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1、3.核力与结合能核力与结合能自主落自主落实必必备知知识全全过关关合作探究合作探究能力素养全提升能力素养全提升学以致用学以致用随堂随堂检测全达全达标素养目标1.知道四种基本相互作用与核力的特点，了解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验(物理观念)2理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方程进行计算，提高分析、解决问题的能力(科学思维)自主落自主落实必必备知知识全全过关关一一、核力与四种基本相互作用、核力与四种基本相互作用1强相互作用(1)定义：原子核中的核子之间存在一种_的相互作用，即存在一种_，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，这种作用称为_(2)特点核力是强
2、相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多是短程力，作用范围只有约_每个核子只跟相邻的核子发生作用很强核力强相互作用1015m2弱相互作用(1)定义：在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用引起原子核衰变的原因(2)是短程力，作用范围只有_1018m3四种基本相互作用二、结合能与质量亏损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_，这就是原子核的结合能核子分开吸收的能量，核子结合放出的能量2比结合能原子核的结合能与_之比，叫作比结合能，也叫作_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_能量核子数平均稳定3质能方程物体的能量
3、与它的质量的关系是E_4质量亏损只有在核反应中才发生原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象mc2情 境 体 验衰变时，原子核中会生成一个电子，并将其以极高的速度抛出电子与原子核间为库仑引力，那么是哪种力将电子抛出的呢？提示：弱相互作用合作探究合作探究能力素养全提升能力素养全提升探究一核力与四种基本相互作用探究一核力与四种基本相互作用核心归纳1.四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用(1)引力相互作用：引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状万有引力是长程力(2)电磁相互作用：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
4、结合成分子，使分子结合成液体和固体(3)强相互作用：在原子核内，强相互作用将核子束缚在一起，是短程力(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子质子转变的原因弱相互作用也是短程力，其力程比强相互作用更短，作用强度则比电磁力小2核力的性质(1)核力是四种相互作用中的强相互作用的一种表现(2)核力是短程力约在1015m的范围内起作用，距离大于1015m时为引力，距离小于1015m时为斥力(3)核力具有饱和性核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用(4)核力具有电荷无关性核力与核子带不带电、带正电还是带负电无关应用体验例1核子结合成原子核或原子核分解为核子
5、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答案：C解析：核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，核子间的相互作用力做功，故伴随着巨大的能量变化，C正确针对训练1.(多选)关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是()A原子核与电子之间的作用力主要是电磁力B中子和质子间的作用力主要是核力C质子与质子间的核力，在2.01015m的距离内远大于它们相互间的库仑力D原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力答案：AB解析：A对：原子核与电子之
6、间的作用力主要是电磁力B对：中子和质子间的作用力主要是核力C错：核力与万有引力、电磁力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1015m之内D错：原子核与电子之间的万有引力小于它们之间的电磁力2氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A核力、万有引力、库仑力B万有引力、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力答案：D解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于质子间的库仑力；质子质量非常小，它们之间的万有引力小于库仑力探究二结合能探究二结合能核心归纳1.结合能与比结合能：
7、结合能是原子核拆解成核子时吸收的能量，而比结合能是原子核拆解成核子时平均每个核子吸收的能量2比结合能曲线：不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小3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
8、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答案：BC针对训练3.(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中正确的有()A结合能是核子结合成原子核时放出的能量B结合能是原子核拆解成核子时所需要的最小的能量C比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大D重核与中等大小的原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大答案：AB探究三质量亏损与核能的计算探究三质量亏损与核能的计算核心归纳1.对质量亏损的理解(1)质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成新核的过程中以能量的形式辐射出去了反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增
9、加的能量要由外部供给(2)质量亏损不是否定了质量守恒定律根据爱因斯坦的相对论，辐射出的光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立(3)质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出来(4)质量亏损是核反应前与核反应后的质量之差2对质能方程Emc2的理解(1)质量、能量是物质的两种属性，它们之间不能相互转变(2)质能方程建立了质量和能量之间的数量关系，即物体的总能量与其质量成正比物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作Emc2.3核能的计算方法(1)根据质量亏损计算根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损m.根据
10、爱因斯坦质能方程Emc2计算核能其中m的单位是千克，E的单位是焦耳(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1u931.5MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即Em931.5MeV.其中m的单位是u，E的单位是MeV.4判断核反应过程是释放能量还是吸收能量的方法(1)根据反应前后质量的变化情况进行判断，若质量减少即发生了亏损，则释放能量；若质量增加，则吸收能量(2)根据能量守恒判断，若不吸收光子而其他形式的能量(如动能)增加则放出能量应用体验题型3对质量亏损和质能方程的理解例3下列说法中正确的是()A爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间
11、可以相互转化B由Emc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量D因为在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒答案：B答案：A答案：BC学以致用学以致用随堂随堂检测全达全达标12020江苏扬州高三联考下列关于核力与核能的说法正确的是()A核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用B原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C核力是引起原子核衰变的原因D原子核中所有核子单独存在时的质量总和等于该原子核的总质量答案：B2太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036kgB1018kgC1013kgD109kg答案：D
