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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间的短程力的短程力2掌握掌握结结合能的概念合能的概念3理解理解爱爱因斯坦的因斯坦的质质能方程能方程重点重点难难点：原子核的点：原子核的结结合能及合能及质质能方程能方程课前自主学案课前自主学案一、一、强强大的核力大的核力组组成原子核的核子之成原子核的核子之间间有很有很强强的相互作用力，的相互作用力，使核子能使核子能够够克服克服库仑库仑斥力而斥力而紧紧密地密地结结
2、合在一合在一起，起，这这种力称种力称为为_核力是一种核力是一种强强相互作相互作用力，在它的作用范用力，在它的作用范围围内比内比_大的多；大的多；核力是种核力是种_，作用范，作用范围仅围仅局限于局限于1.51015 m，在大于，在大于0.81015 m时时表表现为现为引力，引力，超超过过1.51015 m，核力急，核力急剧剧下降下降为为零；而距零；而距离小于离小于0.81015 m时时，核力，核力为为斥力斥力核力核力库仑库仑力力短程力短程力二、什么叫二、什么叫结结合能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成核子时时吸收的能量称吸收的能量称为为原
3、子核的原子核的_核子核子结结合成原子核合成原子核时时每个核子平均放出的能量每个核子平均放出的能量叫做叫做_(或是或是结结合能与核子数的比合能与核子数的比值值，又叫比又叫比结结合能合能)平均平均结结合能越大的原子核越合能越大的原子核越稳稳定定结结合能合能平均平均结结合能合能三、如何三、如何计计算算结结合能合能组组成原子核的核子的成原子核的核子的总质总质量与原子核的量与原子核的质质量之量之差叫做核的差叫做核的_或理解或理解为为核反核反应应前与反前与反应应后的后的总质总质量之差量之差质质量量亏亏损损与能量与能量间间的关系的关系遵守遵守爱爱因斯坦因斯坦质质能方程：能方程：Emc2，核能的，核能的计计算
4、算公式公式为为：_，其中，其中m是是质质量量亏亏损损质质量量亏亏损损Emc2如果核反如果核反应应后后质质量增加量增加m，就意味着，就意味着_E的的能量，如果反能量，如果反应应后后质质量减少量减少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为什么不用核力做功的多少什么不用核力做功的多少计计算算结结合能？合能？提示：提示：尽管人尽管人们认识们认识到相到相邻邻核子核子间间存在核力存在核力但核力存在的但核力存在的规规律律还还不能像不能像库仑库仑力那力那样样准确的准确的表示所以无法表示所以无法计计算核力的功，也就无法用核算核力的功，也就无法用核力做功的多少力做功的多少计计算算
5、结结合能了合能了核心要点突破核心要点突破一、一、对对核力的核力的认识认识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，在它的作用范在它的作用范围围内，核力比内，核力比库仑库仑力大得多力大得多2核力的特点核力的特点(1)核力是短程力，作用范核力是短程力，作用范围围在在2.01015m之之内核力在大于内核力在大于0.51015m时时表表现为现为吸引力，吸引力，且随距离增大而减小，超且随距离增大而减小，超过过2.01015m，核，核力急力急剧剧下降几乎消失；而在距离小于下降几乎消失；而在距离小于0.51015m，核力表，核力表现为现为斥力，因此核子不
6、会融合在斥力，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：因因为为核力是短程的核力是短程的强强相互作用力，相互作用力，使原子核拆散使原子核拆散为为核子核子时时很困很困难难；核子；核子结结合合为为原原子核子核时时也是困也是困难难的，并伴随着巨大的核能的，并伴随着巨大的核能即即时应时应
7、用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1关于核力的关于核力的说说法正确的是法正确的是()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核力就是核力就是电电磁力磁力C核力是短程力，作用范核力是短程力，作用范围围在在1.51015m之内之内D核力与核力与电电荷有关荷有关解析：解析：选选C.核力是短程力，超核力是短程力，超过过1.51015m，核，核力急力急剧剧下降，几乎消失，故下降，几乎消失，故C对对；核力与万有引；核力与万有引力、力、电电磁力不同，故磁力不同，故A、B不不对对；核力与；核力与电电荷无荷无关，故关，故D错错二、二、结结合能合能1对结对结合能
8、的理解合能的理解原子核的核子原子核的核子间间存在存在强强大的核力，使得原子核大的核力，使得原子核成成为为一个一个坚坚固的集合体，要把原子核中的核子固的集合体，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，把核子集合成一个原子核，则则能放出巨大的能能放出巨大的能量量结结合能并不是由于核子合能并不是由于核子结结合成原子核而具合成原子核而具有的能量，而是有的能量，而是为为了把核子分开而需要的能量了把核子分开而需要的能量结结合能越大，把核子分开而需要的能量就越合能越大，把核子分开而需要的能量就越多，原子核越多，原子核越稳稳定定
9、2核能的核能的计计算算根据根据爱爱因斯坦的因斯坦的质质能方程，核反能方程，核反应应中中释释放的核放的核能的能的计计算式算式为为Emc2，其中，其中m为质为质量量亏亏损损，c为为光速，光速，E是与是与亏亏损质损质量相量相对应对应的能量的能量特别提醒：特别提醒：核能核能计计算算时时可用两种可用两种单单位表示位表示(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的的单单位是位是“m/s”，E的的单单位是位是“J”(2)用用Em931.5 MeV计计算，因算，因1 u相当于相当于931.5 MeV的能量，所以的能量，所以计计算算时时m的的单单位是位是“u”，E的的单单位是位是“M
10、eV”即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2关于关于质质能方程，下列哪些能方程，下列哪些说说法是正确的法是正确的()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量转转化化为为能量能量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一定加一定值值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能方程仅仅是某种特殊条件下的数量关系是某种特殊条件下的数量关系D某一定量的某一定量的质质量量总总是与一定量的能量相是与一定量的能量相联联系系的的解析：解析：选选BD.质质能方程能方程Emc2表明
11、某一定量的表明某一定量的质质量与一定量的能量是相量与一定量的能量是相联联系的，当物体系的，当物体获获得得一定的能量，即能量增加某一定一定的能量，即能量增加某一定值时值时，它的，它的质质量也相量也相应应增加一定增加一定值值，并可根据，并可根据Emc2进进行行计计算，所以算，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下列说说法正确的是法正确的是()例例例例1 1A核力广泛存在于自然界中的核子之核力广泛存在于自然界中的核子之间间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，而而
12、小小于于0.81015m为为斥力斥力C核子核子结结合成原子核合成原子核时时，需吸收能量，需吸收能量D使一个使一个氘氘核分解成一个中子和一个核分解成一个中子和一个质质子子时时，吸收的能量是一个恒定吸收的能量是一个恒定值值【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()类型二类型
13、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比可知，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的关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度量度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，系统的总能量和总质
14、量并不守恒量并不守恒【思路点思路点拨拨】爱爱因斯坦因斯坦质质能方程是能方程是质质能相当能相当关系，不是关系，不是质质量与能量的量与能量的转转化关系化关系【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变为为
15、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质量量变为动质变为动质量，故量，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反反应应后后总质总质
16、量量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，所吸能量所吸能量为为Emc2(mOmH)(mNmHe)c2(18.0126918.01122)931.5 MeV1.37 MeV.【答案答案】吸能吸能1.37 MeV【方法方法总结总结】核反核反应应中是中是释释放能量放能量还还是吸收能是吸收能量取决于量取决于质质量量亏亏损损是减小是减小还还是增加是增加解析：解析：先先计计算算质质量量亏亏损损：m11.650510 27 kg1.673610 27 kg26.64661027 kg3.091029kg.由由质质能方程：能方程：Emc23.091029(3108)2 J2.781012 J.