核力和结合能教案

《核力与结合能》学历案一、学习目标1、理解核力的概念，知道核力的特点。

2、理解结合能和比结合能的概念，知道它们的物理意义。

3、能够运用质能方程计算结合能，并能解释原子核能释放能量的原因。

二、知识回顾1、原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

2、原子的质量原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量很小，可忽略不计。

3、电荷守恒和质量数守恒在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒。

三、新课导入我们知道，原子核是由质子和中子组成的。

然而，质子都带正电，它们之间存在着静电斥力。

那么，是什么力量把质子和中子紧紧地束缚在原子核内，使原子核保持稳定呢？这就涉及到核力的概念。

同时，原子核具有一定的能量，这种能量与核子之间的结合情况有关，这就是结合能。

接下来，让我们一起深入探究核力与结合能的奥秘。

四、核力1、核力的概念核力是把核子（质子和中子）紧紧束缚在原子核内的力。

2、核力的特点（1）短程力：核力在约 10^（－15)m 的距离内起作用，超过这个距离，核力就迅速减小为零。

（2）强相互作用：核力是一种很强的相互作用力，比库仑力大得多。

（3）饱和性：每个核子只与相邻的几个核子发生核力作用，而不是与原子核内所有的核子都发生作用。

（4）核力与电荷无关：无论是质子与质子、质子与中子，还是中子与中子之间，核力的大小和性质基本相同。

五、结合能1、结合能的概念把原子核拆散成核子所需要的能量，或者把核子结合成原子核所释放的能量，叫做结合能。

2、结合能的计算例如，一个质子和一个中子结合成氘核时，释放出22 MeV 的能量，这就是氘核的结合能。

结合能可以通过爱因斯坦的质能方程 E ＝ mc²来计算，其中 E 表示能量，m 表示质量亏损，c 为真空中的光速。

六、比结合能1、比结合能的概念原子核的结合能与核子数之比，称为比结合能。

2、比结合能的意义比结合能的大小反映了原子核的稳定程度。

比结合能越大，原子核越稳定。

核力与结合能教案14.5核力与结合能教学目标：1．了解四种相互作用，知道核力的特点。

2.了解原子核的结合能和质量损失，能用质能方程计算。

3.能够简单地解释为什么轻核和重核中中子和质子的数量有不同的比例。

教学重点和难点：1．理解核力的特点2.了解原子核中质子和中子的比例3．质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。

教学过程：一、引入：原子核的半径约为10-15米，仅为原子半径的十分之一。

在这样一个小的空间里，带正电的质子和质子之间的库仑斥力非常大，而万有引力太小，只有库仑力的10-36。

那么为什么质子能挤在一起而不飞走呢？在原子核中会有一种过去未知的力将原子核结合在一起吗？今天，我们来学习这方面的内容，即第5节：核力和束缚能II。

创造1．核力与四种相互作用：相互作用，相互作用，相互作用，相互作用。

（1）核力量的特点：①核力是四种相互作用中的相互作用（强力）的一种表现。

在原子核尺度内，核力比库仑力得多。

② 核力量是一种短程力量。

它工作在大约一个数量级，距离大于0.8×10-15m是力，距离为10×10-15m，核力几乎为，距离小于0.8×10-15m是力，所以核不会熔合在一起。

③核力具有饱和性。

每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。

④ 核力是电荷独立的。

对于给定的相对运动状态，核力与核子无关。

（2）弱相互作用弱相互作用是引起原子核发生β衰变的原因,即引起中子→质子转变的原因。

弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为，作用强度比电磁力。

2.原子核中质子与中子的比率轻核（原子序数小于20）的质子数和中子数大致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围之内，由于核力远大于电磁力，即使质子和中子成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。

重核（原子序数大于20）中的质子数小于中子数；对于重核来说，核子的数量很大，核子间距也很大。

《核力与结合能》教学设计【课标要求】了解核力性质。

知道四种相互作用认识原子核的结合能。

【学习目标】（1）知道4种基本相互作用，知道核力的性质。

（2）认识原子核的结合能和比结合能的概念。

（3）能用质量亏损和智能方程计算核能相关的问题。

【教材分析】本节是在学生已经学习了原子核是由质子和中子组成的基础上，探究是什么作用使质子和中子有机的组成一个稳定的整体。

为此首先安排了“核力与四种相互作用”阐明万有引力、电磁力和核力分别在不同的尺度上发挥作用。

在这一部分，充分体现了大胆“猜想”在研究中的作用。

核力是从力的角度认识原子核，结合能是从能的角度认识原子核。

【学情分析】学生已经学习了库仑力，知道同种电荷之间相互排斥，但是质子带正电，是如何紧密结合在一起的。

如何从力的角度和能的角度认识原子核，也是学生比较想知道的。

同时这一部分的学习，为后续的裂变和聚变学习打下基础。

【教学过程】（1）问题引入原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的。

在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不散开？是万有引力的作用吗？可以让学生通过计算，去比较万有引力和库仑力的大小，为了计算方便，仅给出数量级。

质子间距数量级为10-15m；质子质量数量级为10-27kg；质子电量数量级为10-19kg；万有引力常量数量级为10-11；静电力常量数量级109。

通过计算发现1929362721110==1010FF---⨯⨯库万（10）（10）由此看到，万有引力无法抵消库仑力斥力，物理学家发现：有第三种力存在，是这种力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。

这就是核力（2）核力使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核的力1.核力是一种强相互作用。

在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。

2. 核力是短程力。

约在10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力；距离小于0.8×10-15m时为斥力，因此核子不会融合在一起；距离为10×10-15m时核力几乎消失3. 核力具有饱和性，即每个核子只跟相邻的核子产生核力作用。

核力与结合能-粤教版选修3-5教案一、教学目标1.了解原子核的组成结构及其性质；2.理解核力的作用机理及特点；3.掌握原子核的结合能的计算方法和物理意义；4.学会应用结合能对核反应的能量变化进行计算。

二、教学内容1. 原子核的组成结构及其性质1.原子核的组成及尺寸：质子和中子组成原子核，尺寸一般为10−15米级别；2.原子核的电荷：原子核带正电荷，其大小与原子序数相等；3.原子核的质量：原子核的质量重于电子，因此核外电子对核的性质影响较小；4.同位素和同位素核素：原子核中质子和中子的比例不同，则称为同位素，同位素在原子核素中的比例不同，则称为同位素核素；5.核自旋：核自旋是指原子核旋转的角动量。

2. 核力的作用机理及特点1.核力的基本特点：核力为强相互作用力，作用范围极小，只作用于原子核内部的质子和中子之间，是一种非常强的作用力；2.核力的作用机理：核力来源于夸克之间的强相互作用，它是夸克引力的代表，表现为同类的夸克之间互相吸引，不同类夸克之间互相排斥的作用；3.核力的特点：核力对质子和中子作用相等，不产生电磁相互作用，延伸距离很短，是一种短程力。

3. 原子核的结合能的计算方法和物理意义1.结合能的定义：原子核的结合能是指核内的质子和中子保持在一起所需克服核力的能量，具有负值；2.结合能的计算方法：可以通过质子和中子的质量和原子核的质量差计算得到，也可以根据爱因斯坦的质能方程计算；3.结合能的物理意义：原子核的结合能决定了原子核的稳定性和核反应过程的能量变化。

4. 应用结合能对核反应的能量变化进行计算1.核反应及其类型：核反应是指核发生改变的过程，常见的核反应有核衰变和核裂变等；2.能量守恒定律：核反应遵守能量守恒定律，反应前后能量守恒；3.核反应的能量变化计算：可以根据反应前后的结合能差计算反应释放或吸收的能量。

三、教学方法采用讲授和实验相结合的方式进行教学，引导学生通过实验观察、分析和解决问题，培养学生的实验能力，加深学生对原子核物理的认识和理解。

核力与结合能教案设计一、教学目标1.了解核力的概念和作用；2.理解结合能的含义和计算方法；3.掌握核力和结合能的相关公式和计算方法；4.能够运用所学知识解决相关问题。

二、教学内容1.核力的概念和作用–介绍核力的定义和特点；–解释核力在原子核中的作用。

2.结合能的含义和计算方法–解释结合能的定义和物理意义；–讲解如何计算原子核的结合能。

3.相关公式和计算方法–研究质子数、中子数和原子质量之间的关系；–探讨核力常数、库仑力常数等相关公式。

4.应用实例分析–分析不同元素原子核的结合能差异；–计算特定元素原子核的结合能。

三、教学方法1.导入引导法：通过提问、展示实例等方式，引导学生思考并激发兴趣，预热本节课内容。

2.讲授法：通过讲解概念、公式和计算方法，向学生传授核力与结合能的相关知识。

3.实例演示法：选择一些典型的原子核结合能计算实例，向学生展示具体计算过程。

4.小组讨论法：组织学生分成小组，让他们在小组内讨论并解决一些实际问题，加强合作和交流能力。

5.实践操作法：提供实验器材和材料，让学生进行实验操作，观察和测量相关数据，并进行数据分析和计算。

四、评价方式1.课堂表现评价：根据学生在课堂上的回答问题、参与讨论、实验操作等方面的表现进行评价。

2.作业评价：布置相关作业，包括计算题、分析题等，通过批改作业来评价学生对核力与结合能的理解和应用能力。

3.实验报告评价：要求学生完成一个小型实验，并撰写实验报告。

通过评阅实验报告来考察学生的观察能力和数据处理能力。

五、教学流程安排时间教学环节内容10分钟导入引导提问引导：你知道原子核是由什么构成的？核力对原子核有什么影响？15分钟讲授核力概念- 核力的定义和特点- 核力在原子核中的作用15分钟讲授结合能概念- 结合能的定义和物理意义- 原子核结合能的计算方法20分钟讲授相关公式与计算- 质子数、中子数和原子质量之间的关系- 核力常数、库仑力常数等公式10分钟应用实例分析- 分析不同元素原子核的结合能差异- 计算特定元素原子核的结合能20分钟小组讨论小组讨论并解决一些实际问题10分钟实践操作进行实验操作，观察和测量相关数据，并进行数据分析和计算10分钟总结回顾对本节课内容进行总结回顾，强调重点和难点六、教学资源准备1.教师准备：–准备教案及PPT；–准备实验器材和材料；–确保教学环境安全。

5.3 核力与结合能【教学目标】一、知识与技能1．知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用。

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．理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损。

4．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

二、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．培养理解能力、推理能力、及数学计算能力。

三、情感、态度与价值观1．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】质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

【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。

【教学过程】一、新课导入原子核的核子之间存在着巨大的核力,使小小的原子核蕴藏巨大的能量。

如图,氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的,要把它们分开,需要吸收能量。

反过来,4个核子结合成氦原子核要放出能量。

当核反应发生时,要吸收或放出大量的能量。

在有质量亏损的核反应当中,放出能量。

进入20世纪以后,核能已成为能源家族中重要的一员。

二、进行新课（一）核力与四种基本相互作用1.四种基本相互作用2.核力及核力的特点(1)核力:原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用,即存在一种核力,它使得核子紧密地结合在一起,形成稳定的原子核。

这种作用称为强相互作用。

(2)核力的特点:距离增大时,强相互作用急剧减小,它的作用范围只有约10-15m,即原子核的大小,超过这个界限,这种相互作用实际上已经不存在了,它是短程力。

例1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（）A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力答案：D问题1.是不是从任何一种核反应中都能获得能量?提示:不是。

第十九章原子核19.5核力與結合能【教學目標】1．瞭解核力的概念。

2．知道原子核中質子和中子的比例關係。

3．瞭解愛因斯坦的質能方程，知道品質虧損的概念。

4．會根據質能方程和品質虧損的概念計算核反應中釋放的核能。

重點：愛因斯坦的質能方程，知道品質虧損的概念。

難點：根據質能方程和品質虧損的概念計算核反應中釋放的核能。

【自主預習】1.核力是存在於原子核裡的________的相互作用，核力有以下特點：(1)核力是________相互作用(________)的一種表現。

在原子核的尺度內，核力比庫侖力________得多；(2)核力是短程力，作用範圍在________ m之內。

(3)每個核子________的核子發生核力作用，這種性質稱為核力的飽和性。

2．原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的________。

原子核的結合能與核子數之比，稱做________，也叫平均結合能。

比結合能越大，原子核中核子結合得越________，原子核越________。

3．物體的能量與它的品質之間的關係，即________。

4．原子核的品質________組成它的核子的品質之和，這個現象叫做品質虧損。

品質虧損表明，的確存在著原子核的________。

5．核能的計算方法總結核能的計算是原子物理的重要方面和高考的熱點問題，其計算的基本方法是：（1）．根據品質虧損計算，步驟如下：①根據核反應方程，計算核反應前和核反應後的品質虧損Δm。

②根據愛因斯坦質能方程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。

（2）．利用原子單位u和電子伏計算。

①明確原子單位u和電子伏特間的關係因1 u＝1.660 6×10－27 kg則E＝mc2＝1.660 6×10－27×(3.0×108)2 J＝1.494×10－10 J又1 eV＝1.6×10－19 J則E＝1.494×10－10 J＝931.5 MeV②根據1原子品質單位(u)相當於931.5 MeV能量，用核子結合成原子核時品質虧損的原子品質單位數乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。

5.3核力与结合能〖教材分析〗本节内容是在学生已经掌握了原子核结构的基础上，探究是什么作业使得质子和中子可以有机地组成一个稳定的整体。

同时对核能的产生进行了探讨，介绍了爱因斯坦的质能方程，为后面学习核裂变和核聚变做出了铺垫。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶了解四种基本相互作用与核力的特点，理解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验。

科学思维∶理解引力作用是天体间的力（比较显著），电磁相互作用的表现在分子级别上，强相互作用在原子核，弱相互作用又比原子核小很多的级别上。

科学探究：通过教材上的科学推理，掌握其实质，培养科学推理的能力。

科学态度与责任∶学习科学家们严谨的科学态度，坚持实事求是，培养学习、探索科学的兴趣和责任。

〖教学重难点〗教学重点：结合能和比结合能、质量亏损。

教学难点：结合能和比结合能。

〖教学准备〗多媒体课件等。

〖教学过程〗一、新课引入原子核是由中子和质子构成的。

在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢?有某种力，把它们紧密的结合在了一起，这就是核力。

能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。

二、新课教学（一）核力与四种基本相互作用1.引力相互作用17世纪下半叶，人们发现了万有引力。

正是万有引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系（动图展示）。

引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。

2.电磁相互作用动图展示：电荷间、磁体间的相互作用。

从本质上说它们是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用或电磁力。

它也是自然界的一种基本相互作用。

宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。

3.强相互作用原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。

短程力：约在10-15m量级时起作用。

4.弱相互作用在某些放射现象中起作用的另一种基本相互作用。

3 核力与结合能-人教版高中物理选择性必修第三册（2019版）教案教学目标1.了解原子核的组成和性质，认识核力的种类和特点；2.理解原子核的稳定性和不稳定性，认识核能的产生和利用；3.掌握核聚变和核裂变的基本原理，了解核反应堆和核武器的原理。

教学内容1.核的基本结构1.原子核的组成和性质2.核力的种类和特点2.原子核的稳定性与不稳定性1.核的质量数和原子序数2.核的靶心与轰击3.核素图谱4.核衰变规律3.核能的产生与利用1.核裂变原理2.核聚变原理3.核反应堆和核武器4.核力和结合能1.核力的种类和特点2.铀核的结合能3.质量缺陷和结合能教学过程第一课时：核的基本结构教学目标：了解原子核的组成和性质，认识核力的种类和特点。

教学重点：认识原子核的结构和性质，理解核力的性质和种类。

教学难点：理解核力的特点和本质，认识不同类型核力的作用。

教学内容：1.原子核的组成和性质1.原子核的组成：质子和中子2.原子核的性质：质量数、原子序数、核电荷数2.核力的种类和特点1.核力的种类：库仑力、强相互作用力2.核力的特点：短程、强、非心仪势3.核反应的类型1.散裂反应2.聚变反应教学方法：演示、实验教学步骤：1.阐述原子核组成和性质；2.介绍核力的种类和特点；3.通过实验展示核力的效果；4.探讨核反应的类型及其原理；5.结合实例解释散裂反应、聚变反应的区别。

第二课时：核的稳定性与不稳定性教学目标：理解原子核的稳定性和不稳定性，认识核能的产生和利用。

教学重点：认识原子核的稳定性和不稳定性，掌握核素图谱的学习方法。

教学难点：理解核素的平衡状态和不平衡状态，认识核素的衰变过程。

教学内容：1.核的质量数和原子序数1.质量数和原子序数的意义；2.同位素概念的介绍；2.核的靶心与轰击1.轻质原子核与重质原子核的反应；2.靶心材料的选择；3.计算靶心的性能参数；3.核素图谱1.核素图谱的定义；2.核素图谱的制作方法；3.核素图谱的应用；4.核衰变规律1.核衰变的定义；2.核衰变的主要类型；3.核衰变的基本规律。

《核力与结合能》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解核力的概念，掌握其性质和特点。

2. 理解结合能的概念，了解其意义和计算方法。

3. 通过对核力和结合能的学习，培养学生的科学思维和探究能力。

二、教学重难点1. 教学重点：核力的探究，结合能的计算。

2. 教学难点：核力观察和实验的配合，结合能概念的深入理解。

三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、投影仪、实验器材等。

2. 准备实验教学：进行核力实验，观察核力的表现形式。

3. 准备教学资源：搜集相关图片、视频、案例等，丰富教学内容。

4. 安排学生预习：提前布置预习任务，了解核力和结合能的基本概念。

四、教学过程：本节教学过程将通过以下几个步骤展开：导入新课、新课教学、实验探究、课堂小结和作业布置。

1. 导入新课：首先，我们将通过回顾原子结构和原子核的基本知识，引导学生思考核力与结合能的概念。

通过提出问题，如“核力是什么？结合能又是如何影响原子结合方式？”引发学生思考，从而自然引入新课内容。

2. 新课教学：我们将逐步讲解核力与结合能的基本概念、原理和应用。

为了帮助学生理解，我们将结合丰富的图片、动画和视频，使抽象的理论变得生动有趣。

同时，我们也会穿插一些实际生活中的例子，如核能发电、核武器的原理等，让学生感受到物理知识与日常生活的紧密联系。

3. 实验探究：为了让学生更直观地感受核力的性质，我们将安排一次简单的实验。

学生将通过观察实验现象，亲手感受核力的存在，从而更好地理解核力的性质和特点。

实验过程中，我们也会引导学生思考实验结果与理论预测的差异，培养学生观察、分析和解决问题的能力。

4. 课堂小结：在课程的最后，我们将帮助学生回顾本节课的主要内容，强调核心概念和原理。

通过引导学生总结，帮助学生构建自己的知识体系，加深对核力与结合能的理解。

5. 作业布置：为了进一步巩固学生对核力与结合能的理解，我们将布置一些与核力、结合能相关的思考题和实验操作题。