5.3 核力与结合能 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕核力与结合能展开，通过“阅读与思考”中估算核子间库仑力和万有引力的问题导入，衔接库仑力、万有引力等前序知识，构建从核力特点到结合能、比结合能及质能方程的知识支架。 其亮点在于结合“讨论”环节引导科学探究，通过公式推导和质量亏损计算培养科学思维，以例题强化相互作用与能量观念。帮助学生深化理解，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

5.3 核力与结合能 阅读与思考 估算相邻核子间库仑力和万有引力.原子核为什么能保持稳定? 核子间必存在着很强的作用力:核力 F斥=ke2/r2 F引=Gm2/r2 F斥/ F引=10 35 阅读与思考 核力有哪些特点? 1.强相互作用(强力). 2.短程力.核力作用范围<1.5×10-15m. r>0.8×10-15m, 核力表现为引力. r<0.8×10-15m , 核力表现为斥力. 3. 饱和性.每个核子只跟相邻的核子发生相互作用. 讨论 随着元素序数的增加，原子核的质子数和中子数有什么特点? 为什么？ 对于重原子核（A 大，质子数多），库仑排斥累积增强，但强核力通过增加中子数来补偿：中子提供额外的强核吸引力，却不增加库仑排斥（中子不带电）。这解释了为什么重核中子比例更高（例如，铀-238 有 92 个质子和 146 个中子）。 结合能 什么是结合能？ 核子结合成原子核时要放出能量. 原子核分解为核子时要吸收能量. 分散的核子组成原子核时释放的能量叫做原子核结合能。 结合能 2.22MeV 原子核的稳定性 1.一般而言，放能反应的初态和末态哪个稳定？ 2.如何根据核子的结合能判断一个核反应是放能还是吸能? 由于质量数守恒，初末态的核子数相等，所以每个核子的平均结合能即初末态的能量高低。我们把一个核子的总结合能和该核子数之比称为比结合能 结合能——反映原子核的整体稳定性（结合能越大，核越稳定） 反映原子核的整体稳定性（结合能越大，核越稳定） 爱因斯坦质能方程 物质的质量和其所携带的能量成正比： E=mc2 运动的物体具有动能，这是否意味着运动的物体质量会变大？ 我们常说的质量一般特指静止时的质量，静止质量对应的能量被称为静能，它包含了原子核的内能。 原子核的静质量是否等于构成其核子的静质量总和？ 原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。 E =  mc 2 较重的核分裂成中等大小的核；较小的核合并成中等大小的核会释放结合能. 比结合能峰值核（如 56Fe、62Ni） 反映核子结合的紧密程度（比结合能越大，核子结合越紧密）。 直接衡量原子核的稳定性（比结合能越大，核越难被破坏） 核力与结合能 质量亏损 1u=1.660566 ×10-27kg（一个质子或中子的质量） 四种基本相互作用力 万有引力 电磁相互作用 强相互作用 弱相互作用 理论上的统一意味着四种基本的作用力拥有统一的起源，这就要追溯到宇宙之初，来寻求力的起源 长程力 长程力 短程力1.510-15m内 短程力10-18m内 已知质子mp=1.672610-27kg，中子mn=1.674910-27kg， 氘核mD=3.343610-27kg，一个质子和一个中子结合成氘核. 1.下列说法正确的是 A.放出能量(mp+mn-mD) c2 B.放出能量(mD-mp-mn) c 2 C.吸收能量(mp+mn-mD) c2 D.吸收能量(mD-mp-mn) c2 【A】 已知质子mp=1.672610-27kg，中子mn=1.674910-27kg,，氘核mD=3.343610-27kg，一个质子和一个中子结合成氘核. 2.求氘核核反应释放的能量. 3.求氘核的比结合能. 下列说法中正确的是 A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力 【A】 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法不正确的是 A. E=mc2表明物体具有的能量与质量成正比 B.根据E=mc2可以计算核反应中释放的核能 C.一个中子和一个质子结合成氘核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D. E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能 【D】 中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能，下列说法正确的是（ ） A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和中子 B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和中子，它们的动能之和为零 C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和中子，它们的动能之和为零 D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和中子，它们的动能之和不为零 【AD】 中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn，mp，mD。现用光子能量为E的 射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为: 若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是多少? $