高中物理 第四章 原子核 4.4 核力与结合能教案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理教案VIP免费

4.4核力与结合能课堂互动三点剖析一、核力与核能1.核力是核子之间的相互作用力，其特点有：（1）核力是强相互作用（强力）的一种表现.在它的作用范围内，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.核力在大于0.8×10-15m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5×10-15m,核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8×10-15m时,核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起.（3）每个核子只跟相邻的核子发生核力作用.2.核能由于核子间存在巨大的核力作用，所以原子核是一个坚固的集体.要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，需要巨大的能量.一个氘核被拆成一个中子和一个质子时，需要能量等于或大于2.2MeV的γ光子照射.核反应方程为γ++.相反的过程，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时会释放出2.2MeV的能量.这个能量以γ光子的形式辐射出去.核反应方程为++γ.由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量.核反应中放出或吸收的能量称为核能.二、质量亏损和质能方程1.质量亏损Δm凡是释放核能的核反应，反应后各原子核（新生核）及微观粒子的质量（即静止质量）之和都会变小，两者的差值就叫做质量亏损.（凡吸收能量的核反应，其生成物的质量之和大于反应物的质量之和）2.质能方程爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，其关系是E=mc2.这就是著名的爱因斯坦质能联系方程，简称质能方程.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大质量也增大，能量减少质量也减少.若质量亏损为Δm，那么对应的能量为ΔE=Δm·c2.由于c2这个数值巨大，因而物体的能量是十分可观的、质量为1kg的物体所具有能量为9×1016J,这一能量相当于一个100万kW的发电厂三年的发电量.3.核能的计算方法（1）根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损乘以真空中光速的平方:ΔE=Δm·c2（2）根据1原子质量单位（u）相当于931.5MeV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ΔE=Δm×931.5MeV各个击破【例1】关于核力的说法正确的是（）A.核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B.核力就是电磁力C.核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内D.核力与电荷有关解析：核力是短程力，超过1.5×10-15m，核力急剧下降几乎消失，故C项对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B两项不对，核力与电荷无关.故D项错.答案：C类题演练1核能是怎样产生的，试说说自己的理解.解析：能与功、力密切相联系，核能也不例外.核反应中核能的吸收和释放与核力的作用有关.当核子结合成原子核时，核力对核子做功，类似于重力对重物做功将重力势能转化为动能，要释放能量；当原子核分裂为核子时，要克服核力做功，所以从外界吸收能量.由于核力强大，所以核能的吸收和释放比其他形式的能量的吸收和释放要巨大得多.变式提升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.核子间存在着复杂磁力解析：核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力，不是因为万有引力，也不是因为库仑力或磁场力，这些力与核力相比都很大.故仅C项正确.答案：C【例2】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，它们之间可以相互转化B.由E=mc2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.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成的D.因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解析：E=mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项错误；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在...