高三物理教案：《动量与能量》教学设计.docx

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1、高三物理教案：动量与能量教学设计高三物理教案：动量守恒定律教学设计 动量守恒定律 三维教学目标 1、学问与技能：驾驭运用动量守恒定律的一般步骤。 2、过程与方法：知道运用动量守恒定律解决问题应留意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。 3、情感、看法与价值观：学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培育思维实力。 教学重点：运用动量守恒定律的一般步骤。 教学难点：动量守恒定律的应用。 教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。 教学用具：投影片、多媒体协助教学设备。 (一)引入新课 动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(F合=0(严格条件)F

2、内 远大于F外(近似条件，某方向上合力为0，在这个方向上成立。) (二)进行新课 1、动量守恒定律与牛顿运动定律 用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。 (1)推导过程： 依据牛顿其次定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是： 依据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即 F1= - F2 所以： 碰撞时两球间的作用时间极短，用 表示，则有： 代入 并整理得 这就是动量守恒定律的表达式。 (2)动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来相识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发觉动量守恒定律有任

3、何例外。相反，每当在试验中视察到好像是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最终总是以有新的发觉而成功告终。例如静止的原子核发生衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应当沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为说明这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在试验中极难测量，直到1956年人们才首次证明白中微子的存在。(2000年高考综合题23 就是依据这一历史事实设计的)。又如人们发觉，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量好像也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又

4、守恒了。 2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意，明确探讨对象 在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被探讨的物体总称为系统.对于比较困难的物理过程，要采纳程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所探讨的系统是由哪些物体组成的。 (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析 弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上依据动量守恒定律条件，推断能否应用动量守恒。 (3)明确所探讨的相互作用过程，确定过程的始、末状态 即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。

5、留意：在探讨地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。 (4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。 3、动量守恒定律的应用举例 例2：如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车起先都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车? 分析：此题过程比较困难，情景难以接受，所以在讲解之前，老师应多带领学生分析

6、物理过程，创设情景，降低理解难度。 解：取水平向右为正方向，小孩第一次 推出A车时：mBv1-mAv=0 即： v1= 第n次推出A车时：mAv +mBvn-1=-mAv+mBvn 则： vn-vn-1= ， 所以： vn=v1+(n-1) 当vnv时，再也接不到小车，由以上各式得n5.5 取n=6 点评：关于n的取值也是应引导学生细致分析的问题，告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”，肯定要留意结论的物理意义。 课后补充练习 (1)(2022年全国春季高考试题)在高速马路上发生一起交通事故，一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg向北行驶的卡车，碰后两

7、车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止.依据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速度行驶，由此可推断卡车碰前的行驶速率为?( ) A.小于10 m/s? B.大于10 m/s小于20 m/s? C.大于20 m/s小于30 m/s? D.大于30 m/s小于40 m/s (2)如图所示，A、B两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有 ( )? A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒? C.小车向左运动 D.小车向右运动? (3)把一支枪水平固定在小车上，小车放在

8、光滑的水平面上，枪放射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是? A.枪和弹组成的系统，动量守恒? B.枪和车组成的系统，动量守恒? C.三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量改变很小，可以忽视不计，故系统动量近似守恒? D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零? (4)甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲v乙=_. (5)(2022年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质

9、量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.? (6)如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)? 4、反冲运动与火箭 演示试验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己

10、放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。 演示试验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他方法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口快速喷出，细管便向相反的方向飞去。 演示试验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。 提问：试验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢?试验3中，细管为什么会旋转起来呢? 看起来很小的几个试验，其中包含了许多现代科技的基本原理：如火箭的放射，人造卫星的上天，大炮放射等。应当如何去说明这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题

11、。 (1)反冲运动 A、分析：细管为什么会向后退?(当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。) B、分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的状况还许多。 为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个放射礼花炮的试验。分析，礼花为什么会上天? (2)火箭 比照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。 播放课前打算的有关卫星放射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的学问，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了

12、世界先进行列，激发学生的爱国热忱。阅读课后阅读材料航天技术的发展和宇宙航行。 高三物理动量和能量考点分析高三物理动量和能量考点分析冲量是力对时间的积累，其作用效果是变更物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是变更物体的能量；冲量和动量的改变、功和能量的改变都是缘由和结果的关系，对此，要像熟识力和运动的关系一样熟识。在此基础上，还很简单理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起变更的缘由。能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思索问题是探讨物理问题的一个重要而普遍的思路。应用动量定理和动能定理时，探讨对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律

13、时，探讨对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好探讨对象和探讨过程。对象和过程的选取干脆关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应留意以下几点：1选取探讨对象和探讨过程，要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为探讨过程的起先或结束状态。2要能视状况对探讨过程进行恰当的志向化处理。3可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来探讨，有时这样做，可使问题大大简化。高三物理教案：能量守恒定律与能源教学设计 一、教材分析 能量守恒定律与能源是人教版中学物理必修二第七章机械能第十节的教学内容，主要学习能量

14、守恒定律和能源、能量耗散的定义。感知我们四周能源的耗散，树立节能意识。 二、教学目标 学问与技能 理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。 过程与方法 通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的准确含义 情感、看法与价值观 感知我们四周能源的耗散，树立节能意识。 三、教学重点难点 教学重点 能量守恒定律的内容。 教学难点 理解能量守恒定律的准确含义。 四、学情分析 我们的学生属于平行分班，没有试验班，学生已有的学问和试验水平有差距。须要老师指导并多给实例分析赐予直观的相识。 五、教学方法 探究、讲授、探讨、练习 六、课前打算 1学生的学习打算：预习能量守恒定律与能源，并填写学案。 2老师

15、的教学打算：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延长拓展学案。 七、课时支配：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结怀疑 检查落实了学生的预习状况并了解了学生的怀疑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 老师首先提问：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子。 设计意图：步步导入，吸引学生的留意力，明确学习目标。 （三）合作探究、精讲点拨。 引入新课 老师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化

16、的例子。 学生活动：思索并回答问题，列举实例。 老师活动：演示试验1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中。 思索：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化状况。 演示试验2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动。 思索：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化状况。 学生活动：视察试验并主动思索。探讨后，选出代表发表见解。 老师活动：听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。 点评：通过学生举例和演示试验，说明各种形式的能量可以相互转化，增加学生的感性相识，并激发

17、学生的学习爱好，唤起学生剧烈的求知欲。 老师活动：引入课题：以上试验表明，各种形式的能量可以相互转化，一种能量削减，必有其他能量增加，一个物体的能量削减，必定其他物体能量增加，能量的总和并没有不化。这就是我们今日要学习的能量守恒定律。 进行新课 1、能量守恒定律 老师活动：引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引用教材上的话，说明能量守恒定律的建立有何重大意义？ 历史上曾有人设想制造一种不须要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？ 学生活动：仔细阅读教材，思索并回答问题 老师活动：提出问题，引出下一课题： 既然能量是守恒的，不行能歼灭，为什么我们还要节

18、约能源？ 2、能源和能量耗散 老师活动：引导学生阅读教材，了解人类应用能源的历程，能源对人类社会发展所起的作用；人类在利用能源的同时也对环境造成了严峻污染。 什么是能量耗散？能量耗散与能量守恒是否冲突，该怎样理解？ 学生活动：仔细阅读教材，思索并回答问题。 老师活动：听取学生汇报，总结点评。回答学生可能提出的问题。 【课堂训练】 1功与能 能是状态量，功是过程量。不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程。且做了多少功,就有多少能量发生转化(或转移),因此,功是能量转化的量度。如举重运动员把重物举起来,对重物做了功这一过程中,运动员通过做功消

19、耗了体内的化学能,转化为重物的重力势能.并且,运动员做了多少功,就有多少化学能转化为重力势能。能量的详细值往往无多大意义,我们关切的大多是能量的改变量,能量的改变必需通过做功才能实现,某种力做功往往与某一详细的能量改变相联系。 例1分析常见力做功与能量转化的对应关系： 重力做功： 弹力做功： 电场力做功： 电流做功： 解答：重力做功：重力势能和其他能相互转化；弹力做功:弹性势能和其他能相互转化； 电场力做功:电势能与其他能相互转化； 电流做功:电能和机械能等其他形式的能相互转化 2 能量守恒定律 能量守恒定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是学习物理学的一条主线。 要分清系统中有多少种形式的能

20、,发生了哪些转化和转移. 滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系产生的内能、即Q=FL相 留意:(1)某种形式的能削减,肯定存在其他形式的能增加,且削减量肯定和增加量相等 (2)某个物体的能量削减,肯定存在其他物体的能量增加,且削减量和增加量肯定相等。这也是我们列能量守恒表达式时的两条基本思路。 例2如图2-10-1所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不行伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。起先时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。

21、解答：由于连结AB绳子在运动过程中未松，故AB有一样的速度大小，对AB系统，由功能关系有： 例3一小滑块放在如图2-10-2所示的凹形斜面上，用力F沿斜面对下拉小滑块，小滑块沿斜面运动了一段距离。若已知在这过程中，拉力F所做的功的大小（肯定值）为A，斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B，重力做功的大小为G，空气阻力做功的大小为D。当用这些量表达时，小滑块的动能的变更（指末态动能减去初态动能）等于多少？，滑块的重力势能的变更等于多少？滑块机械能（指动能与重力势能之和）的变更等于多少？ 解析：依据动能定理，动能的变更等于外力做功的代数和，其中做负功的有空气阻力，斜面对滑块的作用力的功（因弹力不做功

22、，事实上为摩擦阻力的功），因此Ek=A - B+C - D； 依据重力做功与重力势能的关系，重力势能的削减等于重力做的功，因此Ep= - C； 滑块机械能的变更等于重力之外的其他力做的功，因此E = A B D 3能源和能量耗散 能量耗散表明,在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中,能量在数量上并未削减,但在利用的品质上降低了,从便于利用的变成不便于利用的了。是能源危机更深层次的含意,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本缘由。能量和能源是两回事；非再生能源和可再生能源是两回事。作为常规能源的煤炭、石油、自然气等面临枯竭.节能和开发新的能源已是人类必需面对的实际问题.能源对造福

23、人类具有极重要的意义,节约每一份能源,不仅能提高能源的利用价值,对于维护人类赖以生存的环境也有不行忽视的作用新的能源有待于人类去开发.有待开发和利用的新能源主要指:太阳能、地热能、风能、水、能、核能。由于煤、石油和自然气都是几亿年以前的生物遗体形成的,所以人们也称它们为化石燃料.由于这些能源是不能再次生产,也不行能重复运用的,所以称为非再生能源 例4太阳能的储存始终是个难题.科学家发觉,盐水湖被太阳晒久了,湖底的湿度会越来越高,并难以通过湖水的对流将热散发出去，而淡水湖不具备这一特点.依据这一特点,可以利用盐水湖来储存太阳能.你能分析这是为什么吗?你能依据这规律设计出一种储存太阳能的详细方案吗

24、？（提示:盐水湖中含盐量高的湖水密度大,总是留存湖底不会上浮) 解答:在含盐量高的湖水的表面汲取了太阳能之后,部分水分被蒸发,使湖水表面水层含盐量变大且温度也随之上升.由于含盐量高的湖水密度大,所以这部分密度大、温度高的表层湖水就会在重力作用下下沉,将所汲取的郜分太阳能带到湖底,使湖底温度越来越高.由于湖底盐水密度大于上部湖水密度,因此湖底的盐水不会再向上运动,将热量散失,这就使得太阳能得到储存. 【课后思索】 有人设计了这样一台“永动机”：距地面肯定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮他希望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已，机器

25、不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（下图） 请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够恒久运动下去 （四）反思总结，当堂检测。 老师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。 设计意图：引导学生构建学问网络并对所学内容进行简洁的反馈订正。（课堂实录） （五）发导学案、布置预习。 我们已经学习了机械能一章的全部内容，下节课我们复习本章内容，这节课后大家可以回顾一下本章内容，重点是建立学问结构。并完成本节的课后练习及课后延长拓展作业。 设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。老师课后刚好批阅本节的延长拓展训练。 九、板书设计 一、能量

26、守恒定律 二、能源和能量耗散 三、实例 十、教学反思 本课的设计采纳了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最终进行当堂检测，课后进行延长拓展，以达到提高课堂效率的目的。 本节课中学问的理解还是好驾驭的只是学生的感性相识少，在实际的应用中不能敏捷驾驭，所以这节课重要的是多展示实例，增加学生的感性相识，同时这也充分的调动了学生学习的爱好和主动性。 高三物理教案：核力与核能教学设计 核力与核能 1、学问与技能 (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

27、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。 2、过程与方法 (1)会依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)培育学生的理解实力、推理实力、及数学计算实力。 3、情感、看法与价值观 (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实力; (2)相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。 教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。 教学用具：

28、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1：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2：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?今日就来学习这方面的内容。 (二)进行新课 1、核力与四种基本相互作用 提示：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

29、，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行能的。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，后来的试验证明了科学家的揣测。 提问1：那么核力有怎样特点呢? (1)核力特点： 第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。 其次、核力是短程力，作用范围在1.510-15 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。 总结：

30、除核力外，核物理学家还在原子核内发觉了自然界的第四种相互作用弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核衰变的缘由，即引起中子转变质子的缘由。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。 (2)四种基本相互作用力： 弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用： 弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核衰变的缘由短程力; 强力(强相互作用)：在原子核内，强力将核子束缚在一起短程力; 电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液 体和固体长程力; 引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星

31、围着恒星转，并且联系着星系团，确定着宇宙的现状长程力 。 2、原子核中质子与中子的比例 随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。 思索：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) 思索：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，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到肯定程度时，相距较远的质

32、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; 若只增加中子，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，形成的核也肯定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核许久地留了下来。 3、结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚实的集合体。要把原子核拆散成核子，须要克服核力做巨大的功，或者须要巨大的能量。例如用强大的光子照耀氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。 从试验知道只有

33、当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要汲取能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。 原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越坚固,原子核越稳定。 那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。 4、质量亏损 (1)质量亏损 科学家探讨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

34、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的表现出来。 回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。 (2)爱因斯坦质能方程： E=mc2 相对论指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着亲密的关系，即E=mc2式中， c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值非常巨大，因而物体的能量是非常可观的。 (3)核反应中由于质量亏损而释放的能量：E=m c2 物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何

35、使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量改变E与物体的质量改变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。 说明： 物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的削减，削减的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。 质量亏损并不是这部分质量消逝或转变为能量，只是静止质量的削减。 在核反应中仍旧遵守质量守恒定律、能量守恒定律。 质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。 阅读原子核的比结合能，指出中等大

36、小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面假如使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人运用。 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) 第24页 共24页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页第 24 页 共 24 页