核能来自何方解析

1、第5章核能与社会51核能来自何方1.知道核力的概念及特点2理解原子核的结合能、平均结合能及质量亏损(重点)3知道爱因斯坦质能方程，理解质量与能量的关系(重点和难点)4理解原子质量单位新知初探自学导引新知初探自学导引一、强大的核力1.定义：组成原子核的核子之间存在着一种特殊的力，这种力叫做_2.核力是短程力：核力是一种强相互作用力，在它的作用范围内比_大的多；核力是一种_，作用范围仅局限于1.51015 m，在大于0.81015 m时表现为_，超过1.51015 m时，核力急剧下核力核力库仑力库仑力短程力短程力引力引力降为零；而距离小于0.81015 m时，核力为_3 . 核 力 的 饱 和 性

2、 ： 每 个 核 子 只 跟_的核子发生核力的作用想一想1核力存在于质子之间、中子之间还是质子与中子之间？斥力斥力邻近邻近提示：质子之间、中子之间、质子和中子之间都存在核力，但由于核力是短程力，故只存在于相邻的核子之间二、什么叫结合能1.结合能核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的_ 结合能结合能2.平均结合能核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量叫做_平均结合能越大的原子核越稳定三、如何计算结合能1.质量亏损组成原子核的_的总质量与_的质量之差叫做核的质量亏损平均结合能平均结合能核子核子原子核原子核2.结合能的计算E_说明：如果核反应后质量增加m，就意味着_

3、E的能量，如果反应后质量减少m，就意味着_E的能量mc2吸收吸收放出放出想一想2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要点探究讲练互动要点探究讲练互动核力与四种基本相互作用核力与四种基本相互作用学案导引1.核力有什么特点？2.四种基本相互作用是什么？1. 核力组成原子核的相邻核子之间存在着一种特殊的力，这种力叫核力2.核力的特点(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现在它的作用范围内，核力比库仑力大得多(2)核力

4、是短程力，作用范围在1.51015 m之内核力在大于0.81015m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.51015 m，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.81015 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性3.四种基本相互作用自然界中最基本的四种相互作用是：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用其中，引力相互作用和电磁相互作用是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力弱相互作用，作用范围在1018 m以内，作用强度比电磁力小，是引起原子核衰变的原因，即引起中子质子转变的原因关于核力的说法正确的是()A核

5、力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B核力就是电磁力C核力是短程力，作用范围在1.51015 m之内D核力与电荷有关例例1【思路点拨】理解核力的特点是解题的关键【精讲精析】核力是短程力，超过1.51015 m，核力急剧下降，几乎消失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷无关，故D错【答案】C变式训练1.关于核力，下列说法中正确的是()原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用核力既可能是引力，又可能是斥力核力对核子做正功，原子核要释放核能原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用A BC D解析：选A.核力表现为引力时随距离增大而减小，表现为斥力时使核子不会融

6、合在一起，故正确核力只在1.51015 m短距离内起作用，所以对错核子结合成原子核时，核力对核子做正功，放出一定的能量，对，选A.学案导引1什么是质量亏损现象？2能量与质量之间存在什么关系？3怎样计算核能？质量亏损与核能的计算质量亏损与核能的计算1.结合能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多，原子核越稳定2.质量亏损(1)科学家研究证明在核反应中原子核的总质

7、量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出来(2)m是核反应前与核反应后的质量之差特别提醒：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反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给总之，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们之间的关系就是Emc2.3.核能的计算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Emc2，其中m为质量亏损，c为光速，E是与亏损质量相对应的能量核能计算有两种方法：(1)用Emc2计算，计算时

8、m的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，E的单位是“J”(2)用Em931.5 MeV计算，因1 u相当于931.5 MeV的能量，所以计算时m的单位是“u”，E的单位是“MeV”特别提醒：反应前各核总质量之和若大于反应后各核总质量之和，则为释放能量，反之，为吸收能量下列说法中，正确的是()A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B由Emc2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量度C核反应中出现的“质量亏损”是消失的质量转化为能量例例2D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量并不守恒【思路点拨】

9、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【精讲精析】Emc2说明能量与质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是从静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变为能量，故C项错误在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变为动质量，故D错误【答案】B【误区警示】(1)不能从质能方程Emc2认为物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化(2)不能认为核反应中质量的亏损就是质量的转化，认为反应前后总能

10、量不守恒总质量也不守恒，这都是错误的变式训练2.关于质能方程，下列说法中正确的是()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，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某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析：选BD.质能方程Emc2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Emc2进行计算，所以B、D正确两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，若已知中子质量为1.0087 u，质子质量为1.0073 u，

11、氦核质量为4.0026 u试计算用中子和质子生成1 kg氦时，要释放的核能【思路点拨】先由质量数、核电荷数守恒写出核反应方程，计算质量亏损，然后用Emc2计算每个反应中释放的核能，最后结合阿伏伽德罗常数计算出总共释放的核能例例3【答案】6.591014 J【规律总结】Emc2是解决这类问题的主要依据，有时要与动量守恒定律、磁场中的圆周运动相关知识结合起来综合应用，处理这类问题时，准确计算出反应前后的质量差m，并选取适当的单位是顺利求解问题的关键变式训练解析：反应前总质量mNmHe18.01122 u反应后总质量mOmH18.01269 u因为反应中质量增加，所以此反应是吸能反应，所吸能量为Em

12、c2(mOmH)(mNmHe)c2(18.0126918.01122)931.5 MeV1.37 MeV.答案：吸能1.37 MeV热点示例创新拓展热点示例创新拓展根据能量守恒和动量守恒来计算核能经典案例(10分)处于静止状态的X原子核，经历一次衰变后变成质量为M的Y原子核放出的粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r，已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计衰变过程放出光子的能量，求此衰变过程亏损的质量【审题指导】衰变释放的核能全部转化为X、Y原子核的动能，再根据质能方程可求得质量亏损【规律方法】参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题

13、设条件中如果没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化知能演练轻松闯关知能演练轻松闯关本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放降为零；而距离小于0.81015 m时，核力为_3 . 核 力 的 饱 和 性 ： 每 个 核 子 只 跟_的核子发生核力的作用想一想1核力存在于质子之间、中子之间还是质子与中子之间？斥力斥力邻近邻近3.四种基本相互作用自然界中最基本的四种相互作用是：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用其中，引力相互作用和电磁相互作用是长程力，强相互作用和弱相互作用是短

14、程力弱相互作用，作用范围在1018 m以内，作用强度比电磁力小，是引起原子核衰变的原因，即引起中子质子转变的原因关于核力的说法正确的是()A核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B核力就是电磁力C核力是短程力，作用范围在1.51015 m之内D核力与电荷有关例例1【思路点拨】理解核力的特点是解题的关键【精讲精析】核力是短程力，超过1.51015 m，核力急剧下降，几乎消失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷无关，故D错【答案】C1.结合能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多，原子核越稳定2.质量亏损(1)科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出来(2)m是核反应前与核反应后的质量之差特别提醒：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