第3节 核力与结合能(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 1.了解四种基本相互作用，知道核力的性质。2.认识原子核的结合能。 1.知道四种基本相互作用与核力的特点，了解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验。2.理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方程进行计算，提高分析、解决问题的能力。 一、核力与四种基本相互作用 1．引力相互作用：引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系，是自然界的一种基本相互作用。 2．电磁相互作用：_____间的相互作用、磁体间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现。宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等，都起源于电荷之间的电磁相互作用。 3．强相互作用———核力：存在于原子核内核子之间的一种作用力，是引力、强力、_____力。 4．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，也是短程力，其力程比强相互作用更短，只有10－18 m。 二、结合能 质量亏损 1．结合能 (1)定义：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_____，这就是原子核的结合能。 (2)比结合能(平均结合能)：原子核的结合能与_____之比，叫作比结合能。比结合能_____，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 2．质量亏损 (1)爱因斯坦质能方程：_____。 (2)质量亏损：原子核的质量_____组成它的核子的质量之和的现象。,[微情境·大道理] 1．质子的质量mp＝1.67×10－27 kg、电荷量q＝1.6×10－19C，相距r＝1.0×10－15m的两个质子。 (1)它们的静电力和万有引力分别多大？ (2)这两个质子能否靠万有引力克服静电力排斥而吸在一起？ 2．(1)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？ (2)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？ 强化点(一) 对核力和四种基本相互作用的理解 任务驱动 如图所示是稳定核的质子数与中子数的关系。直线为中子数与质子数相等的情况，而实际上稳定的原子核质子数与中子数关系是另一条线。(其中Z表示质子数，N表示中子数) (1)在原子核较轻时与较重时有什么区别？ (2)为什么会出现这种现象？ [要点释解明] 1．核力的性质 (1)核力是四种基本相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。 (2)核力是短程力，约在10－15 m数量级时起作用，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。距离大于0.8×10－15 m时表现为引力，距离小于0.8×10－15 m时表现为斥力。 (3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。 (4)核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。 2．原子核中质子与中子的比例关系 (1)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，越重的原子核，两者相差越多。 (2)形成原因 ①若质子与中子成对地人工构建原子核，随着原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。 ②若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。 ③由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到它们之间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。 3．四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用 (1)引力相互作用：引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。万有引力 ... ...
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