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1、第五节 核力与结合能情境导入提问1:氦原子核中有两个质子,质子质量mp=1.67×10-27kg,带电荷量为元电荷e=1.6×10-19C,原子核的直径的数量级为10-15m,那么两个质子之间的库仑力与万有引力相差多少倍?提问2:在原子核那样狭小的空间里,带正电的质子之间的库仑力为万有引力的（）倍,那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力,把核子束缚在一起了呢?进行新课主题一 核力与四种基本相互作用1.核力:把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核的力。思考：根据原子核的结构，分析核力应该有哪些显著地特点？(1)核力的大小
2、与库仑力和万有引力的比较？(2)核力作用的空间尺度与库仑力和万有引力的比较？(3)核力作用与核子的电性是否有关？(4)相邻核子之间的核力与间隔核子之间的核力大小比较？除核力（强相互作用：强力）外物理学家还发现原子核内还存在弱相互作用(弱力):弱力是引起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力,力程比强力更短,为10-18m,作用强度则比电磁力小。2.四种基本相互作用(1)引力:引力主要在宏观和宇观尺度上作用明显。是引力使行星绕着恒星转,并且联系着星系团,决定着宇宙的现状。→长程力。(2)电磁力在原子核外,电磁力使电子不脱离原子核而形成原子,使原子结合
3、成分子,使分子结合成液体和固体。→长程力。举例：(3)强力(强相互作用):在原子核内,强力将核子束缚在一起→短程力。(4)弱力(弱相互作用):弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力。物理学家的思考:四种相互作用之间是否有内在的关系?能否将这四条理论统一起来呢?万有理论用来指那些试图统合自然界四种基本相互作用：引力相互作用、强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用成为一体的理论，是在电磁作用和弱相互作用连成一体的电弱作用理论（1967温伯格和萨拉姆，1979诺奖）之后，再加入强相互作用连成一体的大统一理论基础（杨---米场）之后，又加上引力作用连成一体的
4、理论。目前被认为最有可能成功的万有理论是弦理论和圈量子引力论。【例1】 (多选)关于核子结合成原子核,下列说法中正确的是( )。A.原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C.当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时,其间“势能”一定减小D.对质子数较多的原子核,其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大都大于质子数，越重的元素两者相差越多。对质子数较多的原子核,由于只有相邻的质子间才有核力,但各个质子间均有很强的库仑力,随着质子数的增加,其库仑
5、力增加,对于稳定的原子核,必须存在较多的中子才能维系二者的平衡。【演练1】核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化,这是因为( )。A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力D.核子间存在着复杂的磁力主题二 结合能与比结合能1.既然核子间存在核力，那么要将原子核内的核子分开时需（）能量；核子结合成原子核时会（）能量；这种在原子分解或结合时，（或）的能量叫原子核的结合能。显然，组成原子核的核子越多，它的结合能越（）；那么，结合能的大小与原子核的稳定程度是
6、否有直接关系？如果你不能确定的话，你认为如何表示结合能，其数值的大小可以表示原子核中核子结合的牢固程度即原子核的稳定程度？2.比结合能:(1)意义:(2)比结合能与质量数的关系图象:【例2】 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,因此它的结合能也越大C.重核与中等质量的原子核相比较,重核的结合能和比结合能都大D.中等质量的原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大主题三 核能、爱因斯坦质能方程资料：已知中子的质量是mn=1.6749×10-27k
7、g，质子的质量是mp=1.6726×10-27kg，氘核的质量是mD=3.3436×10-27kg，由此数据可知，氘核的质量（）组成它的质子和中子的质量之和，这个现象叫做（）。爱因斯坦著名的质能方程E=mc2,E表示能量,m表示质量,而c则表示光速(常量)。相对论的一个重要结果是质量与能量的关系。质量和能量不可互换是建立在狭义相对论基础上的,1915年他提出了广义相对论。因为在经典力学中,质量和能量之间是相互独立、没有关系的,但在相对论力学中,能量和质量是可互换的。正如爱因斯坦所说“质量就是能量,能量就是质量。时间就是空间,空间就是时间”。质量和能量就
8、是一个东西,是一个东西的两种表述。质量就是内敛的能量,能量就是外显的质量。质能方程含义表明,质
