高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能一等奖课件ppt

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原子核是由中子和质子构成的。在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢？
一、核力与四种基本相互作用
1.核力（强相互作用）：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
特点： 与万有引力和电磁力不同，距离增大时，强相互作用急剧减小，它的作用范围只有约10-15m，即原子核的大小，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了，它是短程力。这样，万有引力、电磁力和强相互作用分别在不同的尺度上发挥了作用。
（1）万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇宙的现状和未来。
（3）强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
（2）电磁力：在原子核外，电磁力使电子和原子核结合成分子，使分子结合成液体与固体。电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小
（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。
氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量。反过来，4个核子结合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量有什么关系？
1.结合能：当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量。这个能量叫做原子核的结合能。
组成原子核的核子数，组成原子核的核子数越多，结合能越大。
2.结合能大小的因素：
1.比结合能：原子核的结合能与核子数之比称为比结合能，也叫平均结合能。
2.注意：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界提供给每个核子的平均能量。
3.意义：它反映了一个原子核稳定程度。比结合能越大，原子核越稳定。
不同原子核的比结合能是不一样的，右图是按照实际测量结果画的图线。可以看出，中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
4.不同原子核的比结合能图像：
1.质量亏损：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。
2.爱因斯坦已经给我们指出了物体的能量与它的质量的关系，即：
思考：将一个质子和一个中子结合成一个氘核，能量减小了，是否违反了能量守恒定律？为什么？
没有违反能量守恒定律；减小的这部分能量以γ光子释放出去。
思考：将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了，是否违反了质量守恒定律？为什么？
没有违反质量守恒定律；减小的那部分质量等于γ光子的动质量。
1．某核反应方程 。已知 的质量为2.013 6 u， 的质量为3.018 0 u， 的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7u。则下列说法中正确的是（　　）A．X是质子，该反应释放能量B．X是中子，该反应释放能量C．X是质子，该反应吸收能量D．X是中子，该反应吸收能量
2．关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)A．原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值B．原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能C．铯原子核( )的结合能小于铅原子核( )的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定
4．一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是 ，以下说法中正确的是(　 　)A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．反应前后质量数不变，但会出现质量亏损D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度
5．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”是由静止质量变成运动质量D．因为在核反应中产生能量，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
6．对于核力，以下说法正确的是（       ）A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是强相互作用的表现，是强力C．核子之间的距离小于0.8×10-15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10-15m时核力的变化规律更清楚