《高中物理 19.5核力与结合能（精讲优练课型）课件 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 19.5核力与结合能（精讲优练课型）课件 新人教版选修3-5（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 核力与结合能 一、核力与四种基本相互作用 1.核力:原子核内_之间间的相互作用力。 核子 2.核力的特点: (1)核力是_的一种表现现,在原子核内,核力比库仑库仑 力大得 多。 (2)核力是短程力,作用范围围在_之内。在大于0.810-15m 小于1.510-15m的范围围内表现为现为 吸引力,在小于0.810-15m时时表现为现为 斥力。 (3)核力的饱饱和性:每个核子只跟_发发生核力作用。 强相互作用 1.510-15m 邻邻近的核子 3.四种基本相互作用: 更短 电电磁 力万有引力 【判一判】 (1)原子核中的质质子是靠自身的万有引力聚在一起的。 ( ) (2)核力是强相互作用力,在
2、原子核的尺度内,核力比库仑库仑 力大得 多。 ( ) (3)弱相互作用的力程比强力更短。 ( ) 提示:(1)。原子核中的质子是靠强相互作用力聚在一起的。 (2)。核力是强相互作用力,在原子核的尺度内,核力比库仑力大得 多。 (3)。弱相互作用的力程比强力更短,为10-18m。 二、原子核中质质子与中子的比例 1.自然界中较轻较轻 的原子核,质质子数与中子数大致_。 2.较较重的原子核,中子数_质质子数,越重的元素,两者相差越多。 相等 大于 【判一判】 (1)在原子核的组组成中,质质子数等于中子数。 ( ) (2)原子核大到一定程度,原子核就不稳稳定了。 ( ) (3)在宇宙演化过过程中,只
3、有稳稳定的原子核长长久地留了下来。( ) 提示:(1)。在原子核的组成中,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。 (2)。原子核大到一定程度,核力不足以平衡它们之间的库仑力,原 子核就不稳定了。 (3)。在宇宙演化过程中,只有稳定的原子核长久地留了下来,不稳 定的就瓦解了。 三、结结合能和质质量亏损损 1.结结合能和比结结合能: (1)结结合能:原子核是核子凭借核力结结合在一起构成的,要把它们们分 开也需要_,这这就是原子核的结结合能。 (2)比结结合能(平均结结合能):原子核的结结合能与_之比称为为比 结结合能。比结结合能_,原子核中核子结结合得越牢固,原子核越稳稳 定
4、,_的核的比结结合能最大、最稳稳定。 能量 核子数 越大 中等大小 2.质质量亏损损: (1)爱爱因斯坦质质能方程_。 (2)质质量亏损损:原子核的质质量_组组成它的核子的质质量之和的现现象。 (3)核子在结结合成原子核时时出现现的质质量亏损损m,与它们们在互相结结合 过过程中放出的能量E的关系是_。 E=mc2 小于 E=mc2 3.比结结合能应应用前景: (1)中等大小的核的比结结合能_,这这些核最稳稳定。 (2)使较较重的核分裂成中等大小的核,或者把较较小的核合并成中等 大小的核,都将_新的结结合能。 最大 释释放 【判一判】 (1)组组成原子核的核子越多,它的结结合能就越高。 ( )
5、(2)结结合能越大,核子结结合得越牢固,原子越稳稳定。 ( ) (3)质质量亏损损表明,的确存在着原子核的结结合能。 ( ) 提示:(1)。原子核凭核力结合在一起,组成原子核的核子越多,它的 结合能就越高。 (2)。比结合能越大,核子结合得越牢固,原子越稳定,而不是结合能 。 (3)。质量亏损表明,的确存在着原子核的结合能。 一、根据核力的性质质解释释原子核的稳稳定性 思考探究: 如图为图为 3H和3He的原子核结 结构示意图图。 (1)核子之间间都有相互作用的核力,说说明核力与电电荷有什么关系? (2)质质子之间间除了核力外还还有什么作用力? 提示:(1)说明核力与电荷无关。 (2)质子之间
6、除了核力外还有库仑力。 【归纳总结归纳总结 】 1.核力的性质质: (1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现现。 (2)核力是短程力。约约在10-15m数量级时级时 起作用,距离大于0.810-15m 时为时为 引力,距离小于0.810-15m时为时为 斥力,距离为为1010-15m时时核力几 乎消失。 (3)核力具有饱饱和性。核子只对对相邻邻的少数核子产产生较较强的引力,而 不是与核内所有核子发发生作用。 (4)核力具有电电荷无关性。核力与核子电电荷无关。 2.原子核中质质子与中子的比例关系: (1)较轻较轻 的原子核质质子数与中子数大致相等,但对对于较较重的原子核中 子数大
7、于质质子数,越重的原子核,两者相差越多。 (2)形成原因: 若质质子与中子成对对地人工构建原子核,随原子核的增大,核子间间的 距离增大,核力和电电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以当原子核 增大到一定程度时时,相距较远较远 的质质子间间的核力不足以平衡它们们之间间 的库仑库仑 力,这这个原子核就不稳稳定了。 若只增加中子,因为为中子与其他核子没有库仑库仑 斥力,但有相互吸引 的核力,所以有助于维维系原子核的稳稳定,所以稳稳定的重原子核中子数 要比质质子数多。 由于核力的作用范围围是有限的,以及核力的饱饱和性,若再增大原子 核,一些核子间间的距离会大到其间间根本没有核力的作用,这时这时 候再增
8、 加中子,形成的核也一定是不稳稳定的。 【特别别提醒】 (1)核力表现现方面:核力并不只是引力,当距离小于0.810-15m时时,表 现为现为 斥力,核子不会融合在一起。 (2)原子核的质质子数与中子数方面:较轻较轻 的原子核,质质子数与中子数差 不多,较较重的原子核中子数大于质质子数。 【典例示范】关于原子核中质质子和中子的说说法,正确的是( ) A.原子核中质质子数和中子数一定相等 B.稳稳定的重原子核里,质质子数比中子数多 C.原子核都是非常稳稳定的 D.由于核力的作用范围围是有限的,核力具有饱饱和性,不可能无节节制地 增大原子核而仍稳稳定存在 【解题题探究】 (1)原子核内的质质子数与
9、中子数的分配比例是怎样样的? 提示:轻核中质子数与中子数大致相等,重核中中子数大于质子数。 (2)原子核能否无节节制地增大? 提示:不能。由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,原子 核内的核子越多,原子核越不稳定。 【正确解答】选D。由稳定核的质子数与中子数的关系图像可知,质量 越大的原子核内中子数比质子数多得越多,故A、B错误;原子核可以发 生衰变,故C错误;由核力作用特点可知,核子数越多的原子核越不稳定 ,故D正确。 【过过关训练训练 】 1.(2015石家庄高二检测检测 )关于核力的说说法正确的是 ( ) A.核力同万有引力没有区别别,都是物体间间的作用 B.核力就是电电磁力 C
10、.核力是短程力,作用范围围在1.510-15m之内 D.核力与电电荷有关 【解析】选C。核力是短程力,超过1.510-15m,核力急剧下降几乎消 失,故选项C正确;核力与万有引力、电磁力不同,故选项A、B错误;核 力与电荷无关,故选项D错误。 2.对对原子核的组组成,下列说说法正确的是 ( ) A.核力可使一些中子组组成原子核 B.核力可使非常多的质质子组组成原子核 C.不存在只有质质子的原子核 D.质质量较较大的原子核内一定有中子 【解析】选D。由于原子核带正电,不存在只有中子的原子核,但核力 也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核,原因是核力是短程力, 质子之间还存在“长程力”库仑力,A
11、、B错误;自然界中存在只有 一个质子的原子核,如 ,C错误;较大质量的原子核内只有存在一些 中子,才能削弱库仑力,维系原子核的稳定,故D正确。 【补偿训练补偿训练 】 1.下列说说法正确的是 ( ) A.质质子数与中子数相等的原子核最稳稳定 B.若两个核子间间的距离为为1.210-15m,则则它们间们间 的核力表现为现为 引力 C.两个核子间间的核力一定为为引力 D.两个质质子间间的核力与库仑库仑 力一定是一对对平衡力 【解析】选B。中等质量的原子核最稳定,但这些原子核内的质子数 和中子数不一定相等,A错误;两个核子间的距离0.810-15mr1.5 10-15m时表现为引力,r0.810-1
12、5m时表现为斥力,B正确,C错误。一 个质子可以受到多个质子对它的库仑力作用,而核力只发生在相邻的 核子间,两个质子间的核力与库仑力不一定形成平衡力,D错误。 2.(多选选)核力的特点是 ( ) A.核力是一种强相互作用 B.核力是一种长长程力,任意两个核子间间都存在核力 C.核力只发发生在质质子之间间或质质子和中子间间,中子间间不存在核力 D.核力具有饱饱和性 【解析】选A、D。核力是一种强相互作用,A正确;但是核力是一种短 程力,仅仅存在于相邻的核子之间,相邻的核子可以是质子和质子,也 可以是质子和中子,还可以是中子和中子,因此B、C错误,D正确。 【规规律方法】记忆记忆 核力特点技巧 (
13、1)核子既包括质质子也包括中子,质质子带电带电 中子不带电带电 ,所以核力与 电电荷无关。 (2)原子核非常小,所以核力属于短程力。 (3)质质子间间是库仑库仑 斥力,核力比库仑库仑 力大得多,属于强相互作用力。 二、结结合能与原子核的稳稳定性 思考探究: 如图图所示为为原子核的比结结合能示意图图。 (1)比结结合能最小的是什么原子核?说说明什么问题问题 ? (2)随着质质量数的增加,比结结合能曲线线整体上有什么变变化规规律? 提示:(1)是氘原子核,说明氘原子核不稳定。 (2)随着质量数的增加,比结合能曲线整体上先增大再减小,中等大小 核的比结合能最大最稳定。 【归纳总结归纳总结 】 1.结
14、结合能:要把原子核分开成核子时时吸收的能量或核子结结合成原子核 时时放出的能量。 2.比结结合能:等于原子核的结结合能与原子核中核子个数的比值值,它反 映了原子核的稳稳定程度。 3.比结结合能曲线线:不同原子核的比结结合能随质质量数变变化图线图线 如图图所 示。 从图图中可看出,中等质质量原子核的比结结合能最大,轻轻核和重核的比结结合 能都比中等质质量的原子核要小。 4.比结结合能与原子核稳稳定的关系: (1)比结结合能的大小能够够反映原子核的稳稳定程度,比结结合能越大,原子 核就越难难拆开,表示该该原子核就越稳稳定。 (2)核子数较较小的轻轻核与核子数较较大的重核,比结结合能都比较较小,表示
15、 原子核不太稳稳定;中等核子数的原子核,比结结合能较较大,表示原子核较较 稳稳定。 (3)当比结结合能较较小的原子核转转化成比结结合能较较大的原子核时时,就可 能释释放核能。例如,一个核子数较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轻核结结合成一个核子数大一些的核,都 能释释放出巨大的核能。 【特别别提醒】 (1)原子核的稳稳定性方面:不是结结合能而是比结结合能越大原子核越稳稳 定。 (2)核的大小与原子核稳稳定的关系方面:中等大小核的比结结合能最大 、原子核最稳稳定。 【典例示范】(多选选)对结对结 合能、比结结合能的认识认识 ,下列说说法正确的 是 ( ) A.核子结
16、结合为为原子核时时,一定释释放能量 B.核子结结合为为原子核时时,可能吸收能量 C.结结合能越大的原子核越稳稳定 D.比结结合能越大的原子核越稳稳定 【解题题探究】 (1)核子结结合成原子核时时是放出能量还还是吸收能量? 提示:释放能量。因为核子结合成原子核时,核力做正功,原子核将向 外释放能量。 (2)结结合能越大,原子核越稳稳定吗吗? 提示:不一定。比结合能反映原子核的稳定程度,即比结合能越大,原 子核越稳定。 【正确解答】选A、D。由自由核子结合成原子核的过程中,核力做正 功,释放出能量。反之,将原子核分开变为自由核子,它需要吸收相应 的能量,该能量即为结合能,故A正确,B错误;对核子较多的原子核的结 合能越大,但它的比结合能不一定大,比结合能的大小反映了原子核的 稳定性,故C错误,D正确。 【过过关训练训练 】 1.如图图所示是原子
