高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册核力与结合能教课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册核力与结合能教课课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了思考与讨论，二结合能与比结合能，结合能如何计算，E＝mc2，三质量亏损，ABC等内容，欢迎下载使用。
原子核这校狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力非常大，但原子核还是稳定的，核子能够紧紧的束缚在一起没有飞散，说明核子之间还存在一种更强的力来维持原子核的稳定，我们把这种力称之为核力，也叫强力。
（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。
核力与四种基本相互作用
2、特点：（1）核力是强相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。 （2）核力是短程力。约在10-15m 数量级时起作用，距离小于 0.8×10-15m 时为斥力，距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m 时核力几乎消失，因此核子不会融合在一起。（3）核力与电荷无关:核力与核子电荷无关。（4）核力具有饱和性:每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，为什么两者相差越多？
理想的质子数和中子数相等的稳定原子核
核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减少，但核力减少快
增大到一定程度时，核力较少，不足以平衡库仑力时，原子核会不稳定。
若增加中子，与其它核子无库仑力，但有核力，有助于原子核稳定
核力是短程力，若超过其作用范围，增加中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越不稳定。
二、原子核中质子与中子的比例
1. (多选)下列说法正确的是(　　 )A.核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生B.核力可能是引力，也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力D.核力是一种弱相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多
2. (多选)关于原子内的相互作用力，下列说法正确的是(　　)A.原子核与电子之间的作用力主要是电磁力B.中子和质子间的作用力主要是核力C.质子与质子间的核力，在2.0×10－15 m的距离内远大于它们相互间的库仑力D.原子核与电子之间的万有引力大于它们之间的电磁力
问题1:两个物体(系统)发生完全非弹性碰撞，系统机械能守恒吗？
机械能损失，系统释放能量
问题2:若把两物体拆开呢？
1. 结合能:自由核子结合成原子核时释放的能量，或原子核分解成自由核子时吸收的(相同)能量,叫做原子核的结合能.
注意：组成原子核的核子越多,它的结合能越大。
2.比结合能:原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。
比结合能意义:表原子核稳定性。(因为比结合能越大,则将每个核子分开所需的能量就越大，故原子核越稳定,）
质能方程：爱因斯坦给出的表示物体的能量与它的质量的关系方程
1.揭示了物体的质量与能量关系
2.物体质量增加,则物体总能量增加,说明吸收能量 物体质量减少,则物体总能量能量减少,说明释放能量
3.放出或吸收的能量:ΔE=Δm·c2
通过测量质量推算原子核的结合能
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。
释放核能: ΔE= mc2
(ⅱ)若Δm的单位是原子质量单位u,则可用ΔE＝Δm×931.5 MeV计算，即用质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV。(1 u相当于931.5 MeV/C2)
(ⅰ)若Δm的单位是千克,则需将c＝3×108m/s代入,计算得到ΔE的单位为焦耳。
说明:质量亏损并不是这部分质量消失了。物体的质量应包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量减少，减少的静止质量转化为了动质量(能量），但总质量不变。故质量亏损并不违背质量守恒与能量守恒定律.
思考:根据质能方程,能否认为质量和能量可以相互转化？
两个轻核(不稳定)结合成中质量的核(稳定)
一个重核(不稳定)分裂成中等质量的核（稳定）
所以,从比结合能小到比结合能大的核反应为放能反应，反之吸能反应
补充:核反应所释放(或吸收)的核能:
核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差
1.(多选)如图是各种元素的原子核中核子的平均质量与原子序数Z的关系图像，由此可知(　　)A.若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定会释放能量B.若原子核D和E结合成原子核F，结合过程一定要吸收能量C.若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定会释放能量D.若原子核A分裂成原子核B和C，分裂过程一定要吸收能量
随着核电荷数增加，核子平均质量先减小后增大
中等质量核的核子平均质量小
重核、轻核的核子平均质量大
2. 下列关于结合能和比结合能的说法正确的是(　　)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.重核与中等质量的原子核相比较，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
3. 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
4.(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核(133,55Cs)的结合能小于铅原子核(208,,82Pb)的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定
6.(多选)不同原子核的比结合能是不同的，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核的比结合能小，由此可以确定，下列核反应能释放大量核能的是(　　)A.中等质量的原子核结合成质量较大的重核B.质量较大的重核分裂成中等质量的原子核C.中等质量的原子核分裂成质量较小的轻核D.质量较小的轻核结合成中等质量的原子核