反应中的质量亏损,c为光在真空中的速度【解析】 核反应中质量数与电荷数及能量均守恒,由于反应中要释放核能,会出现质量亏损,反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和,所以质量不守恒,但质量数不变,且能量守恒,释放的能量会以光子的形式向外释放,故正确答案为A、C、D.【答案】 ACD2.(多选)关于质能方程,下列哪些说法是正确的( )A.质量减少,能量就会增加,在一定条件下质量转化为能量B.物体获得一定的能量,它的质量也相应地增加一定值C.物体一定有质量
6、,但不一定有能量,所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D.一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】 质能方程E=mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的,当物体获得一定的能量,即能量增加某一定值时,它的质量也相应增加一定值,并可根据ΔE=Δmc2进行计算,故B、D对.【答案】 BD3.取质子的质量mp=1.6726×10-27kg,中子的质量mn=1.6749×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)【解析】 组成α
7、粒子的核子与α粒子的质量差Δm=(2mp+2mn)-mα结合能ΔE=Δmc2代入数据得ΔE=4.3×10-12J.【答案】 4.3×10-12J核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”,1MeV=1×106×1.6×10-19J=1.6×10-13J.比结合能1.比结合能原子核的结合能ΔE除以核子数A,称为原子核的比结合能,又叫平均结合能.比结合能曲线a.中间大、两端小。b.中等质量的核最稳定。2.核聚变和核裂变(1)核聚变:两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量,这样的过程叫核聚变.两个氘核的聚变:H+H→H
8、e.(2)核裂变:一个重核分裂为两个(或多个)中等质量的核时释放出能量,这样的过程叫核裂变.1.原子核的核子数越多,比结合能越大.(×)2.比结合能越大,原子核越稳定.(√)3.由比结合能曲线可知,核聚变和
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