第5章 第3节 核力与核能（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（鲁科版2019）

第3节　核力与核能 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用。 2．了解结合能和平均结合能的概念。 3．知道质量亏损的概念。 科学思维：1.会利用平均结合能判断原子核的稳定性。 2．会应用质能方程进行相关的计算。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课时作业 巩固演练 课堂检测 素养达标 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 一、核力与核的稳定性 1．核力：把原子核里的______维系在一起的力，称为核力。 2．核力特点 (1)核力是一种___________，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。 (2)核力是_______。 (3)每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。 (4)核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用。 核子 强相互作用 短程力 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 3．核的稳定性 (1)较轻原子核：质子数和中子数_________。 (2)较重原子核：中子数_____质子数，越重的原子核两者__________。 大致相等 大于 相差越多 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 二、四种基本相互作用 弱相互作用 电磁相互作用 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 三、结合能与平均结合能 1．结合能 把_____结合成原子核所释放的______称为原子核的结合能。 2．平均结合能 原子核的结合能与其________之比称为该核的平均结合能，平均结合能越大，原子核越难分离成单个，核子越______。 核子 能量 质量数 稳定 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 3．质能方程 物体的能量与它的质量的关系是：E＝_____。 4．质量亏损 任何一个原子核的质量总是_____组成它的所有核子的质量之和，这一差值称为质量亏损。 mc2 小于 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 自主评价——————————————————— 1．判断下列说法的正误。 (1)原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡。(　　) (2)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量。(　　) (3)比结合能越大，原子核越稳定。(　　) (4)质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系。(　　) × × √ √ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 解析：组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm＝(2mp＋2mn)－mα α粒子的结合能ΔE＝Δmc2 代入数据得ΔE≈4.3×10－12 J。 答案：4.3×10－12 J 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 要点1　结合能、质量亏损、质能方程的理解 1．结合能和平均结合能的理解 (1)结合能是指核子结合成原子核放出的能量，也等于将原子核的核子分开时需要的能量。 (2)平均结合能相对于结合能更有意义，它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．质量亏损Δm的理解 所谓质量亏损，并不是质量消失，而是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。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 3．质能方程E＝mc2的理解 (1)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比。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，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2。 (2)运用质能方程时应注意单位。一般情况下，公式中各量都应取国际制单位。但在微观领域，用国际制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1 u对应于931.5 MeV。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [典例1]　下列关于结合能和比结合能的说法中，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 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [解析]　核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A错误；比结合能越大的原子核越稳定，但其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，B、C错误；中等质量原子核的比结合能比