19.5核力与结合能 学案(含答案)

19.5核力与结合能学案（含答案）

55核力与结合能核力与结合能学科素养与目标要求物理观念

1.知道核力的概念.特点和四种基本相互作用.

2.了解结合能和比结合能的概念.

3.知道质量亏损的概念科学思维

1.会利用比结合能判断原子核的稳定性.

2.会应用质能方程进行相关的计算

一.核力与四种基本相互作用1核力原子核里的核子间存在着相互作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核2核力特点1核力是核子间的强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多2核力是短程力，作用范围在

1.51015m之内核力在大于0.81015m时表现为吸引力，超过

1.51015m时，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于

0.81015m时，核力表现为斥力3每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性4核力与核子是否带电无关，质子与质子间.质子与中子间.中子与中子间都可以有核力作用3四种基本相互作用

二.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，越重的原子核两者相差越多

三.结合能与质量亏损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，称做比结合能，也叫平均结合能比结合能越大，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的质量的关系是Emc

2.4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判断下列说法的正误1原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡2弱相互作用是引起原子核衰变的原因3原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量4比结合能越大，原子核越稳定5质能方程Emc2表明了质量与能量间的一种对应关系2已知粒子42He是由2个质子.2个中子组成的，取质子的质量mp

1.67261027kg，中子的质量mn

1.67491027kg，粒子的质量m

6.64671027kg，光速c

3.0108m/s.则粒子的结合能为________结果保留两位有效数字答案

4.31012J解析组成粒子的核子与粒子的质量差m2mp2mnm粒子的结合能Emc2代入数据得E

4.31012J.

一.结合能.质量亏损.质能方程的理解1结合能和比结合能的理解1结合能是指核子结合成原子核放出的能量，也等于将原子核的核子分开时需要的能量2比结合能相对于结合能更有意义，它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度2质量亏损m 的理解所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给3质能方程Emc2的理解1根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作Emc

2.2运用质能方程时应注意单位一般情况下，公式中各量都应取国际制单位但在微观领域，用国际制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1u对应于9

31.5MeV.例1下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的是A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B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C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D中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大答案D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选项错误；比结合能越大的原子核越稳定，但其结

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，其结合能比重核小，

B.C选项错误；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D选项正确1核子结合成原子核时一定释放能量，原子核分开成核子时一定吸收能量，吸收或释放的能量越大，表明原子核的结合能越大2比结合能越大表明原子核越稳定一般情况下，中等质量的原子核比轻核和重核的比结合能大针对训练1多选对结合能.比结合能的认识，下列说法正确的是A自然界中一切原子核均具有结合能B自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C结合能越大的原子核越稳定D 比结合能越大的原子核越稳定答案AD解析由自由核子结合成原子核的过程中，释放出能量，反之，将原子核分开变为自由核子需要吸收能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误，D正确例2下列有关质能方程的说法中，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Emc2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 核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量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答案B解析Emc2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，但并不说明

能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，B项正确；核反应中发生的“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，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，只是物质由静质量变成动质量，故D 项错误爱因斯坦质能方程反映的是质量亏损和释放出核能这两种现象之间的联系，并不表示质量和能量之间的转变关系以下几点要明确1物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量2质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少3在核反应中仍然遵守质量守恒和能量守恒定律4质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度

二.核能的计算方法1根据质量亏损计算1根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损m.2根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能其中m的单位是千克，E的单位是焦耳2利用原子质量单位u和电子伏特计算1明确原子质量单位u和电子伏特之间的关系1u

1.66051027kg,1eV

1.6021771019J由Emc2得E

1.6605102

72.9981082

1.6021771019eV9