物理成才之路选修3——5 19-5.ppt

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1、第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理知道核力及其作用知道核力及其作用过过程程了解原子核中了解原子核中质质子与中子的比例子与中子的比例掌握掌握结结合能与合能与质质量量亏亏损损第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理1945年年7月月16日日，第第一一颗颗原原子子弹弹(如如图图)在在新新墨墨西西哥哥州州的的荒荒漠漠上上爆爆炸炸成成功功，其其爆爆炸炸力力相相当当于于1.8万万吨吨TNT炸炸药药爆爆炸炸时时安安放放原原子子弹弹的的钢钢塔塔全全部部熔熔化化，在在半半径径400m的的

2、范范围围内内，沙沙石石都都被被烧烧成成黄黄绿绿色色的的玻玻璃璃状状物物质质，半半径径1 600m范范围围内内所所有有动动植物全部死亡植物全部死亡巨大的核能是从哪里来的？巨大的核能是从哪里来的？第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理1原子核里的原子核里的核子核子间间存在着相互作用的核力，存在着相互作用的核力，把核子把核子紧紧紧紧地束地束缚缚在核内，形成在核内，形成稳稳定的原子核定的原子核2自然界中自然界中较轻较轻的原子核，的原子核，质质子数与中子数大致子数与中子数大致，但，但对对于于较较重的原子核，中子数重的原子核，中子数质质子子数数，越重的元素，两者相

3、差越重的元素，两者相差3克服核力束克服核力束缚缚，使原子核分解，使原子核分解为单为单个核子个核子时时的的能能量量或或若若干干个个核核子子在在核核力力作作用用下下结结合合成成原原子子核核时时的能量叫的能量叫结结合能合能核力核力相等相等大于大于越多越多需要需要释放释放第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(1)核核力力：组组成成原原子子核核的的每每个个核核子子之之间间存存在在着着一一种种特特殊殊的力，的力，这这种力叫做核力种力叫做核力(2)核核力力有有着着完完全全不不同同于于万万有有引引力力和和静静电电力力的的一一些些性性质质核核力力是是强强相相互互作作用

4、用(强强力力)的的一一种种表表现现，在在它它的的作作用用范范围围内，核力比内，核力比库仑库仑力大得多力大得多第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理核核力力是是短短程程力力，作作用用范范围围在在1.51015m之之内内，核核力力在在大大于于0.81015m时时表表现现为为吸吸引引力力，且且随随距距离离增增大大而而减减小小，超超过过1.51015m，核核力力急急剧剧下下降降几几乎乎消消失失；而而在在距距离离小小于于0.81015m时时，核核力力表表现现为为斥斥力力，因因此此核核子子不不会会融融合合在在一一起起每每个个核核子子只只跟跟相相邻邻的的核核子子发发生生核核力力作作用用，这这种种性性质质称

5、称为为核力的核力的饱饱和性和性第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理每每个个核核子子只只跟跟相相邻邻的的核核子子发发生生核核力力作作用用，这这种种性性质质称称为为核力的核力的饱饱和性和性(3)四种基本相互作用：四种基本相互作用：万有引力万有引力(长长程力程力)电电磁相互作用磁相互作用(长长程力程力)强强相互作用相互作用(短程力短程力)弱相互作用弱相互作用(短程力短程力)第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理特别提醒：特别提醒：核核力力与与带带电电荷荷情情况况无无关关无无论论是是质质子子间间、中中子子间间、质质子和中子间均存在核力，且是相同的子和中子间均存在核力，且是相同的第十九章第十九章

6、原子核原子核人教版物理关于核力，下列关于核力，下列说说法中正确的是法中正确的是()A核力是一种特殊的万有引力核力是一种特殊的万有引力B原子核内任意两个核子之原子核内任意两个核子之间间有核力作用有核力作用C核力是原子核力是原子稳稳定存在的原因定存在的原因D核力大于核力大于0.81015m时时表表现为现为引力引力答案：答案：CD第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(1)自自然然界界中中较较轻轻的的原原子子核核，质质子子数数与与中中子子数数大大致致相相等等，但但对对于于较较重重的的原原子子核核，中中子子数数大大于于质质子子数数，越越重重的的元元素素，两者相差越多两者相差越多(2)用核力与电磁力的

7、不同特点解释用核力与电磁力的不同特点解释.第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(1)结结合合能能：核核子子结结合合成成原原子子核核时时放放出出的的能能量量，或或原原子子核分解成核子核分解成核子时时吸收的能量，都叫做原子核的吸收的能量，都叫做原子核的结结合能合能(2)比比结结合合能能：原原子子核核的的结结合合能能与与其其核核子子数数之之比比，称称做做比比结结合能合能(3)比比结结合能与原子核的合能与原子核的稳稳定性定性比比结结合合能能的的大大小小能能够够反反映映核核的的稳稳定定程程度度，比比结结合合能能越越大，原子核就越大，原子核就越难难拆开，表示拆开，表示该该核就越核就越稳稳定定.第十九章

8、第十九章 原子核原子核人教版物理(1)质质量量亏亏损损：组组成成原原子子核核的的核核子子的的总总质质量量与与新新原原子子核核的的质质量之差，叫做核的量之差，叫做核的质质量量亏亏损损(2)质质能方程：能方程：Emc2(或或Emc2)这这就是著名的就是著名的爱爱因斯坦因斯坦质质能方程能方程第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(3)对质对质能方程的理解能方程的理解爱爱因因斯斯坦坦质质能能方方程程反反映映了了质质量量亏亏损损与与释释放放能能量量间间的的数数量量关关系系Emc2，或或物物体体的的质质量量与与其其总总能能量量的的数数量量关关系系Emc2，此此方方程程揭揭示示了了质质量量和和能能量量不不

9、可可分分割割，一一定定质质量量的的物物体体所所具具有有的的总总能能量量是是一一定定的的，等等于于光光速速的的平平方方与与其其质质量量的的乘乘积积，这这里里所所说说的的总总能能量量不不是是单单指指物物体体的的动动能能、核核能能或或其其他他哪哪一一种种能能量量而而是是物物体体所所具具有有的的各各种种能能量量之之和和，物物体体质质量量增增加加则则总总能能量量增增加加，质质量量减减小小，总总能能量量随随之之减减小小，二二者者在在数上存在着数上存在着简单简单的正比关系的正比关系第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理特别提醒：特别提醒：(1)切切记记不不要要误误认认为为亏亏损损的的质质量量转转化化为为能

10、能量量核核反反应应过过程程中中质质量量亏亏损损是是静静止止的的质质量量减减少少，辐辐射射光光子子的的运运动动质质量量刚刚好好等等于于亏亏损损的的质质量量，即即反反应应前前后后仍仍然然遵遵循循质质量量守守恒恒和和能能量量守恒守恒(2)核反应中释放的核能是由于核力做功引起的核反应中释放的核能是由于核力做功引起的第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(2009宣宣武武模模拟拟)爱爱因因斯斯坦坦提提出出了了质质能能方方程程，揭揭示示了了质质量量与与能能量量的的关关系系，关关于于质质能能方方程程，下下列列说说法法正正确确的的是是()A质质量和能量可以相互量和能量可以相互转转化化B当当物物体体向向外外释

11、释放放能能量量时时，其其质质量量必必定定减减少少，且且减减少的少的质质量量m与与释释放的能量放的能量E满满足足Emc2C物物质质的核能可用的核能可用mc2表示表示Dmc2是物体能是物体能够够放出能量的放出能量的总总和和第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理答案：答案：BD解解析析：Emc2式式中中E表表示示物物体体具具有有的的总总能能量量，m表表示示物物体体的的质质量量，故故C项项错错误误，D正正确确；Emc2表表示示当当物物体体的的能能量量增增加加或或减减少少E时时，其其质质量量相相应应的的增增加加或或减减少少m，故故A错误，错误，B正确，所以选正确，所以选B、D.第十九章第十九章 原子核

12、原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理关于核力的关于核力的说说法正确的是法正确的是()A核力同万有引力没有区核力同万有引力没有区别别，都是物体，都是物体间间的作用的作用B核力就是核力就是电电磁力磁力C核力是短程力，作用范核力是短程力，作用范围围在在1.51015m之内之内D核力与核力与电电荷有关荷有关第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理解解析析：核核力力是是短短程程力力，超超过过1.51015m，核核力力急急剧剧下下降降几几乎乎消消失失，故故C对对，核核力力与与万万有有引引力力、电电磁磁力力不不同同，故故A、B不对，核力与电荷无关，故不对，核力与电荷无关，故D错错答案：答

13、案：C第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理点评：点评：对核力的理解，要掌握好核力的基本特点，要对核力的理解，要掌握好核力的基本特点，要掌握核力与万有引力掌握核力与万有引力、电磁力的区别，这是解决核力问题、电磁力的区别，这是解决核力问题的关键的关键第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理对对于核力，以下哪些于核力，以下哪些说说法是正确的法是正确的()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核力是核力是强强相互作用，是相互作用，是强强力力C核核子子之之间间的的距距离离小小于于0.81015m时时，核核力力表表现现为为斥力，因此核子不会融合在一起斥力，因此核子不会融合在一起D

14、人人们们对对核核力力的的了了解解很很清清楚楚，特特别别是是在在小小于于0.81015m时时，核力的，核力的变变化化规规律更清楚律更清楚第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理答案：答案：BC解解析析：核核力力是是强强相相互互作作用用的的一一种种表表现现，它它的的作作用用范范围围在在1.51015m之之内内，核核力力比比库库仑仑力力大大得得多多因因此此，选选项项B正确，正确，A错误错误核核力力在在大大于于0.81015m时时，表表现现为为吸吸引引力力，且且随随距距离离增增大大而而减减小小，在在距距离离小小于于0.81015m时时，核核力力表表现现为为斥斥力力，因此核子不会融合在一起所以，选项因此

15、核子不会融合在一起所以，选项C正确正确人人们们对对核核力力的的了了解解还还不不是是很很清清楚楚，这这是是科科学学家家们们奋奋力力攻克的堡垒，故攻克的堡垒，故D项不正确项不正确.第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理解解析析：求求出出反反应应过过程程中中的的质质量量亏亏损损，再再由由爱爱因因斯斯坦坦的的质能方程或原子单位质量与能量的关系即可求解质能方程或原子单位质量与能量的关系即可求解粒子结合前后的质量亏损为粒子结合前后的质量亏损为m2mHmnm21.007 277u1.008 665u3.002 315u0.020 904u方法一：由爱因斯坦质能方程得

16、，结合能为方法一：由爱因斯坦质能方程得，结合能为Emc20.020 9041.660 61027(2.997108)2J3.119 81012J第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理方法二：由于方法二：由于1u相当于相当于931.5MeV，则结合能为，则结合能为E0.020 904931.5MeV19.472 1MeV答案：答案：3.119 81012J或或19.472 1MeV点点评评：两两种种方方法法求求出出的的结结果果实实际际是是一一样样的的，即即3.1191011J19.472 1MeV.第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理答案：答案：D第

17、十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(2009日日照照模模拟拟)一一静静止止的的氡氡核核(Rn)发发生生衰衰变变，放放出出一一个个速速度度为为v0，质质量量为为m的的粒粒子子和和一一个个质质量量为为M的的反反冲冲核核钋钋(Po)，若若氡氡核核发发生生衰衰变变时时，释释放放的的能能量量全全部部转转化化为为粒粒子子和和钋钋核的核的动动能能(1)写出衰写出衰变变方程；方程；(2)求求出出反反冲冲核核的的速速度度；(计计算算结结果果不不得得使使用用原原子子量量表表示示)(3)求求出出这这一一衰衰变变过过程程中中亏亏损损的的质质量量(计计算算结结果果不不得得使使用原子量表示用原子量表示)第十九章第十九

18、章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理点评：点评：根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程，反冲核速度和质量亏损依据以下思路：反冲核速度和质量亏损依据以下思路：第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理(2010潍潍坊模坊模拟拟)云室云室处处在磁感在磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中，一静止的中，一静止的质质量量为为M的原子核在云室中的原子核在云室中发发生一次生一次衰衰变变，粒子的粒子的质质量量为为m，电电荷量荷量为为q，其运，其运动轨动轨迹在与磁迹在与磁场场垂直垂直的平面内的

19、平面内现测现测得得粒子运粒子运动动的的轨轨道半径道半径为为R，试试求在衰求在衰变变过过程中的程中的质质量量亏亏损损(涉及涉及动动量量问题时问题时，亏亏损损的的质质量可以不量可以不计计)第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理解析：解析：先计算出核反应过程中的质量增加：先计算出核反应过程中的质量增加：m36.956 91u0.000 55u36.956 58u0.000 88u再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量：再由爱因斯坦的质能方程得所需要的能量：Emc20.000 88u931.5MeV0.82MeV故选项故选项A是正确的是正确的答案：答案：A第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理第十九章第十九章 原子核原子核人教版物理