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1、51核能来自何方核能来自何方 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练51课标定位课标定位课标定位课标定位学学习习目目标标：1.知知道道核核力力是是只只存存在在于于相相邻邻核核子子间的短程力间的短程力2掌握结合能的概念掌握结合能的概念3理解爱因斯坦的质能方程理解爱因斯坦的质能方程重点难点：原子核的结合能及质能方程重点难点：原子核的结合能及质能方程课前自主学案课前自主学案一、强大的核力一、强大的核力组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一使核子能够克服库仑斥力而紧
2、密地结合在一起，这种力称为起，这种力称为_核力是一种强相互作核力是一种强相互作用力，在它的作用范围内比用力，在它的作用范围内比_大的多；大的多；核力是种核力是种_，作用范围仅局限于，作用范围仅局限于1.51015 m，在大于，在大于0.81015 m时表现为引力，时表现为引力，超过超过1.51015 m，核力急剧下降为零；而距，核力急剧下降为零；而距离小于离小于0.81015 m时，核力为斥力时，核力为斥力核力核力库仑力库仑力短程力短程力二、什么叫结合能二、什么叫结合能核核子子结结合合成成原原子子核核时时放放出出的的能能量量或或原原子子核核分分解解成核子时吸收的能量称为原子核的成核子时吸收的能
3、量称为原子核的_核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量叫做叫做_ (或是结合能与核子数的比值，或是结合能与核子数的比值，又叫比结合能又叫比结合能)平均结合能越大的原子核越稳平均结合能越大的原子核越稳定定结合能结合能平均结合能平均结合能三、如何计算结合能三、如何计算结合能组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差叫做核的差叫做核的_或理解为核反应前与反或理解为核反应前与反应后的总质量之差质量亏损与能量间的关系应后的总质量之差质量亏损与能量间的关系遵守爱因斯坦质能方程：遵守爱因斯坦质能方程：Emc2，核能的计算，核能
4、的计算公式为：公式为：_，其中，其中m是质量亏损是质量亏损质量亏损质量亏损Emc2如果核反应后质量增加如果核反应后质量增加m，就意味着，就意味着_E的的能量，如果反应后质量减少能量，如果反应后质量减少m，就意味着，就意味着_E的能量的能量吸收吸收放出放出思考感悟思考感悟为什么不用核力做功的多少计算结合能？为什么不用核力做功的多少计算结合能？提示：提示：尽管人们认识到相邻核子间存在核力尽管人们认识到相邻核子间存在核力但核力存在的规律还不能像库仑力那样准确的但核力存在的规律还不能像库仑力那样准确的表示所以无法计算核力的功，也就无法用核表示所以无法计算核力的功，也就无法用核力做功的多少计算结合能了力
5、做功的多少计算结合能了核心要点突破核心要点突破一、对核力的认识一、对核力的认识1核力的概念核力的概念组组成成原原子子核核的的核核子子间间的的很很强强的的相相互互作作用用力力，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多在它的作用范围内，核力比库仑力大得多2核力的特点核力的特点(1)核力是短程力，作用范围在核力是短程力，作用范围在2.01015m之之内核力在大于内核力在大于0.51015m时表现为吸引力，时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过且随距离增大而减小，超过2.01015m，核，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.51015m，核力表现为斥力，因此核子不会融合
6、在，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起一起(2)每每个个核核子子只只跟跟它它相相邻邻的的核核子子间间才才有有核核力力作作用用(3)核核力力与与核核子子是是否否带带电电无无关关，质质子子与与质质子子间间、质质子子与与中中子子间间、中中子子与与中中子子间间都都存存在在核核力力作作用用(4)从从力力的的分分类类看看，核核力力是是性性质质力力，不不是是效效果果力力特别提醒：特别提醒：因为核力是短程的强相互作用力，因为核力是短程的强相互作用力，使原子核拆散为核子时很困难；核子结合为原使原子核拆散为核子时很困难；核子结合为原子核时也是困难的，并伴随着巨大的核能子核时也是困难的，并伴随着巨大的核能即时应
7、用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1关于核力的说法正确的是关于核力的说法正确的是()A核核力力同同万万有有引引力力没没有有区区别别，都都是是物物体体间间的的作作用用B核力就是电磁力核力就是电磁力C核核力力是是短短程程力力，作作用用范范围围在在1.51015m之之内内D核力与电荷有关核力与电荷有关解析：解析：选选C.核力是短程力，超过核力是短程力，超过1.51015m，核力急剧下降，几乎消失，故核力急剧下降，几乎消失，故C对；核力与万有对；核力与万有引力、电磁力不同，故引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷不对；核力与电荷无关，故无关，故D错错二、结合能二、结合能1对结合能的
8、理解对结合能的理解原子核的核子间存在强大的核力，使得原子核原子核的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体，要把原子核中的核子成为一个坚固的集合体，要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功；反之，要拆散，就得克服核力而做巨大的功；反之，要把核子集合成一个原子核，则能放出巨大的能把核子集合成一个原子核，则能放出巨大的能量结合能并不是由于核子结合成原子核而具量结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为了把核子分开而需要的能量有的能量，而是为了把核子分开而需要的能量结合能越大，把核子分开而需要的能量就越结合能越大，把核子分开而需要的能量就越多，原子核越稳定多，原子核越稳
9、定2核能的计算核能的计算根据爱因斯坦的质能方程，核反应中释放的核根据爱因斯坦的质能方程，核反应中释放的核能的计算式为能的计算式为Emc2，其中，其中m为质量亏损，为质量亏损，c为光速，为光速，E是与亏损质量相对应的能量是与亏损质量相对应的能量特别提醒：特别提醒：核能计算时可用两种单位表示核能计算时可用两种单位表示(1)用用Emc2计计算算，计计算算时时m的的单单位位是是“kg”，c的单位是的单位是“m/s”，E的单位是的单位是“J”(2)用用Em931.5 MeV计算，因计算，因1 u相当于相当于931.5 MeV的能量，所以计算时的能量，所以计算时m的单位是的单位是“u”，E的单位是的单位是
10、“MeV”即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2关于质能方程，下列哪些说法是正确的关于质能方程，下列哪些说法是正确的()A质质量量减减少少，能能量量就就会会增增加加，在在一一定定条条件件下下质质量转化为能量量转化为能量B物物体体获获得得一一定定的的能能量量，它它的的质质量量也也相相应应地地增增加加一定值一定值C物物体体一一定定有有质质量量，但但不不一一定定有有能能量量，所所以以质质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D某一定量的质量总是与一定量的能量相联系某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的的解析：解析：选选BD.质能方程质能方程Emc2
11、表明某一定量的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，并可根据量也相应增加一定值，并可根据Emc2进进行计算，所以行计算，所以B、D正确正确课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对核力与结合能的认识对核力与结合能的认识下列说法正确的是下列说法正确的是()例例例例1 1A核力广泛存在于自然界中的核子之间核力广泛存在于自然界中的核子之间B核核力力只只发发生生在在相相距距1.51015m的的核核子子之之间间，大大于于0.81015m为为吸吸引引力力，
12、而而小小于于0.81015m为斥力为斥力C核子结合成原子核时，需吸收能量核子结合成原子核时，需吸收能量D使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值吸收的能量是一个恒定值【精精讲讲精精析析】由由核核力力的的特特点点知知道道，只只有有相相距距1.51015m的的核核子子之之间间存存在在核核力力，核核力力发发生生在在质质子子与与质质子子、质质子子与与中中子子之之间间，由由此此知知A错错B对对，核核子子结结合合成成原原子子核核时时放放出出能能量量，C错错由由质质能能方方程知程知D对对【答案答案】BD下列说法中，正确的是下列说法中，正确的是()类型
13、二类型二对爱因斯坦质能方程的理解对爱因斯坦质能方程的理解例例例例2 2A爱因斯坦质能方程反映了物体质量就是能量，爱因斯坦质能方程反映了物体质量就是能量，它们之间可以互相转化它们之间可以互相转化B由由Emc2可知，能量与质量之间存在着正可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度的量度C核反应中出现的核反应中出现的“质量亏损质量亏损”是消失的质量转是消失的质量转化为能量化为能量D因在核反应中产生能量，有质量的转化，所因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质以系统只有质量数守恒，系统的总能量
14、和总质量并不守恒量并不守恒【思路点拨思路点拨】爱因斯坦质能方程是质能相当爱因斯坦质能方程是质能相当关系，不是质量与能量的转化关系关系，不是质量与能量的转化关系【精精讲讲精精析析】Emc2说说明明能能量量与与质质量量之之间间存存在在着着联联系系，即即能能量量与与质质量量之之间间存存在在着着正正比比关关系系，并并不不是是说说明明了了能能量量与与质质量量之之间间存存在在相相互互转转化化的的关关系系，故故A项项错错误误，而而B项项正正确确核核反反应应中中的的“质质量量亏亏损损”并并不不是是质质量量消消失失，实实际际上上是是从从静静止止的的质质量量变变成成运运动动的的质质量量，并并不不是是质质量量转转变
15、变为为能能量量，故故C项项错错误误在在核核反反应应中中，质质量量守守恒恒，能能量量也也守守恒恒，在在核核反反应应前前后后只只是是能能量量的的存存在在方方式式不不同同，总总能能量量不不变变，在在核核反反应应前前后后只只是是物物质质由由静静质量变为动质量，故质量变为动质量，故D错误错误【答案答案】B类型三类型三核能的计算核能的计算例例例例3 3【思思路路点点拨拨】首首先先比比较较反反应应前前后后的的总总质质量量判判断断是是吸吸能能反反应应还还是是放放能能反反应应，然然后后再再根根据据质质能能方程求能量方程求能量【自自主主解解答答】 反反应应前前总总质质量量mNmHe18.01122 u反应后总质量
16、反应后总质量mOmH18.01269 u因因为为反反应应中中质质量量增增加加，所所以以此此反反应应是是吸吸能能反反应应，所吸能量为所吸能量为Emc2(mOmH)(mNmHe)c2(18.0126918.01122)931.5 MeV1.37 MeV.【答案答案】吸能吸能1.37 MeV【方法总结方法总结】核反应中是释放能量还是吸收能核反应中是释放能量还是吸收能量取决于质量亏损是减小还是增加量取决于质量亏损是减小还是增加解析：解析：先计算质量亏损：先计算质量亏损：m11.65051027 kg1.67361027 kg26.64661027 kg3.091029kg.由质能方程：由质能方程：Emc23.091029(3108)2 J2.781012 J.
