第5章 3 核力与结合能（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版）

该高中物理课件聚焦核力与结合能，涵盖四种基本相互作用、核力特点、结合能、比结合能、质量亏损及质能方程，通过“必备知识清单”梳理基础，以“知识辨析”衔接前后知识，构建从概念到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维中的科学推理与物理观念中的能量观念，通过α衰变能计算例题强化质量亏损与质能方程应用，知识辨析澄清“结合能越大越稳定”等误区，帮助学生深化理解，教师可借助资料系统教学提升效率。

1.四种基本相互作用 3　核力与结合能 必备知识 清单破 知识点 1 核力与四种基本相互作用 第五章 原子核 高中同步 2.核力及核力的特点 (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,它使得核子紧密地 结合在一起,形成稳定的原子核。这种作用称为强相互作用。 (2)核力的特点:距离增大时,强相互作用急剧减小,它的作用范围只有约10-15 m,即原子核的大 小,超过这个界限,这种相互作用实际上已经不存在了,它是短程力。 第五章 原子核 高中同步 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。组成原子核的核子越多,它的结合能越大。 2.比结合能 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。比结合能越大,原子核中 核子结合得越牢固,原子核越稳定。 知识点 2 结合能 第五章 原子核 高中同步 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,这个现象叫作质量亏损。质量亏损 表明,的确存在着原子核的结合能。 3.核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm与它们在相互结合过程中放出的能量的关系为 ΔE=Δmc2。 4.比结合能的特点 (1)不同原子核的比结合能是不一样的。 (2)中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定。 知识点 3 质量亏损 第五章 原子核 高中同步 知识辨析 1.核力是强相互作用,在任何情况下都比库仑力大吗? 2.原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要吸收的能量吗? 3.结合能越大,核子结合得越牢固,原子核越稳定吗? 一语破的 1.不是。当核子间距离超过10-15 m,核力就会消失。 2.不是。原子核的结合能是核子结合成原子核时释放的能量。 3.不是。结合能不能反映原子核的稳定程度,比结合能可以,比结合能越大,原子核越稳定。 第五章 原子核 高中同步 1.比结合能与原子核稳定的关系 (1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度,比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固, 原子核越稳定。 (2)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时,就可能释放核能。例如,一个 核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核,或者两个核子数很小的轻核结合成一个核 子数大一些的核,都能释放出巨大的核能。 定点 1 结合能和质量亏损 关键能力 定点破 第五章 原子核 高中同步 2.质量亏损与质能方程 (1)质量亏损,并不是质量消失。 (2)质能方程E=mc2说明一定的质量总是跟一定的能量相联系。质能方程揭示了质量和能量 的不可分割性,建立了这两个属性在数值上的关系,但不等于这两个量可以相互转化。 (3)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,则总能量增加;质量减少,则 总能量减少,这时质能方程也写作ΔE=Δmc2。 第五章 原子核 高中同步 1.根据质量亏损计算核能 　　先计算质量亏损Δm:根据核反应方程及各原子核的质量,计算核反应前后的质量亏损Δm。 　　再计算核能ΔE:若Δm的单位是千克,则应用ΔE=Δmc2计算核能,ΔE的单位是焦耳;若Δm的 单位是u,则应用ΔE=Δm×931.5 MeV计算核能,ΔE的单位是MeV。 2.根据能量守恒和动量守恒来计算核能 　　参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中的动量和能量是守恒的,因此,利用动 量守恒和能量守恒可以计算出核能的变化。 定点 2 计算核能的方法 第五章 原子核 高中同步 3.利用比结合能来计算核能 　　原子核的结合能=原子核的比结合能×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。 　　释放能量 总结合能增加 　　吸收能量 总结合能减小 第五章 原子核 高中同步 一个静止的母核发生α衰变,产生的α粒子和子核的动能之和称为这个母核的α衰变能。 (1)静止的母核发生一次α衰变【1】,放出的α粒子动能为E,已知α粒子质量为m,子核Y的质量为 M,求母核的α衰变能; (2)若母核释放的核能全部转化为α粒子和子核的动能【2】,试分别判断 Cu和 Po能否发生α 衰变?若能,求出其α衰变能(1 u相当于931.5 MeV的能量,结果保留3位有效数字)。 典例 第五章 原子核 高中同步 原子核 原子质量(u)  He 4.002 6  Co 59.933 8  Cu 63.929 8  Pb 207.976 6  Po 211.988 9 一些原子核的静止质量 第五章 原子核 高中同步 信息提取    【1】衰变前系统的总动量为零,衰变过程中系统的动量守恒。 【2】该核反应释放能量,一定出现质量亏损,这是判断能否发生α衰变的依据。 思路点拨 (1)由动量守恒定律及粒子动能的表达式求解母核的α衰变能。(2)先假设能发生α衰变,再计 算核反应的质量亏损,若不符合事实,则假设不成立;若符合事实,则假设成立,并计算出其α衰 变能。(3)所有核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒。 解析    (1)原子核发生α衰变过程中,由动量守恒定律有0=mv1-Mv2 α粒子的动能E= m  子核的动能为EY= M  所以母核的α衰变能为 第五章 原子核 高中同步 E'=E+EY= 1+  E (2)假设 Cu能发生α衰变,则方程为  Cu Co He 质量亏损为 Δm=63.929 8 u-59.933 8 u-4.002 6 u=-0.006 6 u 计算结果显示质量增加,所以假设不成立, Cu不能发生α衰变。 假设 Po能发生α衰变,则方程为  Po Pb He 则质量亏损为Δm'=211.988 9 u-4.002 6 u-207.976 6 u=0.009 7 u 计算结果显示质量有亏损,所以 Po能发生α衰变。 由质能方程ΔE=Δmc2得出 Po的α衰变能为ΔE=0.009 7×931.5 MeV≈9.04 MeV 第五章 原子核 高中同步 答案    (1) 1+  E (2) Cu不能发生α衰变     Po能发生α衰变,α衰变能是9.04 MeV 第五章 原子核 高中同步 $