5.3 核力与结合能（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第3节 核力与结合能 第五章 人教版 选择性必修第三册 核力与四种基本相互作用 01 结合能 02 质量亏损 03 典例分析 04 CONTENTS 目录 新课导入 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？ 难道是万有引力？ 想一想 F库 中子 质子 原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。 在核子之间一定存在着第三种力，把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。 第三种力——核力 是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。 做一做 温故知新 核力与四种基本相互作用 PART 01 定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。 核力的特点： ⑵核力是短程力。约在10-15m 数量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为1.5×10-15m 时核力几乎消失，距离小于 0.8×10-15m 时为斥力，因此核子不会融合在一起。 ⑴核力是强相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多（比库仑力强137倍）。 ⑶核力与电荷无关。（核力与核子电荷无关） ⑷核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。 1、核力： （1）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。 2、四种基本相互作用 （2）电磁相互作用 电荷间与磁体间的相互作用 弹力 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。 （3）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。 p n n p p n 短程力：约在10-15m量级时起作用 （4）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，即引起中子一质子转变的原因。 短程力：约在10-18m量级时起作用 作用对象 特点 作用范围 举例 引力相互作用 电磁相 互作用 强相互 作用 弱相互 作用 一切物体之间 随距离增大而减弱 长程力，宏观 重力 电荷间、电流间、磁体间 引力相互作用 长程力，宏观 弹力、摩擦力 组成原子核的核子之间 距离增大时 急剧减小 短程力，微观 核力 基本粒子之间 距离增大时，急剧减小，比强相互作用小得多 基本粒子间的力 短程力，微观 引起原子核β衰变的原因 3、四种基本相互作用的对比 【例题】关于核力的说法正确的是(　　) A.核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 B.核力就是电磁力 C.核力是短程力，作用范围在1.5×m之内 D.核力与电荷有关 C 小试牛刀 【例题】(多选)关于四种基本相互作用，下列说法正确的是( 　　) A．原子核中质子间的万有引力和电磁力可以达到平衡 B．核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大 C．弱相互作用是引起原子核β衰变的原因 D．强相互作用的力程大于弱相互作用的力程 CD 小试牛刀 结合能 PART 02 相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能。最后撞在一起，一部分动能变成热并散失掉了。两个物体为了结合而付出了代价——失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们能量。 宏观 要使基态氢原子电离，也就是要从氢原子中把电子剥离，需要通过碰撞、施加电场、让氢原子吸收光子等途径使它得到相应的能量。 微观 如图5.3-3，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？ 把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量相等。 分开氦原子核 核子结合成氦原子核 思考与讨论 思考与讨论 1、结合能： 原子核分解成核子时所吸收的能量。 吸收27.386MeV 吸收2.2MeV 也是核子结合成原子核而释放的能量 组成原子核的核子越多，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比。 2、比结合能（平均结合能）： 意义：它反映了一个原子核稳定程度，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。 核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定。当比结