高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能学案新人教版选修3-5

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1、5核力与结合能KECHENGMUBIAOYINHANG^1.知道什么是核力，了解核力的特点。2.认识原子核的结合能和质量亏损。导入3.能应用质能方程进行计算。QINGJINGSIKAODAORU^情冨思圭・法a在原子核中，质子和中子被约束在线度为W15m的区域内。由于质子带正电，中子不带电，质子Z间的库仑力应该会使原子核爆裂开来，但实际上核子却紧紧吸引在一起。是万有引力的作用吗？提示：不是，因为相距IO-15m的质子间的库仑力比万有引力大得多，万有引力不可能将核子约束在一起，是核子间相互作用的核力将核子维系在一起。垦础知识•痂里SHULI1.核力与四种基本相互

2、作用(1)核力是作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力—。(2)核力是短程力，作用范围在m之内，核力在大于m时表现为吸引力，且随距离的增大而。超过m时，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8XW15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的。(4)引起原子核B衰变的原因是作用，该作用也是短程力，其力程比强力更短,为m,作用强度比电磁力—。2.原子核中质子与中子的比例(1)轻原子核：自然界屮较轻的原子核，质子数与屮子数大致。(2)重原子核：对于较重的原子核，屮子数质子数，越重的元素，两者相

3、差就越大。3.结合能(1)结合能：把原子核分解为独立的核子需要吸收的能量；或核力把核子结合在一起放出的能量，称为原子核的o(1)比结合能：结合能与之比称为比结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得，原子核越稳定。1.质量亏损(1)质量亏损：核反应前与反应后的总质量Z差称为(2)爱因斯坦质能方程：E=mc2o⑶核能的计算：AE=Amc2,其中Am是质量亏损。答案：1.⑴强相互大得多(2)1.5X10^0.8X10~,5减小1.5X10^(3)饱和性(4)弱相互10_，8小2.(1)相等(2)大于3.(1)结合能(2)核子数越牢固重占难占•・IIIIIZHONGD

4、IANNANDIANTUPO^4.(1)质量亏损突破-、对结合能和质量亏损的理解1.结合能和比结合能原子核是核子结合在一起构成的，要把核子分开，就筒要能量，这就是原子核的结合能。结合能的大小可以用△£=△»!(?进行计算。对某种原子核，平均每个核子的结合能就是比结合能。比结合能的大小可以用亍得到。(1)比结合能的大小反映核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示原子核越稳定。(2)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，中等核子数的原子核比结合能较大。(3)比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时要释放能量。2.对质量亏损的理解质

5、量亏损，并不是质量消失，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。反过來，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。总之，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们之间的关系就是AE=Amc2o二、核能的计算1.核反应中释放或吸收的能量，可以先计算反应物和生成物的质量差，再用AE=AnK?进行计算。2.运用时要注意统一单位。类型一对结合能和质能方程的理解【例题1】关于质能方程，下列说法正确的是()oA.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C.物体一定有

6、质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析：质能方程E=mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据AE=Amc2进行计算，故选项B、D对。答案：BD题后反思：核反应中的质量亏损，并不是这部分质量消失或质量转化为能量。物体的质量应包扌舌静止质量和运动质量。质量亏损是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量。另外，质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的。类型二核能的计算【例题

7、2】已知氮核质量叫=14.00753u,氧核质量m（）=17.00454u,氨核质量呱=4.00387u,质子质量mH=l.00815u,试判断核反应聲N+；Hef；0+；H是吸能反应,还是放能反应？能量变化多少？（1u相当于931.5MeV的能量）点拨：由反应物和生成物的质量大小关系来判断反应是吸能反应还是放能反应。解析：先计算出质量亏损Am,然后由1u相当于931.5MeV能量代入计算即可。反应前总质量为mx+mHe=18.01140u,反应后总质量为mo+mn=18.01269u。因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收的能量为AE=（18.01

8、269-18.01140）X931.5