《原子核的结合能》参考课件2

第4节原子核的结合能

核心要点突破课堂互动讲练第4节课前自主学案课标定位1．认识原子核的结合能，理解爱因斯坦的质能方程．2．能根据质量亏损利用质能方程计算结合能．课标定位释放出的能量一、原子核的结合能及其计算1．结合能：由分散的核子结合成原子核的过程中所______________称为原子核的结合能，它也等于把原子核中的各个核子拆开时______________所需做的功．2．结合能的计算(1)质量亏损：原子核的静质量与构成它的所有核子单独存在的总静质量的差．(2)爱因斯坦质能方程：____________，由此式也可得出ΔE＝Δmc2.克服核力E＝mc2课前自主学案二、比结合能曲线平均结合能曲线图3－4－1困难1．比结合能越大，取出一个核子就越______，核就越_____，比结合能是原子核稳定程度的_________．2．曲线中间高两头低，说明中等原子核(A＝40～120)的比结合能最大，近似于一个常数(8.6MeV)，表明中等核最_______．3．质量较大的重核(A>120)和质量较小的轻核(A<40)比结合能都_______，且轻核的比结合能还有些________．稳定量度稳定较小起伏质量亏损与核能的计算1．正确认识质量亏损在谈到结合能和质量亏损时，有的人误认为，当核子组成原子核时，有质量亏损，放出结合能的过程中，是质量变成能量．这是对质能方程的一种误解．按相对论，物体的质量是与速度有关的量，当物体的速度越大时，物体的质量越大．物体运动时的运动质量与物体静止时的静止质量间存在一定关系．当物体以远小于光速运动时，质量的这一变化很不明显．上述所说的质子、中子、原子核的质量都是指静质量．质量亏损，是静质量发生了变化．核心要点突破如一个质子和一个中子结合成氘核的这一过程中，2.22MeV的能量是以辐射光子形式放出的，光子的静质量为零，但这个光子的运动质量为：hν/c2.由此可见，当计算进光子的质量后，虽说反应前后发生了质量亏损，这部分亏损恰好与光子的运动质量是相同的．反应前后的质量仍是守恒量，质量亏损并非这部分质量消失．当然，也就不存在质量转变成能量的问题．2．核能的计算方法核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，其基本方法是：(1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm.(2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．(3)计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．解析：两个中子和一个质子的总量是m1＝2mn＋mp＝3.0246u，mH＝3.0180uΔm＝m1－mH＝0.0066u而1u相当于931.5MeV,故ΔE＝0.0066×931.5MeV＝6.15MeV.答案：0.0066u

6.15MeV类型一对质能方程的理解

为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是(

)例1课堂互动讲练A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能【精讲精析】

E＝mc2中的E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A说法正确；对于ΔE＝Δmc2表示的意义是当物体的能量增加或减小ΔE时，它的质量也会相应地增加或减少Δm，故B说法正确，只有当出现质量亏损时，才能释放核能，故C说法正确；公式E＝mc2中，E的质量为m的物体所对应的能量，而非核反应中释放的能量，D错误，故选D.【答案】

D变式训练1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，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，所以B、D正确．类型二核能的计算例2【思路点拨】解答本题的前提是首先必须判断核反应过程中，反应前后质量是增加还是减少，再根据质能方程进行计算．【自主解答】反应前总质量MN＋MHe＝18.01140u，反应后总质量MO＋MH＝18.01305u，可以看出，反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应．【答案】吸收能量1.5MeV吸收的能量利用ΔE＝Δmc2来计算，若反应过程中质量亏损1u，就会释放931.5MeV的能量，故：ΔE＝(18.01305－18.01140)×931.5MeV≈1.5MeV.变式训练2质子、中子和氦核的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，当质子和中子结合成氦核时，释放的能量是(

)A．(2m1＋2m2)c2

B．m3c2C．(m3－2m1－2m2)c2

D．(2m1