第五章 3 核力与结合能-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 3核力与结合能 [定位·学习目标] 1.知道四种基本相互作用，了解核力的性质。理解核力是短程力。 2.认识原子核的结合能和比结合能的概念，并与分子动能和分子势能 的关系比较，体会类比法在物理学习中的应用。 3.知道什么是质量亏损，理解能量和质量之间存在简单的正比关系。 能应用爱因斯坦质能方程进行计算。 探究·必备知识 知识点一核力与四种基本相互作用 ②探究新知 1.核力 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，使 得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。 2.核力特点 (1)核力是核子间的强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力 比电磁力大得多。 (2)核力是短程力，作用范围约1015血。 3.弱相互作用 在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作 用。 4.弱相互作用特点 ·独家授权侵权必究· 品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 驱身边的互联网+教辅专家 弱相互作用也是短程力，是引起原子核β衰变的原因，即引起中子— 质子转变的原因。 5.四种基本相互作用 @想想议议 如图为^3H和He的原子核结构示意图。请思考： (n…n)\(Р-Р) H He (1)质子都带正电，质子与质子之间存在着电磁斥力，为什么3He还能 稳定地存在? (2)自然界中存在的元素是有限的，为什么质子与中子不能随意地组 合从而形成无数种不同的原子核? 答案：(1)因为质子之间除了存在电磁斥力还存在核力。 (2)因为当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足 以平衡它们之间的电磁力，这个原子核就不稳定了。 知识点二结合能与质量亏损 ⑩探究新知 ______独家授权侵权必究__ 学科网书城国 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.2 xxk.com☐ 您身边的互联网+教辅专家 1.结合能 (1)定义：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 需要能量，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核 而释放的能量。 (2)比结合能（平均结合能）。 ①定义：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结 合能。 ②比结合能与原子核的稳定性：比结合能越大，原子核中核子结合得 越牢固，原子核越稳定。中等大小核的比结合能最大、最稳定。 2.质量亏损 (1)爱因斯坦质能方程E=mc2。 (2)质量亏损：原子核的质量小于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△m,与它们在互相结合过 程中放出的能量△E的关系是△E=△m·c2。 公想想议议 (教材第116页“思考与讨论”改编)如图所示，氢原子核是由两个质 子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把他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。 请思考： (1)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量，这种说法 对吗？ (2)结合能越大的原子核越稳定吗？ ·独家授权侵权必究· 学科网书城国 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (③)把核子分开需要的能量与核子结合成原子核放出的能量有什么关 系？ (4)一个质子和一个中子结合成一个氘核的反应方程为扭+加→子 H+Y,反应有质量亏损，是否违背了质量守恒定律？ 核子分开 核子结合 吸收能量 放出能量 答案：(1)不对，原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，结合时释 放能量，要把它们分开需要能量，叫结合能。 (2)对于核子较多的原子核，其结合能大，但比结合能不一定大，比结 合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。所以，比结合 能的大小反映了原子核的稳定性。 (3)二者相等。 (4)没有违背质量守恒定律，减少的那部分质量等于Y光子的动质量。 突破·关键能力 要点一对核力的理解 )要点归纳 1.核力的性质 (1)核力是四种相互作用中的强相互作用的一种表现。 (②)核力是短程力，约在1015m数量级时起作用。 (3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不 是与核内所有核子发生作用。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 量b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (4)核力与核子所带电荷无关。 2.原子核中质子与中子的比例关系 (1)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，其 中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。 (2)形成原因。 ①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 增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的 电磁力，这个原子核就