5.3核力与结合能 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

班级 姓名 学号 5.3核力与结合能 课前预习： 一、核力与四种基本相互作用 1．基本相互作用：17世纪下半叶，牛顿发现了万有引力，引力是自然界的一种 。 2．19世纪后，人们认识到电荷间的相互作用，磁体间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现，称为 。 3．核力(1)定义：原子核内 之间的相互作用力。 (2)核力的特点①核力是 的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多。 ②核力是短程力，作用范围在 之内。 4．四种基本相互作用 二、结合能和质量亏损 1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开也需要 ，这就是原子核的结合能。 2．比结合能(平均结合能)：原子核的结合能与 之比称为比结合能。比结合能 ，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定， 的核的比结合能最大、最稳定。 3．质量亏损(1)爱因斯坦质能方程 。 (2)质量亏损：原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象。 (3)核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，与它们在互相结合过程中放出的能量ΔE的关系是 。 4．比结合能应用前景(1)中等大小的核的比结合能 ，这些核最稳定。 (2)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，都将 新的结合能。 课堂练习： [思考判断] (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。( ) (2)核力是强相互作用力，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。( ) (3)弱相互作用的力程比强力更短。( ) (4)组成原子核的核子越多，它的结合能就越高。( ) (5)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定。( ) (6)质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。( ) [例1] (多选)对于核力，以下说法正确的是(　　 ) A．核力是弱相互作用，作用力很小 B．核力是强相互作用的表现，是强力 C．核子之间的距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起 D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15 m时核力的变化规律更清楚 [例2] 下列关于结合能和比结合能的说法正确的是(　　) 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．重核与中等质量的原子核相比较，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 [例3]下列有关质能方程的说法中，正确的是(　　) A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化 B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度 C．核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量 D．因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒、系统的总能量和总质量并不守恒 [例4] 某核反应方程为H＋H→He＋X。已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.018 0 u，He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u。则下列说法正确的是(　　) A．X是质子，该反应释放能量 B．X是中子，该反应释放能量 C．X是质子，该反应吸收能量 D．X是中子，该反应吸收能量 [例5] 一个锂核(Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知质子的质量是1.672 6× 10－27 kg，锂核的质量是11.650 5×10－27 kg，氦核的质量是6.646 6×10－27 kg，光速c＝3× 108 m/s。 (1)写出上述核反应的方程； (2)计算上述核反应释放的能量。 课后巩固： 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 2．(多选)核力具有下列哪些性质(　　) A．核力是短程力，作用范围很小，只在相邻核子间发生 B．核力是一种引力，核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核 C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力 D．核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多 3． (多选)关于原子核的结合能与比结