2019届高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能讲义含解析

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1、核力与结合能核力[探新知·基础练]1．核力定义原子核内相邻核子之间的相互作用力。2．特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15_m之内。(3)核力的饱和性：每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．核力只有在近距离才体现出来，所以是一种弱相互作用力。(×)2．核子只跟邻近的核子发生核力作用。(√)[释疑难·对点练]1．核力是四种基本相互作用之一。四种基本相互作用即万有引力、电磁力、强相互作用力(核力)、弱相互作用力。2．核力是短程力，在大于0.8

2、×10－15m小于1.5×10－15m的范围内表现为吸引力，在小于0.8×10－15m时表现为斥力。3．四种基本相互作用[试身手]1．对核力的认识，下列说法正确的是(　　)A．任何物体之间均存在核力B．核力广泛存在于自然界中的核子之间C．核力只存在于质子之间D．核力只发生在相距小于1.5×10－15m的核子之间，大于0.8×10－15m为吸引力，而小于0.8×10－15m为斥力解析：选D　由核力的特点可知，只有相距小于1.5×10－15m的核子之间存在核力，核力发生在邻近的核子之间，由此知D正确，A、B、C错误。原子核中质子与中子的比例[探新知·基础练]1．较轻原

3、子核质子数和中子数大致相等。2．较重原子核中子数大于质子数，越重的原子核两者相差越多。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．在原子核中中子数与质子数大致相等。(×)2．原子核越轻，质子数和中子数差别越小。(√)[释疑难·对点练]1．核子比例关系较轻的原子核质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。2．形成原因(1)若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不

4、稳定了。(2)若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。(3)由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。[试身手]2．下列说法正确的是(　　)A．原子核内的质子数和中子数一定不相等B．核子间距离增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得慢C．稳定的重原子核里，中子数要比质子数多D．质子数和中子数相等时，也可以形成稳定的重原子核解析：选C　稳定的较重的原子核，中子数大于质子数

5、，A、D错，C对；核子间距离增加，核力与电磁力都减小，核力减小得快，B错。结合能与质能方程[探新知·基础练]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。2．比结合能原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。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。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。3．质能方程爱因斯坦质能方程：E＝mc2。4．质量亏损原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量和能量可以

6、相互转化。(×)2．质量亏损就是反应前后质量不守恒。(×)[释疑难·对点练]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，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定。(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，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。(3)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。2．对质量亏损的理解(1)在核

7、反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量。物体的质量应包括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。(2)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。3．对质能方程的理解爱因斯坦质能方程反映了质量亏损与释放能量间的数量关系ΔE＝Δmc2，或物体的质量与其总能量的数量关系E＝mc2，此方程揭示了质量和能量是不可分割的，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量的乘积，这里所说的总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种

8、能量之和，