核力与结合能课件-高二下学期物理人教版选择性2

第五章

原子核第3节核力与结合能1.知道四种基本相互作用，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.能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。

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？①作用：原子核里的核子间存在相互作用的核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核1.核力②特点：核力是强相互作用（强力）的一种表现；核力是短程力，作用范围只有约10-15m；每个核子只跟邻近的核子发生核力作用知识点一：核力与四种基本相互作用

2.四种基本相互作用①核力为短程力②在原子核尺度内，核力远大于库仑力③核力只存在于核子之间，每个核子只跟临近的核子发生核力作用引力相互作用电磁相互作用强相互作用弱相互作用3.核力特点引力相互作用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。电磁相互作用电荷间与磁体间的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。弹力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。pnnppn短程力：约在10-15

m量级时起作用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弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子---质子转变的原因。短程力（弱相互作用）：约在10-18m量级时起作用知识点二：结合能思考讨论：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。那么，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量有什么关系?核子结合成原子核时放出的能量，或原子核分解成核子时所吸收的能量，都叫做原子核的结合能.1.结合能：原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合能.（1）比结合能越大，原子核越稳定.2.比结合能：（2）核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能都较小，中等核子数的原子核，比结合能较大，即这样的原子核比较稳定.（3）当比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时，就可释放核能。

由图可知，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核小。1.定义：组成原子核的核子的总质量与新原子核的质量只差，叫做核的质量亏损.2.质能方程：原子核释放能量时，要产生质量亏损.物体的能量与质量之间存在着密切的联系，即E=mc2ΔE=Δmc2或知识点三：质量亏损（3）在核反应中任然遵守能量守恒定律、质量守恒定律.（4）质量是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度.（2）质量亏损并不是这部分质量消失或转化为能量，只是静止质量减少.（1）物体的质量包括静止的质量和运动的质量.质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量.3.说明：4．质能方程与核能的计算(1)对质能方程和质量亏损的理解①质能方程质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，其关系是E＝mc2。②质量亏损质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2。(2)核能的计算方法①根据质量亏损计算a.根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm。b.根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。②利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1u≈931.5MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。【例题】已知中子的质量mn为1.6749×10-27kg，质子的质量mp为1.6726×10-27kg，氘核的质量mD为3.3436×10-27kg，求氘核的比结合能。单个的质子与中子的质量之和为这个数值与氘核质量之差与这个质量差相对应的能量为

解：在核物理中，能量单位常常使用电子伏特(eV)，即所以，氘核的结合能是氘核的比结合能为

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,则三种力从大到小的顺序是(

)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D

ABC3.在研究原子核的衰变过程中，发现铀238发生衰变产生了新核钍234，其衰变方程为

，下列判断正确的是(

)A.该衰变类型为β衰变B.衰变方程满足质量数守恒，所以没有质量亏损C.铀238的结合能大于钍234的结合能D.铀238的比结合能大于钍234的比结合能C4.取质子的质量mp＝1.6726×10－27kg，中子的质量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的质量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。请计算α粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)解析：组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m