1、第一节 核力与核能三维教学目标1、知识与技能（1）知道核力的概念、特点；（2）知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；（3）知道结合能,平均结合能概念，知道核反应中的质量亏损；（4）知道爱因斯坦的质能方程。2、过程与方法（1）会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；（2）培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。3、情感、态度与价值观（1）使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；（2）认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。教学重点：结合能,平均结合能概念。教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系
2、。教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。（一） 引入新课提问，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，会保持稳定吗？提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.6710-27kg，带电量为元电荷e=1.610-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?（两者相差1036倍）提问：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢？今天就来学习这方面的内容。
3、来源:学*科*网（二）进行新课1、核力与核的稳定性20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。 基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。那么核力有怎样特点呢？来源:学科网ZXXK（1）核力特点： 第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。来源:Z|xx|k.Com 第二、核力是短程
4、力，作用范围在210-15 m之内。 第三、核力存在于核子之间，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。2、原子核中质子与中子的比例 研究表明：随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系？（随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多）思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数？提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。总结： 若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力
5、都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了； 若增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。 由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。3、结合能与平均结合能 当自由核子结合成原子核时，核力将做正功，会释放能量。人们把核子结合成原子核所释放的能量叫做原子核的结合能。核力将做正功
6、，势能减小，相当于位置降低，跌落深井，井越深，越难以捞出，即状态越稳定。 每一种原子核对应一个结合能数值，不同原子核的质量数不同，质子与中子的比例不同，因此每一个核子的结合能也不相同。但每个核子的结合能具有可比性，它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度，所以计算每个核子的结合能更有意义。对某个原子核，平均每个核子的结合能称为平均结合能。即结合能与质量数的比值。 由平均结合能曲线可以看出：重核的平均结合能比中等核的平均结合能要小，容易裂变成中等核而放出能量。轻核的平均结合能比稍重核要小，如果它们聚集成较重的核，也要放出能量。4、质量亏损（1）质量亏损 科学家研究证明在核反应中原子核的总质量
7、并不相等，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的表现出来。 学科网来源:学|科|网Z|X|X|K（2）爱因斯坦质能方程： Emc2 相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的关系，即Emc2式中， c为真空中的光速。 （3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：E=m c2 从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化E与物体的质量变化m的关系：E=mc2 单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。巩固练习已知：1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 56610-27 kg. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3MeV）
