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高中物理 第19章 5 核力与结合能学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

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5核力与结合能[学习目标]1.了解四种基本相互作用,知道核力的特点.2.认识原子核的结合能及质量亏损,并能应用质能方程进行计算.(重点)3.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因.(难点)一、核力与四种基本相互作用1.核力原子核内核子之间的相互作用力.2.核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现,在原子核内,核力比库仑力大得多.(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10-15m之内.(3)核力的饱和性:每个核子只跟相邻的核子发生核力作用.3.四种基本相互作用4.原子核中质子与中子的比例(1)较轻原子核: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,越重的元素两者相差越多.二、结合能和质量亏损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,称作比结合能,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.质能方程物体的能量与它们质量的关系是: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的现象.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)核力是强相互作用,在任何情况下都比库仑力大.(×)(2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因.(√)(3)比结合能越大,原子核越稳定.(√)(4)质能方程E=mc2表明了质量与能量间的一种对应关系.(√)2.(多选)对核力的认识,下列说法正确的是()A.任何核子之间均存在核力B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.核力只存在于质子之间D.核力只发生在相距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]由核力的特点知道,只有相距1.5×10-15m之内的核子之间存在核力,核力发生在核子之间.[答案]BD3.(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中,正确的有()A.核子结合成原子核时放出能量B.原子核拆解成核子时要吸收能量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.重核与中等质量原子核相比较,重核的结合能和比结合能都大[解析]核子结合成原子核是放出能量,原子核拆解成核子是吸收能量,A、B正确;比结合能越大的原子核越稳定,但比结合能越大的原子核,其结合能不一定大,例如中等质量原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重核少,其结合能比重核反而小,C、D选项错误.[答案]AB四种基本相互作用及核力的性质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,使原子结合成分子,使分子结合成液体和固体.(3)强力:即强相互作用,在原子核内,强力将核子束缚在一起,强力是短程力.(4)弱相互作用:弱相互作用是引起原子核β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,其力程比强力更短,为10-18m,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(强力)的一种表现.(2)核力是短程力.约在10-15m数量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力,距离小于0.8×10-15m时为斥力,距离为10×10-15m时核力几乎消失.(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.核力与核子电荷无关.3.原子核中质子与中子的比例关系(1)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,其中子数大于质子数,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,这个原子核就不稳定了.②若只增加中子,因为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...

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