核力与核能同步课件(鲁科版选修3-5).ppt

自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 第1节 核力与核能 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 1认识认识 原子核的结结合能及质质量亏损损，并能应应用质质能方程 进进行计计算 2能简单简单 解释轻释轻 核和重核内中子数、质质子数具有不同比 例的原因. 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 一、核力与核的稳稳定性 核力：把原子核中的_维维系在一起的力，_把核 子紧紧紧紧 地束缚缚在核内，形成稳稳定的原子核 核力特点：(1)核力是_的一种表现现 (2)核力是_，作用范围围在_左右 核素：具有相同_和_的原子核 核素图图：用横坐标标表示质质子数，纵纵坐标标表示中子数， 每 一种_用一小方块块表示，所得到的图图象 核力 强相互作用 短程力2 fm 质质子数中子数 核子 核素 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 核的稳稳定性 (1)核素的稳稳定区：几乎全落在一条曲线线上，或紧紧靠曲线线 的两侧侧的_区域 (2)稳稳定核素的中子数与质质子数的关系：随着_的增 加，稳稳定核素的中子数越来越_质质子数 结结合能：克服核力束缚缚，使原子核分解为单为单 个核子时时 _的能量，或若干个核子在核力作用下结结合成原子核 时时_的能量 二、结结合能与平均结结合能 质质子数 稳稳定 大于 吸收 放出 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 平均结结合能：原子核的结结合能与_之比平均结结 合能越大，表示原子核中核子结结合的越_，原子核越 _， _的核的平均结结合能最大、也最稳稳定 质质量亏损损 (1)爱爱因斯坦质质能方程_ (2)质质量亏损损：原子核的质质量_组组成它的所有核子的质质 量之和，它们们的差值值称为质为质 量亏损损 核子数 牢固 稳稳定 中等质质量 Emc2 小于 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 平均结结合能曲线线：不同原子核的比结结合能随质质量数变变化 图线图线 如图图411所示 图图411 一、平均结结合能与原子核稳稳定性的关系 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 从图图中可看出，中等质质量原子核的平均结结合能最大，轻轻 核和重核的平均结结合能都比中等质质量的原子核要小 (1)平均结结合能的大小能够够反映核的稳稳定程度，平均结结合 能越大，原子核就越难难拆开，表示该该核就越稳稳定 (2)核子数较较小的轻轻核与核子数较较大的重核，平均结结合能 都比较较小，表示原子核不太稳稳定；中等核子数的原子核， 平均结结合能较较大，表示原子核较稳较稳 定 平均结结合能与原子核稳稳定性的关系 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 (3)当平均结结合能较较小的原子核转转化成平均结结合能较较大 的原子核时时，就可释释放核能，例如，一个核子数较较大的 重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很 小的轻轻核结结合成一个核子数大一些的核，都能释释放出巨 大的核能 在核反应应中是释释放能量还还是吸收能量，需要确定反应应前 后质质量的变变化情况若质质量减少即发发生了质质量亏损损， 则释则释 放出能量；若质质量增加，则则吸收能量 爱爱因斯坦质质能方程反映的是质质量亏损损和释释放出核能这这 两种现现象之间间的联联系，并不表示质质量和能量之间间的转转 变变关系对对于质质量亏损损，不能理解为质为质 量转变转变 成了能 量质质能方程的本质质是： 二、判断核反应过应过 程是释释放能量还还是吸收能量的方法 三、对质对质 能方程本质质的理解 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 质质量或能量是物质质的属性之一，绝绝不能把物质质和它们们的 某一属性(质质量和能量)等同起来 质质能方程揭示了质质量和能量的不可分割性，建立了这这两 个属性在数值值上的关系，这这两个量分别别遵守质质量守恒和 能量守恒，质质量和能量在数值值上的联联系绝绝不等于这这两个 量可以相互转转化 质质量亏损损不是否定了质质量守恒定律根据爱爱因斯坦的相 对论对论 ，辐辐射出的光子静质质量虽虽然为为零，但它有动质动质 量 ，而且这这个动质动质 量刚刚好等于亏损损的质质量，所以质质量守恒 、能量守恒仍成立 1 2 3 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 关于核力，以下说说法正确的是 ( ) A核力是弱相互作用，作用力很小 B核力是强相互作用的表现现，是强力 C核子之间间的距离小于0.81015 m时时，核力表现为现为 斥 力，因此核子不会融合在一起 D人们对们对 核力的了解很清楚，特别别是在小于0.81015 m 时时核力的变变化规规律更清楚 【典例1】 对对核力的理解 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 解析 要掌握好核力的基本特点，掌握核力与万有引力、电电 磁力的区别别，这这是解决核力问题问题 的关键键 核力是强相互作用的一种表现现，它的作用范围围在1.51015 m 之内，核力比库仑库仑 力大得多，因此选项选项 B正确、A错误错误 核 力在大于0.81015 m时时表现为现为 吸引力，且随距离的增大而减 小；在距离小于0.81015 m时时，核力表现为现为 斥力，因此核子 不会融合在一起，所以选项选项 C正确人们对们对 核力的了解还还不 是很清楚，这这是科学家们奋们奋 力攻克的堡垒垒，故选项选项 D不正确 答案 BC 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 下列关于核力的说说法正确的是 ( ) A核力同万有引力没有区别别，都是物体间间的作用 B核力就是电电磁力 C核力是短程力，作用范围围在1.51015 m之内 D核力与电电荷有关 解析 核力是短程力，超过过1.51015 m，核力急剧剧下降 几乎消失，故C正确；核力与万有引力、电电磁力不同，故 A、B错错；核力与电电荷无关，故D错错 答案 C 【变变式1】 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 AX是质质子，该该反应释应释 放能量 BX是中子，该该反应释应释 放能量 CX是质质子，该该反应应吸收能量 DX是中子，该该反应应吸收能量 【典例2】 对质对质 能方程的理解 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 5.031 6 u，反应应后产产物总质总质 量m24.002 6 u1.008 7 u 5.011 3 u总质总质 量减少，出现现了质质量亏损损根据爱爱因斯 坦的质质能方程可知该该反应释应释 放能量，故B正确 答案 B 借题发挥题发挥 在核反应应中，是释释放能量还还是吸收能量，需 要确定反应应前、后质质量的变变化若质质量减少即发发生了质质 量亏损损，则释则释 放出能量，反之吸收能量由于不明确质质 量亏损损的含义义和与能量的关系，易误选误选 D.注意此反应过应过 程质质量发发生亏损损，释释放出能量 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 下列说说法中正确的是 ( ) A爱爱因斯坦质质能方程反映了物体质质量就是能量，它们们之 间间可以互相转转化 B由Emc2可知，能量与质质量之间间存在着正比关系，可 以用物体的质质量作为为它所蕴蕴含能量的量度 C核反应应中发现发现 的“质质量亏损损”是消失的质质量转转化成的 D因在核反应应中产产生能量，有质质量的转转化，所以系统统只 有质质量数守恒，系统统的总总能量和总质总质 量并不守恒 答案 B 【变变式2】 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 A反应过应过 程中的质质量亏损损是0.007 8 u B反应过应过 程中的质质量亏损损是1.291029 kg C反应过应过 程中释释放的能量是7.27 MeV D反应过应过 程中释释放的能量是1.161019 J 【典例3】 核能的计计算 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 答案 ABC 借题发挥题发挥 核能的计计算方法 (1)根据质质量亏损计损计 算 根据核反应应方程，计计算核反应应前和核反应应后的质质量亏 损损m. 根据爱爱因斯坦质质能方程Emc2计计算核能 其中m的单单位是千克，E的单单位是焦耳 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 (2)利用原子质质量单单位u和电电子伏特计计算 Em931.5 MeV. 其中m的单单位是u，E的单单位是MeV. (3)根据能量守恒和动动量守恒来计计算核能 参与核反应应的粒子所组组成的系统统，在核反应过应过 程中的动动 量和能量是守恒的，因此，利用动动量和能量守恒可以计计算 出核能的变变化 (4)利用平均结结合能来计计算核能 原子核的结结合能核子的平均结结合能核子数核反应应中 反应应前系统统内所有原子核的总结总结 合能与反应应后生成的所 有新核的总结总结 合能之差，就是该该次核反应应所释释放(或吸收) 的核能 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 解析 聚变变反应应前氘氘核和氚氚核的总结总结 合能 E1(1.0922.783) MeV10.52 MeV. 反应应后生成的氦核的结结合能 E27.034 MeV28.12 MeV. 由于单单个核子无结结合能，所以聚变过变过 程释释放出的能量 EE2E1(28.1210.52) MeV17.6 MeV. 答案 17.6 MeV 【变变式3】 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 氦原子核由两个质质子与两个中子组组成，这这两个质质子之间间 存在着万有引力、库仑库仑 力和核力，则则此三种力从大到小 的排列顺顺序是 ( ) A核力、万有引力、库仑库仑 力 B万有引力、库仑库仑 力、核力 C库仑库仑 力、核力、万有引力 D核力、库仑库仑 力、万有引力 解析 本题题考查查核子间间作用力的大小核子间间的核力最 大，万有引力最小，D项项正确 答案 D 对核力的理解 1 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 为纪为纪 念爱爱因斯坦对对物理学的巨大贡贡献，联联合国将2005年定 为为“国际际物理年”对对于爱爱因斯坦提出的质质能方程Emc2 ，下列说说法中不正确的是 ( ) AEmc2表明物体具有的能量与其质质量成正比 B根据Emc2可以计计算核反应应中释释放的核能 C一个中子和一个质质子结结合成氘氘核时时，释释放出核能，表 明此过过程中出现现了质质量亏损损 DEmc2中的E是发发生核反应应中释释放的核能 质能方程的理解 2 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演练 解析 爱爱因斯坦质质能方程Emc2，定量地指出了物体能 量和质质量之间间的关系，A正确；由质质能方程知，当物体的 质质量减少时时，物体的能量降低，向外释释放了能量；反之 ，若物体的质质量增加了，则则物体的能量升高，表明它从外 界吸收了能量，所以由物体的质质量变变化能算出物体的能量 变变化，故B、C正确，D错误错误 答案 D 自主学习名师解疑分类例析课堂对点演