高中物理 19.5 核力与结合能学案(新人教版)选修.doc

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1、课时19. 5　核力与结合能　　1. 知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用。2. 知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小。3. 理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损。4. 知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。　　1. 核力与四种基本相互作用(1)核力是①强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力②大得多。(2)核力是短程力，作用范围在③1. 5×10-15m之内。核力在距离大于0. 8×10-15m时表现为④引力，而在距离小于0. 8×10-15m时表现为⑤斥力，

2、因此核子能克服库仑力束缚，而在核内又不至于融合在一起。(3)每个核子只跟⑥邻近的核子发生核力的作用，这种性质称为核力的饱和性。(4)原子核内还有弱相互作用，弱相互作用是引起原子核⑦β衰变的原因。(5)自然界中有四种基本相互作用，分别是⑧万有引力、⑨电磁力、强相互作用和弱相互作用。2. 原子核中质子与中子的比例(1)中子与其他的核子没有⑩库仑力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定。(2)自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；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。3. 结合能(1)

3、原子核是核子凭借核力结合在一起的，把核子再分开，需要能量，这就是原子核的结合能。(2)原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核就越稳定。4. 质量亏损(1)爱因斯坦的质能方程E=mc2。(2)原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。(3)中等大小的原子核的比结合能最大，如果使较重的原子核分裂成中等大小的原子核，或者把较小的原子核合并成较大的原子核，核子的比结合能都会增加，即核子将发生新的质量亏损，释放新的结合能。　　主题1：探究核力情景：核力是组成

4、原子核的作用力，属于强相互作用的类型。核力是一种很复杂的相互作用，人们通过多年的实验研究和理论分析，才对它的特性有了比较细致的了解，但仍不完全。阅读教材中“核力与四种基本相互作用”部分的内容，回答下列问题。问题：(1)科学家为什么会猜想原子核内核子之间会存在核力？(2)核力有什么特点？(3)自然界中有哪些基本相互作用？　　主题2：原子核中质子与中子的比例情景：阅读教材“原子核中质子与中子的比例”标题下的相关内容，回答下面的问题。问题：稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系？为什么？　　主题3：结合能情景：阅读教材“结

5、合能”标题下的相关内容，回答下面的问题。问题：什么是结合能？它有何意义？　　主题4：探究质量与能量问题：(1)什么是质量亏损？质量亏损Δm与能量变化ΔE之间有什么关系？(2)原子核的比结合能与原子核的大小有什么关系？人们因此想到了怎样的释放结合能的方法？1. (考查核力)原子核内的核子能稳定地结合在一起，是因为有核力的作用。下列说法中正确的是(　　)A. 核力是核子间的库仑力和万有引力的合力B. 每个核子与核内的其他核子之间都存在着核力的作用C. 每个核子只跟与它相邻的核子之间有核力作用D. 核力是一种很强的力，是在核

6、子之间存在的、超短距离的作用力2. (考查结合能)关于原子的结合能，下列说法中正确的是(　　)A. 使原子核分解为核子时释放的能量B. 核子结合成核时需要吸收的能量C. 核子结合成核时释放的能量D. 核子结合成核时释放的能量等于将核分解为核子时吸收的能量3. (考查核反应中的质量数与质量)下列关于核反应的说法正确的是(　　)A. 质子和中子的质量相等，所以质量数都是1B. 核反应前后，质量是守恒的C. 核反应前后，质量数是守恒的D. 所有核反应都只会发生质量亏损4. (考查爱因斯坦质能方程)太阳因核聚变释放出巨大的能量

7、，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量的数量级为(　　)A. 1036kgB. 1018kgC. 1013kgD. 109kg　　拓展一：核力与四种基本相互作用1. 物理学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。关于我们学习过的重力、弹力，下列说法正确的是(　　)A. 都属于万有引力相互作用B. 重力属于万有引力相互作用，弹力属于弱相互作用C. 重力属于强相互作用，弹力属于弱相互作用D. 重力属于万有引力相互作用，弹力属于电磁相互作用　　拓展二：结合能2

8、. 在一次核反应中，U变成Xe和Sr时，要释放出若干中子。U的平均结合能约为7. 6MeV，Xe的平均结合能约为8. 4MeV，Sr的平均结合能约为8. 7MeV，问：(1)把U分解为核子时，要吸收多少能量？(2)使相应的核子分别结合成Xe和Sr时，要释放出多少能量？(3)在这个核反应中是吸收还是放出能量？这个能量大约是多少？