5 核力与结合能
[学习目标] 1.了解四种基本相互作用，知道核力的特点.2.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行计算．(重点)3.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因．(难点)
一、核力与四种基本相互作用
1．核力
原子核内核子之间的相互作用力．
2．核力的特点
(1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多．
(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内．
(3)核力的饱和性：每个核子只跟相邻的核子发生核力作用．
3．四种基本相互作用
4．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，越重的元素两者相差越多．
二、结合能和质量亏损
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，称作比结合能，也叫平均结合能．比结合能越大，表示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
物体的能量与它们质量的关系是：E＝mc2.
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．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大． (×)
(2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因． (√)
(3)比结合能越大，原子核越稳定． (√)
(4)质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系． (√)
2．(多选)对核力的认识，下列说法正确的是( )
A．任何核子之间均存在核力
B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C．核力只存在于质子之间
D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力
[解析] 由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15 m之内的核子之间存在核力，核力发生在核子之间．
[答案] BD
3．(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( )
A．核子结合成原子核时放出能量
B．原子核拆解成核子时要吸收能量
C．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
D．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
[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、B正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，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，其结合能比重核反而小，C、D选项错误．
[答案] AB
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四种基本相互作用及核力的性质
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1．四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．万有引力是长程力．
(2)电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体．
(3)强力：即强相互作用，在原子核内，强力将核子束缚在一起，强力是短程力．
(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10－18 m，作用强度则比电磁力小．
