1、名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习4原子核的结合能原子核的结合能名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习1理解结合能的概念；理解结合能的概念；2知道核反应中的质量亏损；知道核反应中的质量亏损；3知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习一、结合能一、结合能结合能：结合能：克克服核力束缚，原子核分解为单个核子时服核力束缚，原子核分解为单个核子时的的能量；或若干个核
2、子在核力作用下结合成原子核时能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时的的能量能量平均结合能：平均结合能：原原子核的结合能与子核的结合能与 之比，也叫平均结合之比，也叫平均结合能平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越能平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越，原子核越原子核越，中等大小的核的结合能最大、最稳定，中等大小的核的结合能最大、最稳定吸收吸收放出放出核子数核子数牢固牢固稳定稳定名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习二、质量亏损二、质量亏损爱因爱因斯坦质能方程斯坦质能方程.(1)物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大，质量物体具有的能量与它的质量成
3、正比，物体的能量增大，质量也也；能量减小，质量；能量减小，质量(2)任何质量为任何质量为m的物体都具有大小相当于的物体都具有大小相当于 的能量的能量(3)在国际单位制中，在国际单位制中，E、m、c的单位分别取的单位分别取、(4)由由Emc2得得E ，E对应着对应着m质量质量质量亏损：质量亏损：原子原子核的质量核的质量组成它的核子的质量之和的现组成它的核子的质量之和的现象象Emc2增大增大减小减小mc2焦耳焦耳千克千克米米/秒秒mc2小于小于名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习结合能和平均结合能结合能
4、和平均结合能由于由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量核反应中放出或吸子核分解成核子时，要吸收同样多的能量核反应中放出或吸收的能量称为核结合能收的能量称为核结合能平均结合能：原子核的结合能与核子数之比平均结合能越大，平均结合能：原子核的结合能与核子数之比平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习平均结合能与原子核的稳定性平均结合能与原子核的稳定性(1)平均结合能平均结合能
5、的大小能够反映核的稳定程度，平均结合能越大，的大小能够反映核的稳定程度，平均结合能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定原子核就越难拆开，表示该核就越稳定(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较小，中等核子数的原子核，平均结合能较大，表示这些原子核小，中等核子数的原子核，平均结合能较大，表示这些原子核较稳定较稳定(3)当平均结合能较小的原子核转化成平均结合能较大的原子核当平均结合能较小的原子核转化成平均结合能较大的原子核时，就可释放核能例如，一个核子数较大的重核分裂成两个时，就可释放核能例如，一个核子数较大的重核分裂成两个
6、核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能子数大一些的核，都能释放出巨大的核能名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习二、对质量亏损和质能方程的理解二、对质量亏损和质能方程的理解对质量亏损的理解对质量亏损的理解(1)在核反应在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量物体的质量应包括静不是这部分质量消失或质量转变为能量物体的质量应包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少，减少
7、的静止止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量质量转化为和辐射能量相联系的运动质量(2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的的名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习对质能方程的理解对质能方程的理解爱因斯坦爱因斯坦质能方程反映了质量亏损与释放能量间的数量关系质能方程反映了质量亏损与释放能量间的数量关系Emc2，或物体的质量与其总能量的数量关系，或物体的质量与其总能量的数量关系Emc2，此，此方程揭示了质量和能量不可分割，一定质量的物体所具有的总方程揭
8、示了质量和能量不可分割，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量的乘积，这里所说的能量是一定的，等于光速的平方与其质量的乘积，这里所说的总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量而是物体总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量而是物体所具有的各种能量之和，物体质量增加则总能量增加，质量减所具有的各种能量之和，物体质量增加则总能量增加，质量减小，总能量随之减小，二者在数值上存在着简单的正比关系小，总能量随之减小，二者在数值上存在着简单的正比关系名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习特别提醒：特别提醒：(1)切记不要误认为亏损的质量转化为能
9、量核反应过切记不要误认为亏损的质量转化为能量核反应过程中质量亏损是静止的质量减少，辐射程中质量亏损是静止的质量减少，辐射光子的运动质量刚好等于光子的运动质量刚好等于亏损的质量，即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒亏损的质量，即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒(2)核反应中释放的核能是由于核力做功引起的核反应中释放的核能是由于核力做功引起的名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习【典例典例1】下列关于下列关于结合能和平均结合能的说法中，正确的是结合能和平均结合能的说法中，正确的是()A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的核子结合成原子核吸收的能量或原子核
10、拆解成核子放出的能量称为结合能能量称为结合能B平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大越大C重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都大能都大D中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大对结合能的理解对结合能的理解 名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习解析解析核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，能量，A选项错误；平均结
11、合能越大的原子核越稳定，但平均结选项错误；平均结合能越大的原子核越稳定，但平均结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的平均结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核平均结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，反而小，B、C选项均错误；中等质量原子核的平均结合能比轻核选项均错误；中等质量原子核的平均结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，核大，D选项正确选项正确答案答案D名名 师师 解解 疑疑分分 类类
12、例例 析析自自 主主 学学 习习【变式变式1】下列对下列对结合能、平均结合能的认识，正确的是结合能、平均结合能的认识，正确的是()A一切原子核均具有结合能一切原子核均具有结合能B自由核子结合为原子核时，可能吸收能量自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C结合能越大的原子核越稳定结合能越大的原子核越稳定D平均结合能越大的原子核越稳定平均结合能越大的原子核越稳定名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习解析解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量反之，将原子核分开变为自由核子也需要赋予相应的能量，能量反之，将
13、原子核分开变为自由核子也需要赋予相应的能量，该能量即为结合能，故该能量即为结合能，故A正确、正确、B错误；对核子较多的原子核的结错误；对核子较多的原子核的结合能越大，但它的平均结合能不一定大，平均结合能的大小反映合能越大，但它的平均结合能不一定大，平均结合能的大小反映了原子核的稳定性，故了原子核的稳定性，故C错误、错误、D正确正确答案答案AD名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习【典例典例2】历史上历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为动能为0.5 MeV 的质子的质子H轰击静止的轰击静止的X，生成两个动能均为，
14、生成两个动能均为8.9 MeV的的He.(1 MeV1.61013J)(1)上述核反应方程为上述核反应方程为_(2)质量亏损为质量亏损为_kg.质量亏损及能量的计算质量亏损及能量的计算 名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习A1.33 MeV B0.82 MeVC0.51 MeV D0.31 MeV解析解析根据根据1原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于931.5 MeV能量，则能量，则Em931.5 MeV(36.956190.0
15、005536.95658)931.5 MeV0.82 MeV.答案答案B图图3-4-1名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习核反应中的核反应中的“质量守恒质量守恒”与与“质量亏损质量亏损”核核反应须遵循四大反应须遵循四大“守恒守恒”，即电荷数守恒、质量守恒、动量守，即电荷数守恒、质量守恒、动量守恒、能量守恒而在计算核能时是利用反应前后亏损的质量恒、能量守恒而在计算核能时是利用反应前后亏损的质量m和爱因斯坦的质能方程和爱因斯坦的质能方程Emc2来计算核反应过程中释放的核能来计算核反应过程中释放的核能Emc2.一方面说核反应过程中质量守恒，另一方面又说核反应一方面说核反
16、应过程中质量守恒，另一方面又说核反应过程质量亏损，二者岂不矛盾？其实不然，原因是二者所指过程质量亏损，二者岂不矛盾？其实不然，原因是二者所指“质量质量”不同不同名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习一、核反应过程中质量守恒，其一、核反应过程中质量守恒，其“质量质量”是指总质量，即静是指总质量，即静质量和动质量之和质量和动质量之和二、原子核反应中的质量亏损是指静质量的增减二、原子核反应中的质量亏损是指静质量的增减在相对论中，物体运动时质量不等于静止时质量，但一般情在相对论中，物体运动时质量不等于静止时质量，但一般情况下速度较小，往往从静质量角度来处理问题，通常所说的质
17、量况下速度较小，往往从静质量角度来处理问题，通常所说的质量也指静质量静质量在核反应前后会有增减若核反应是吸收能也指静质量静质量在核反应前后会有增减若核反应是吸收能量，核反应前后静质量会增加；若核反应放出能量，则静质量会量，核反应前后静质量会增加；若核反应放出能量，则静质量会减少，减少的质量就是核反应中亏损的质量减少，减少的质量就是核反应中亏损的质量m，那么核反应放出，那么核反应放出的核能的核能Emc2.重核裂变与轻核聚变都属于放能核反应，反应前重核裂变与轻核聚变都属于放能核反应，反应前后粒子的静质量要减少，后粒子的静质量要减少，若从能量守恒角度看，这亏损的质量若从能量守恒角度看，这亏损的质量m
18、对应的静能对应的静能mc2转化转化为粒子动能或者为粒子动能或者光子的能量光子的能量名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习【典例典例3】下列关于下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()AEmc2中的中的E是物体以光速是物体以光速c运动的动能运动的动能BEmc2是物体各种形式能的总和是物体各种形式能的总和C由由Emc2知，在核反应中，亏损的质量知，在核反应中，亏损的质量m转化成能量转化成能量E放出放出D由由Emc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走被放出的能量带走名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习解析解析由爱因斯坦质能方程由爱因斯坦质能方程Emc2表明物体的质量与其他各种形表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项式的能量之间的关系，选项A错误、错误、B正确；正确；Emc2表明，在表明，在核反应中，亏损核反应中，亏损m质量将产生质量将产生Emc2的能量，选项的能量，选项C错误、错误、D正确正确答案答案BD
