《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件：4-4 核力與結(jié)合能》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件：4-4 核力與結(jié)合能（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第四節(jié)核力與結(jié)合能第四節(jié)核力與結(jié)合能 目標(biāo)定位目標(biāo)定位1.知知道核力及其性質(zhì)道核力及其性質(zhì).2.知道重核與輕核中中子知道重核與輕核中中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的數(shù)量多少關(guān)系數(shù)與質(zhì)子數(shù)的數(shù)量多少關(guān)系.3.掌握結(jié)合能和平均結(jié)合能的概掌握結(jié)合能和平均結(jié)合能的概念念.4.知道質(zhì)量虧損，理解愛因斯坦質(zhì)能方程，并能進(jìn)行有關(guān)知道質(zhì)量虧損，理解愛因斯坦質(zhì)能方程，并能進(jìn)行有關(guān)核能的計(jì)算核能的計(jì)算一、核力及其性質(zhì)一、核力及其性質(zhì)1組組成原子核的成原子核的 之間有很之間有很 的相互作用力，使核子能的相互作用力，使核子能夠克服夠克服 而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱為而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱為核力核力2核力是一種很核力是一種很
2、的力，在它的作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力的力，在它的作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力大的多大的多3核力是一種核力是一種 力在約力在約0.5101521015 m的距離的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為內(nèi)主要表現(xiàn)為 力；大于力；大于21015 m的距離時(shí)核力就迅的距離時(shí)核力就迅速減小為速減小為 ；在小于；在小于0.51015 m的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的變?yōu)閺?qiáng)大的 力而使核子不融合在一起力而使核子不融合在一起核子核子強(qiáng)強(qiáng)庫(kù)侖斥力庫(kù)侖斥力強(qiáng)強(qiáng)短程短程引引零零斥斥二、重核與輕核二、重核與輕核原原子核中的子核中的 又稱為原子序數(shù)，排在周期表比較靠又稱為原子序數(shù)，排在周期表比較靠 的的元素對(duì)應(yīng)的原子核叫做重核，排在
3、比較靠元素對(duì)應(yīng)的原子核叫做重核，排在比較靠 的叫做輕核一的叫做輕核一般排在周期表最前面的輕核的質(zhì)子和中子數(shù)般排在周期表最前面的輕核的質(zhì)子和中子數(shù) ，但是大，但是大多數(shù)重核是中子多數(shù)重核是中子 質(zhì)子質(zhì)子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)后后前前相等相等多于多于放出放出結(jié)合能結(jié)合能3平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與平均結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與 之比稱為該原子之比稱為該原子核的平均結(jié)合能它反映了一個(gè)原子核結(jié)合的緊密程度，核的平均結(jié)合能它反映了一個(gè)原子核結(jié)合的緊密程度，平均結(jié)合能越大，表示原子核結(jié)合得越穩(wěn)定平均結(jié)合能越大，表示原子核結(jié)合得越穩(wěn)定4愛因斯坦質(zhì)能方程：愛因斯坦質(zhì)能方程：Emc2或或Emc2核子數(shù)核子數(shù)想一想想一想有
4、有人認(rèn)為質(zhì)量虧損就是核子的個(gè)數(shù)變少了，這種認(rèn)人認(rèn)為質(zhì)量虧損就是核子的個(gè)數(shù)變少了，這種認(rèn)識(shí)對(duì)不對(duì)？識(shí)對(duì)不對(duì)？答案答案不不對(duì)在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒即核子的個(gè)數(shù)不變，只對(duì)在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒即核子的個(gè)數(shù)不變，只是核子組成原子核時(shí)，仿佛變是核子組成原子核時(shí)，仿佛變“輕輕”了一些，原子核的質(zhì)量了一些，原子核的質(zhì)量總是小于其全部核子質(zhì)量之和，即發(fā)生了質(zhì)量虧損，核子的總是小于其全部核子質(zhì)量之和，即發(fā)生了質(zhì)量虧損，核子的個(gè)數(shù)并沒有變化個(gè)數(shù)并沒有變化預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問題記錄在下面的表格中預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題問題1問題問題2問題問題3一、對(duì)核力的理解一、對(duì)核力的理解核核力是原子
5、核內(nèi)核子與核子之間的相互作用，它發(fā)生在力是原子核內(nèi)核子與核子之間的相互作用，它發(fā)生在質(zhì)子與質(zhì)子之間、質(zhì)子與中子之間、中子與中子之間，質(zhì)子與質(zhì)子之間、質(zhì)子與中子之間、中子與中子之間，是一種超短程力，且是一種強(qiáng)相互作用，在作用的范圍是一種超短程力，且是一種強(qiáng)相互作用，在作用的范圍內(nèi)，核力遠(yuǎn)大于庫(kù)侖力內(nèi)，核力遠(yuǎn)大于庫(kù)侖力【例【例1】(多選多選)對(duì)對(duì)于核力，以下說法正確的是于核力，以下說法正確的是()A核力是弱相互作用，作用力很小核力是弱相互作用，作用力很小B核力是強(qiáng)相互作用的表現(xiàn)，是強(qiáng)力核力是強(qiáng)相互作用的表現(xiàn)，是強(qiáng)力C核子之間的距離小于核子之間的距離小于0.51015 m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，時(shí)，核力
6、表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起因此核子不會(huì)融合在一起D人們對(duì)核力的了解很清楚，特別是在小于人們對(duì)核力的了解很清楚，特別是在小于0.51015 m時(shí)核力的變化規(guī)律更清楚時(shí)核力的變化規(guī)律更清楚答案答案BC解析解析核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在21015 m之內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多，因此選項(xiàng)之內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多，因此選項(xiàng)B正確，正確，A錯(cuò)誤；核力在大于錯(cuò)誤；核力在大于0.51015 m且小于且小于21015 m時(shí)表現(xiàn)為吸引力，且隨距離的增大而減?。辉诰鄷r(shí)表現(xiàn)為吸引力，且隨距離的增大而減小；在距離小于離小于0.51015 m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥
7、力，因此核子不會(huì)融時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起，所以選項(xiàng)合在一起，所以選項(xiàng)C正確；人們對(duì)核力的了解還不是很清正確；人們對(duì)核力的了解還不是很清楚，這正是科學(xué)家們奮力攻克的堡壘，故選項(xiàng)楚，這正是科學(xué)家們奮力攻克的堡壘，故選項(xiàng)D不正確不正確針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1下下列關(guān)于核力的說法正確的是列關(guān)于核力的說法正確的是()A核力同萬(wàn)有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用核力同萬(wàn)有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用B核力就是電磁力核力就是電磁力C核力是短程力，作用范圍在核力是短程力，作用范圍在21015 m之內(nèi)之內(nèi)D核力與電荷有關(guān)核力與電荷有關(guān)答案答案C解析解析核力是短程力，超過核力是短程力，超過21015
8、 m，核力急劇下降幾，核力急劇下降幾乎消失，故乎消失，故C正確；核力與萬(wàn)有引力、電磁力不同，故正確；核力與萬(wàn)有引力、電磁力不同，故A、B錯(cuò)；核力與電荷無(wú)關(guān)，故錯(cuò)；核力與電荷無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)錯(cuò)【例【例2】下下列關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說法中，正確的有列關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說法中，正確的有()A核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能能量稱為結(jié)合能B平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大越大C重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和平均結(jié)合重核與中等質(zhì)量原子
9、核相比較，重核的結(jié)合能和平均結(jié)合能都大能都大D中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大答案答案D解析解析核子結(jié)合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是核子結(jié)合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，吸收能量，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)錯(cuò)誤；平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，但平均結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等但平均結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核反而小，其結(jié)合能比重
10、核反而小，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；中等質(zhì)量原子核選項(xiàng)錯(cuò)誤；中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，的平均結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，因此它的結(jié)合能也比輕核大，D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確借題發(fā)揮結(jié)合能、平均結(jié)合能的對(duì)比理解借題發(fā)揮結(jié)合能、平均結(jié)合能的對(duì)比理解(1)核子結(jié)合成原子核時(shí)一定釋放能量，原子核分解成核子時(shí)核子結(jié)合成原子核時(shí)一定釋放能量，原子核分解成核子時(shí)一定吸收能量吸收或釋放的能量越大，表明原子核的結(jié)合一定吸收能量吸收或釋放的能量越大，表明原子核的結(jié)合能越大能越大(2)平均結(jié)合能為結(jié)合能與核子數(shù)的比值，平均結(jié)合能越大表平均結(jié)合能為
11、結(jié)合能與核子數(shù)的比值，平均結(jié)合能越大表明原子核越穩(wěn)定一般情況下，中等質(zhì)量的原子核比輕核和明原子核越穩(wěn)定一般情況下，中等質(zhì)量的原子核比輕核和重核的平均結(jié)合能大重核的平均結(jié)合能大2核能的計(jì)算方法核能的計(jì)算方法(1)根根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損m.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2計(jì)算核能計(jì)算核能其中其中m的單位是千克，的單位是千克，E的單位是焦耳的單位是焦耳(2)利用原子質(zhì)量單位利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特計(jì)算和電子伏特計(jì)算根據(jù)根據(jù)1原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于相當(dāng)于931.5 MeV的能量，
12、用核子的能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即，即Em931.5 MeV.其中其中m的單位是的單位是u，E的單位是的單位是MeV.答案答案B借題發(fā)揮借題發(fā)揮在核反應(yīng)中，是釋放能量還是吸收能量，需要確在核反應(yīng)中，是釋放能量還是吸收能量，需要確定反應(yīng)前、后質(zhì)量的變化若反應(yīng)后質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量定反應(yīng)前、后質(zhì)量的變化若反應(yīng)后質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損，則釋放出能量，反之吸收能量由于不明確質(zhì)量虧損虧損，則釋放出能量，反之吸收能量由于不明確質(zhì)量虧損的含義與能量的關(guān)系，易誤選的含義與能量的關(guān)系，易誤選D.注意此反應(yīng)過程質(zhì)量發(fā)生虧
13、注意此反應(yīng)過程質(zhì)量發(fā)生虧損，釋放出能量損，釋放出能量答案吸收能量答案吸收能量1.2 MeV解析解析反應(yīng)前總質(zhì)量：反應(yīng)前總質(zhì)量：mNmHe18.011 40 u，反應(yīng)后總質(zhì)，反應(yīng)后總質(zhì)量：量：mOmH18.012 69 u可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)吸收的能量利用故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)吸收的能量利用Emc2來來計(jì)算，若反應(yīng)過程中質(zhì)量增加計(jì)算，若反應(yīng)過程中質(zhì)量增加1 u，就會(huì)吸收，就會(huì)吸收931.5 MeV的能的能量，故量，故E(18.012 6918.011 40)931.5 MeV1.2 MeV.答案答案D解析解析由題意可得核反應(yīng)方程為由題意可得核反應(yīng)方程為3HeCE，則核反應(yīng)中，則核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為的質(zhì)量虧損為m(34.002 612. 000 0) u0.007 8 1.661027 kg1.291029 kg，由質(zhì)能方程得，由質(zhì)能方程得E mc21.291029(3108)2 J1.1611012 J7.27 MeV，故故A、B、C正確，正確，D錯(cuò)錯(cuò).
2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件：4-4 核力與結(jié)合能
