《原子核的結(jié)合能》參考課件2

第4節(jié)原子核的結(jié)合能

核心要點突破課堂互動講練第4節(jié)課前自主學案課標定位1．認識原子核的結(jié)合能，理解愛因斯坦的質(zhì)能方程．2．能根據(jù)質(zhì)量虧損利用質(zhì)能方程計算結(jié)合能．課標定位釋放出的能量一、原子核的結(jié)合能及其計算1．結(jié)合能：由分散的核子結(jié)合成原子核的過程中所______________稱為原子核的結(jié)合能，它也等于把原子核中的各個核子拆開時______________所需做的功．2．結(jié)合能的計算(1)質(zhì)量虧損：原子核的靜質(zhì)量與構(gòu)成它的所有核子單獨存在的總靜質(zhì)量的差．(2)愛因斯坦質(zhì)能方程：____________，由此式也可得出ΔE＝Δmc2.克服核力E＝mc2課前自主學案二、比結(jié)合能曲線平均結(jié)合能曲線圖3－4－1困難1．比結(jié)合能越大，取出一個核子就越______，核就越_____，比結(jié)合能是原子核穩(wěn)定程度的_________．2．曲線中間高兩頭低，說明中等原子核(A＝40～120)的比結(jié)合能最大，近似于一個常數(shù)(8.6MeV)，表明中等核最_______．3．質(zhì)量較大的重核(A>120)和質(zhì)量較小的輕核(A<40)比結(jié)合能都_______，且輕核的比結(jié)合能還有些________．穩(wěn)定量度穩(wěn)定較小起伏質(zhì)量虧損與核能的計算1．正確認識質(zhì)量虧損在談到結(jié)合能和質(zhì)量虧損時，有的人誤認為，當核子組成原子核時，有質(zhì)量虧損，放出結(jié)合能的過程中，是質(zhì)量變成能量．這是對質(zhì)能方程的一種誤解．按相對論，物體的質(zhì)量是與速度有關的量，當物體的速度越大時，物體的質(zhì)量越大．物體運動時的運動質(zhì)量與物體靜止時的靜止質(zhì)量間存在一定關系．當物體以遠小于光速運動時，質(zhì)量的這一變化很不明顯．上述所說的質(zhì)子、中子、原子核的質(zhì)量都是指靜質(zhì)量．質(zhì)量虧損，是靜質(zhì)量發(fā)生了變化．核心要點突破如一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核的這一過程中，2.22MeV的能量是以輻射光子形式放出的，光子的靜質(zhì)量為零，但這個光子的運動質(zhì)量為：hν/c2.由此可見，當計算進光子的質(zhì)量后，雖說反應前后發(fā)生了質(zhì)量虧損，這部分虧損恰好與光子的運動質(zhì)量是相同的．反應前后的質(zhì)量仍是守恒量，質(zhì)量虧損并非這部分質(zhì)量消失．當然，也就不存在質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量的問題．2．核能的計算方法核能的計算是原子物理的重要方面和高考的熱點問題，其基本方法是：(1)根據(jù)核反應方程，計算核反應前與核反應后的質(zhì)量虧損Δm.(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2計算核能．(3)計算過程中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳．解析：兩個中子和一個質(zhì)子的總量是m1＝2mn＋mp＝3.0246u，mH＝3.0180uΔm＝m1－mH＝0.0066u而1u相當于931.5MeV,故ΔE＝0.0066×931.5MeV＝6.15MeV.答案：0.0066u

6.15MeV類型一對質(zhì)能方程的理解

為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”．對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法中不正確的是(

)例1課堂互動講練A．E＝mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可以計算核反應中釋放的核能C．一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損D．E＝mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能【精講精析】

E＝mc2中的E表示物體具有的總能量，m表示物體的質(zhì)量，故A說法正確；對于ΔE＝Δmc2表示的意義是當物體的能量增加或減小ΔE時，它的質(zhì)量也會相應地增加或減少Δm，故B說法正確，只有當出現(xiàn)質(zhì)量虧損時，才能釋放核能，故C說法正確；公式E＝mc2中，E的質(zhì)量為m的物體所對應的能量，而非核反應中釋放的能量，D錯誤，故選D.【答案】

D變式訓練1關于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確的(

)A．質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B．物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應地增加一定值C．物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關系D．某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的解析：選BD.質(zhì)能方程E＝mc2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時，它的質(zhì)量也相應增加一定值，并可根據(jù)ΔE＝Δmc2進行計算，所以B、D正確．類型二核能的計算例2【思路點撥】解答本題的前提是首先必須判斷核反應過程中，反應前后質(zhì)量是增加還是減少，再根據(jù)質(zhì)能方程進行計算．【自主解答】反應前總質(zhì)量MN＋MHe＝18.01140u，反應后總質(zhì)量MO＋MH＝18.01305u，可以看出，反應后總質(zhì)量增加，故該反應是吸收能量的反應．【答案】吸收能量1.5MeV吸收的能量利用ΔE＝Δmc2來計算，若反應過程中質(zhì)量虧損1u，就會釋放931.5MeV的能量，故：ΔE＝(18.01305－18.01140)×931.5MeV≈1.5MeV.變式訓練2質(zhì)子、中子和氦核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中的光速為c，當質(zhì)子和中子結(jié)合成氦核時，釋放的能量是(

)A．(2m1＋2m2)c2

B．m3c2C．(m3－2m1－2m2)c2

D．(2m1