人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案1：5 3核力與結(jié)合能

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGEPAGE35.3核力與結(jié)合能〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1．知道四種基本相互作用與核力的特點(diǎn)，了解結(jié)合能、比結(jié)合能和質(zhì)量虧損的基本觀念和相關(guān)實(shí)驗(yàn)。2．理解核力是短程力，掌握比結(jié)合能和質(zhì)量虧損，能用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算，提高分析、解決問(wèn)題的能力。3．通過(guò)教材上的科學(xué)推理，掌握其實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)推理的能力。4.學(xué)習(xí)科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，堅(jiān)持實(shí)事求是，培養(yǎng)學(xué)習(xí)、探索科學(xué)的興趣和責(zé)任。〖知識(shí)梳理〗一、核力與四種基本相互作用1．強(qiáng)相互作用(1)定義：原子核中的核子之間存在一種的相互作用，即存在一種，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核，這種作用稱為。(2)特點(diǎn)：①核力是的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多。②是短程力，作用范圍只有約m。2．弱相互作用(1)定義：在某些放射現(xiàn)象中起作用的還有另一種基本相互作用，稱為弱相互作用。(2)也是短程力，作用范圍只有m。3．四種基本相互作用說(shuō)明：強(qiáng)相互作用是短程力，每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生作用，也叫核力的飽和性。二、結(jié)合能和質(zhì)量虧損1．結(jié)合能原子核是憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要，這就是原子核的結(jié)合能。2．比結(jié)合能原子核的結(jié)合能與之比，稱作比結(jié)合能，也叫結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越，原子核越穩(wěn)定。的核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定。3．質(zhì)能方程物體的能量與它們質(zhì)量的關(guān)系是：E＝。4．質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。注意：原子核的核子結(jié)合成原子核釋放的能量與把它們分開(kāi)需要的能量相等?！颊n堂探究〗一、四種基本相互作用及核力的性質(zhì)思考1如圖所示是穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系。實(shí)線為中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等的情況，而實(shí)際上穩(wěn)定的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)關(guān)系是另一條線。(其中Z表示質(zhì)子數(shù)，N表示中子數(shù))穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系試探究：(1)在原子核較輕時(shí)與較重時(shí)有什么區(qū)別？(2)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？1．四種基本相互作用在不同尺度上發(fā)揮作用(1)引力相互作用：引力主要在宏觀和宏觀尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞著恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定著宇宙的現(xiàn)狀。萬(wàn)有引力是長(zhǎng)程力。(2)電磁相互作用：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原子結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體和固體。(3)強(qiáng)力：即強(qiáng)相互作用，在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起，強(qiáng)力是短程力。(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子—質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10－18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。2．核力的性質(zhì)(1)核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。(2)核力是短程力。約在10－15m數(shù)量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.8×10－15m時(shí)為引力，距離小于0.8×10－15m時(shí)為斥力，距離為10×10－15m時(shí)核力幾乎消失。(3)核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。(4)核力具有電荷無(wú)關(guān)性。核力與核子電荷無(wú)關(guān)。3．原子核中質(zhì)子與中子的比例關(guān)系(1)較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核，其中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。(2)形成原因：①若質(zhì)子與中子成對(duì)地人工構(gòu)建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會(huì)減小，但核力減小得更快。所以當(dāng)原子核增大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫(kù)侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了。②若只增加中子，因?yàn)橹凶优c其他核子沒(méi)有庫(kù)侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。③由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒(méi)有核力的作用，這時(shí)候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。例1關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．由于核力的作用范圍是有限的，核力具有飽和性，不可能無(wú)節(jié)制地增大原子核而仍穩(wěn)定存在規(guī)律歸納(1)核力是強(qiáng)相互作用力，只存在于相鄰核子之間。(2)核力的存在與核子是否帶電及電性無(wú)關(guān)。(3)原子核的穩(wěn)定性與核力和庫(kù)侖力的大小關(guān)系有關(guān)。二、結(jié)合能與質(zhì)量虧損思考2如圖是描述原子核核子的平均質(zhì)量eq\x\to(m)與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線。試探究：(1)由圖可以看出哪一段的平均質(zhì)量最?。窟@說(shuō)明了什么？(2)若A、B結(jié)合成C，D、E結(jié)合成F分別放出能量還是吸收能量？1．結(jié)合能(1)比結(jié)合能曲線不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖線如圖所示。從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能最大，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要小。(2)比結(jié)合能與原子核穩(wěn)定的關(guān)系①比結(jié)合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核就越難拆開(kāi)，表示該原子核就越穩(wěn)定。②核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，比結(jié)合能較大，表示原子核較穩(wěn)定。③當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時(shí)，就可能釋放核能。例如，一個(gè)核子數(shù)較大的重核分裂成兩個(gè)核子數(shù)小一些的核，或者兩個(gè)核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個(gè)核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能。2．質(zhì)能方程與核能的計(jì)算(1)對(duì)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的理解①質(zhì)能方程質(zhì)能方程：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論指出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，其關(guān)系是E＝mc2。②質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過(guò)程中以能量的形式輻射出去了。物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫(xiě)為ΔE＝Δmc2。(2)核能的計(jì)算方法①根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算a.根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損Δm。b.根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計(jì)算核能。其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。②利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特計(jì)算根據(jù)1u≈931.5MeV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931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。其中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV。例2取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.6726×10－27kg，中子的質(zhì)量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。請(qǐng)計(jì)算α粒子的結(jié)合能。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)規(guī)律歸納核能的兩種單位(1)若以kg為質(zhì)量虧損Δm的單位，則計(jì)算時(shí)應(yīng)用公式ΔE＝Δmc2。(2)若以原子單位“u”為質(zhì)量虧損單位，則ΔE＝Δm×931.5MeV。(3)兩種方法計(jì)算的核能的單位分別為“J”和“MeV”，1MeV＝1×106×1.6×10－19J＝1.6×10－13J?！颊n堂達(dá)標(biāo)〗1．在下列判斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)核子之間都存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫(kù)侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的核力作用2．(多選)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，同時(shí)放出γ光子，核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下說(shuō)法中正確的是()A．反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B．反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變C．反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，但會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損D．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光在真空中的速度3．中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?，F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解，反應(yīng)的方程為γ＋D→p＋n，若分解后中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是()A．eq\f(1,2)〖(mD－mp－mn)c2－E B．eq\f(1,2)〖(mD＋mn＋mp)c2＋EC．eq\f(1,2)〖(mD－mp－mn)c2＋E D．eq\f(1,2)〖(mD＋mn－mp)c2－E4．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．兩個(gè)質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫(kù)侖力5．如圖所示：圖線表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系。問(wèn)題探究：(1)重的原子核，是不是比結(jié)合能就一定大？(2)什么樣的原子核更穩(wěn)定。

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識(shí)梳理〗一、很強(qiáng)核力強(qiáng)相互作用強(qiáng)相互作用10－15二、核子能量核子數(shù)平均牢固中等大小mc2小于10－18〖課堂探究〗思考1〖答案〗(1)原子核較輕時(shí)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)大致相等，而較重時(shí)中子數(shù)明顯多于質(zhì)子數(shù)。(2)核力是短程力，且有飽和性，較重的原子核中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多能，維持穩(wěn)定。太大的原子核也不穩(wěn)定，在宇宙演化過(guò)程中只有200多種穩(wěn)定的原子核保留了下來(lái)。例1〖答案〗D〖解析〗由穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系圖像可知，質(zhì)量越大的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多得越多，故A、B錯(cuò)誤；由核力作用特點(diǎn)可知，核子數(shù)越多的原子核越不穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤，D正確。思考2〖答案〗(1)由圖看出原子序數(shù)Z較為中間的部分平均質(zhì)量eq\x\to(m)小。這說(shuō)明原子序數(shù)Z較為中間的部分平均結(jié)合能小。(2)若A、B結(jié)合成C則放出能量；D、E結(jié)合成F也是放出能量。例2〖解析〗組成α粒子的核子與α粒子的質(zhì)量差Δm＝(2mp＋2mn)－mα結(jié)合能ΔE＝Δmc2代入數(shù)據(jù)得ΔE＝4.3×10－12J。〖答案〗4.3×10－12J〖課堂達(dá)標(biāo)〗1.〖答案〗C〖解析〗核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過(guò)核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；但兩質(zhì)子之間都存在庫(kù)侖斥力的作用，故選項(xiàng)C正確。2.〖答案〗ACD〖解析〗核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)及能量均守恒，由于反應(yīng)中要釋放核能，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，反應(yīng)中氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和，所以質(zhì)量不守恒，但質(zhì)量數(shù)不變，且能量守恒，能量會(huì)以光子的形式向外釋放，故A、C、D正確。3.〖答案〗C〖解析〗因質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量為ΔE＝(mD－mp－mn)c2，設(shè)質(zhì)子、中子的動(dòng)能為Ek，根據(jù)能量守恒有ΔE＋E＝2Ek，聯(lián)立解得Ek＝eq\f((mD－mp－mn)c2＋E,2)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。4.〖答案〗B〖解析〗原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不一定相等，特別是在原子序數(shù)大的重原子核中，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多，且原子序數(shù)大的和原子序數(shù)小的都沒(méi)有中等質(zhì)量的原子核穩(wěn)定，故A、C錯(cuò)誤，B正確；核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m內(nèi)，超過(guò)此范圍，核力急劇減小，會(huì)小于庫(kù)侖力，故D錯(cuò)誤。5.〖答案〗(1)不是，組成原子核的核子越多，它的比結(jié)合能并不是越高。(2)比結(jié)合能越大的原子核，其核子結(jié)合得越牢固，也越穩(wěn)定。5.3核力與結(jié)合能〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1．知道四種基本相互作用與核力的特點(diǎn)，了解結(jié)合能、比結(jié)合能和質(zhì)量虧損的基本觀念和相關(guān)實(shí)驗(yàn)。2．理解核力是短程力，掌握比結(jié)合能和質(zhì)量虧損，能用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算，提高分析、解決問(wèn)題的能力。3．通過(guò)教材上的科學(xué)推理，掌握其實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)推理的能力。4.學(xué)習(xí)科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，堅(jiān)持實(shí)事求是，培養(yǎng)學(xué)習(xí)、探索科學(xué)的興趣和責(zé)任?！贾R(shí)梳理〗一、核力與四種基本相互作用1．強(qiáng)相互作用(1)定義：原子核中的核子之間存在一種的相互作用，即存在一種，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核，這種作用稱為。(2)特點(diǎn)：①核力是的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多。②是短程力，作用范圍只有約m。2．弱相互作用(1)定義：在某些放射現(xiàn)象中起作用的還有另一種基本相互作用，稱為弱相互作用。(2)也是短程力，作用范圍只有m。3．四種基本相互作用說(shuō)明：強(qiáng)相互作用是短程力，每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生作用，也叫核力的飽和性。二、結(jié)合能和質(zhì)量虧損1．結(jié)合能原子核是憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要，這就是原子核的結(jié)合能。2．比結(jié)合能原子核的結(jié)合能與之比，稱作比結(jié)合能，也叫結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越，原子核越穩(wěn)定。的核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定。3．質(zhì)能方程物體的能量與它們質(zhì)量的關(guān)系是：E＝。4．質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。注意：原子核的核子結(jié)合成原子核釋放的能量與把它們分開(kāi)需要的能量相等?！颊n堂探究〗一、四種基本相互作用及核力的性質(zhì)思考1如圖所示是穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系。實(shí)線為中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等的情況，而實(shí)際上穩(wěn)定的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)關(guān)系是另一條線。(其中Z表示質(zhì)子數(shù)，N表示中子數(shù))穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系試探究：(1)在原子核較輕時(shí)與較重時(shí)有什么區(qū)別？(2)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？1．四種基本相互作用在不同尺度上發(fā)揮作用(1)引力相互作用：引力主要在宏觀和宏觀尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞著恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定著宇宙的現(xiàn)狀。萬(wàn)有引力是長(zhǎng)程力。(2)電磁相互作用：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原子結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體和固體。(3)強(qiáng)力：即強(qiáng)相互作用，在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起，強(qiáng)力是短程力。(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子—質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10－18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。2．核力的性質(zhì)(1)核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。(2)核力是短程力。約在10－15m數(shù)量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.8×10－15m時(shí)為引力，距離小于0.8×10－15m時(shí)為斥力，距離為10×10－15m時(shí)核力幾乎消失。(3)核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。(4)核力具有電荷無(wú)關(guān)性。核力與核子電荷無(wú)關(guān)。3．原子核中質(zhì)子與中子的比例關(guān)系(1)較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核，其中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。(2)形成原因：①若質(zhì)子與中子成對(duì)地人工構(gòu)建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會(huì)減小，但核力減小得更快。所以當(dāng)原子核增大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫(kù)侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了。②若只增加中子，因?yàn)橹凶优c其他核子沒(méi)有庫(kù)侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。③由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒(méi)有核力的作用，這時(shí)候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。例1關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．由于核力的作用范圍是有限的，核力具有飽和性，不可能無(wú)節(jié)制地增大原子核而仍穩(wěn)定存在規(guī)律歸納(1)核力是強(qiáng)相互作用力，只存在于相鄰核子之間。(2)核力的存在與核子是否帶電及電性無(wú)關(guān)。(3)原子核的穩(wěn)定性與核力和庫(kù)侖力的大小關(guān)系有關(guān)。二、結(jié)合能與質(zhì)量虧損思考2如圖是描述原子核核子的平均質(zhì)量eq\x\to(m)與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線。試探究：(1)由圖可以看出哪一段的平均質(zhì)量最??？這說(shuō)明了什么？(2)若A、B結(jié)合成C，D、E結(jié)合成F分別放出能量還是吸收能量？1．結(jié)合能(1)比結(jié)合能曲線不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖線如圖所示。從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能最大，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要小。(2)比結(jié)合能與原子核穩(wěn)定的關(guān)系①比結(jié)合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核就越難拆開(kāi)，表示該原子核就越穩(wěn)定。②核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，比結(jié)合能較大，表示原子核較穩(wěn)定。③當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時(shí)，就可能釋放核能。例如，一個(gè)核子數(shù)較大的重核分裂成兩個(gè)核子數(shù)小一些的核，或者兩個(gè)核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個(gè)核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能。2．質(zhì)能方程與核能的計(jì)算(1)對(duì)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的理解①質(zhì)能方程質(zhì)能方程：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論指出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，其關(guān)系是E＝mc2。②質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過(guò)程中以能量的形式輻射出去了。物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫(xiě)為ΔE＝Δmc2。(2)核能的計(jì)算方法①根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算a.根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損Δm。b.根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計(jì)算核能。其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。②利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特計(jì)算根據(jù)1u≈931.5MeV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931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。其中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV。例2取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.6726×10－27kg，中子的質(zhì)量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。請(qǐng)計(jì)算α粒子的結(jié)合能。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)規(guī)律歸納核能的兩種單位(1)若以kg為質(zhì)量虧損Δm的單位，則計(jì)算時(shí)應(yīng)用公式ΔE＝Δmc2。(2)若以原子單位“u”為質(zhì)量虧損單位，則ΔE＝Δm×931.5MeV。(3)兩種方法計(jì)算的核能的單位分別為“J”和“MeV”，1MeV＝1×106×1.6×10－19J＝1.6×10－13J?！颊n堂達(dá)標(biāo)〗1．在下列判斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中任何兩個(gè)核子之間都存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫(kù)侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的核力作用2．(多選)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，同時(shí)放出γ光子，核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下說(shuō)法中正確的是()A．反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B．反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變C．反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，但會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損D．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光在真空中的速度3．中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD?，F(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解，反應(yīng)的方程為γ＋D→p＋n，若分解后中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是()A．eq\f(1,2)〖(mD－mp－mn)c2－E B．eq\f(1,2)〖(mD＋mn＋mp)c2＋EC．eq\f(1,2)〖(mD－mp－mn)c2＋E D．eq\f(1,2)〖(mD＋mn－mp)c2－E4．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．兩個(gè)質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫(kù)侖力5．如圖所示：圖線表示原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系。問(wèn)題探究：(1)重的原子核，是不是比結(jié)合能就一定大？(2)什么樣的原子核更穩(wěn)定。

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識(shí)梳理〗一、很強(qiáng)核力強(qiáng)相互作用強(qiáng)相互作用10－15二、核子能量核子數(shù)平均牢固中等大小mc2小于10－18〖課堂探究〗思考1〖答案〗(