人教版高中物理选择性必修第三册第五章原子核第3节核力与结合能课件（21页PPT）

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第五章　原子核
第3节　核力与结合能
1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用。
2.理解结合能和比结合能的概念。
3.知道原子核的质量亏损，并能应用质能方程进行相关的计算。
学习任务一　核力及四种基本相互作用
1. 核力
（1）定义：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，它使核子能够克 服库仑斥力而紧密地结合在一起。
（2）核力属于 相互作用。
（3）强相互作用是 力，作用范围只有约 m，距离增大 时，强相互作用急剧 。超过10－15 m，强相互作用不存在。
强　
短程　
10－15　
减小　
2. 弱相互作用
（1）弱相互作用是引起原子核 衰变的原因，即引起中子—质子转变的 原因。
（2）弱相互作用是 力，其力程只有 m。
3. 四种基本相互作用：万有引力、电磁相互作用、弱相互作用、强相互 作用。
β　
短程　
10－18　
原子核是由中子和质子构成的（如图）。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？
质子之间还存在着核力作用。
A. 核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生
B. 核力可能是引力，也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定 的原子核，但又不会融合在一起
C. 质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力
D. 核力是一种弱相互作用，在其作用范围内，核力比库仑力大得多
ABC
解析：核力作用的范围只有约10－15 m，只在邻近核子间发生，是短程力，A 正确；核力可能表现为引力，也可能表现为斥力，B正确；核力是核子之间 的强相互作用，C正确，D错误。
学习任务二　结合能与比结合能
1. 结合能
由于核子间存在着强大的核力，要把原子核拆散成核子，需要 核力 做功，也就是需要 一定的能量，根据能量守恒，核子结合成原子核 时也会 一定的能量，这个能量叫作原子核的 。
克服　
提供　
释放　
结合能　
2. 比结合能
（1）原子核的结合能与 之比称为该原子核的 ，也 叫平均结合能。
（2）比结合能越大，原子核中核子结合得越 ，原子核越 。
核子数　
比结合能　
牢固　
稳定
（1）结合能就是原子核具有的能量吗？
（1）不是。结合能是要把原子核分开成核子时吸收的能量，并不是原子核 具有的能量，因为拆分后的核子仍然具有能量。
（2）原子核的结合能越大，其比结合能也越大吗？
（2）不一定。结合能是核子结合成原子核放出的能量或原子核拆散成核子 吸收的能量，而比结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量或 原子核拆散成核子时每个核子平均吸收的能量，结合能大的原子核，比结合 能不一定大；结合能小的原子核，比结合能不一定小。
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能量称为结合能
B. 比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C. 重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
D. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
D
解析：核子结合成原子核放出的能量或原子核拆解成核子吸收的能量称为结 合能，故A错误；比结合能越大的原子核越稳定，它的结合能还和核子的数 量有关，故B错误；重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能大，重核 的比结合能比中等核的小，故C错误；中等质量原子核的比结合能和结合能 比轻核的都大，故D正确。
C
学习任务三　质量亏损
1. 质量亏损：原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象，叫质 量亏损。
2. 质能方程
（1）爱因斯坦狭义相对论认为，质量亏损Δm与释放的核能ΔE之间的关 系： 。
（2）扩展：质量为m的物体，所蕴含的能量E＝ 。
小于　
ΔE＝Δmc2　
mc2　
BD
C. 生成物的质量减少0.005 1 u
D. 反应将吸收能量约4.75 MeV

A. 将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量相同
B. 核力与万有引力性质相同
C. 核力只存在于相邻的核子之间
D. 核子数越多，原子核越稳定
AC
解析：将原子核拆散成核子与核子结合成原子核，这两个过程质量的变化相 等，根据爱因斯坦质能方程可知，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子 结合成原子核所放出的能量相同，故A正确；核力与万有引力性质不同，核 力只存在于相邻核子之间，而万有引力存在于宇宙万物之间，故B错误；核 力是短程力，作用范围为10－15m，原子核的半径数量级为10－15m，所以核力 只存在于相邻的核子之间，故C正确；核子数越多，原子核不一定越稳定， 应是比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。
A
A. 已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，则反氢原子的基态能量也为－13.6 eV
B. 一个中子可以转化为一个质子和一个正电子
C. 一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子
D. 反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量
A. 释放的能量为（m1－m2－m3）c2
B. 释放的能量为（m2＋m3－m1）c2
C. 吸收的能量为（m1＋m2－m3）c2
D. 吸收的能量为（m1＋m2＋m3）c2
解析：由不稳定的核变成稳定的核是放能反应。根据质能方程得ΔE＝（m1－ m2－m3）c2，故选A。
A
（1）写出核反应方程。
（2）求该核反应方程释放的能量E（计算结果保留4位有效数字）。
（2）2.142 MeV
解析：（2）核反应中的质量亏损Δm＝2mH－mHe－mn＝0.002 3 u，
则释放的能量E＝0.002 3×931.5 MeV≈2.142 MeV。