四种基本相互作用力的应用

相互作用力

2.1重力的三要素重力大小：G=mg
重力方向：竖直向下重心??
（g即重力加速度）
（即重力加速度方向）
作用点
§3 相互作用 2.重力
§3-1
相当于
重力基本相互作用
2.2重心
１重力的等效作用点（实际作用于物各个部分）２与质量分布有关，不一定在物体上３均质规则物体的重心在物体几何中心 4 薄板的重心可用悬挂法确定（动手做一做）
§3 相互作用 1.相互作用力
体A与物体B之间的相互作用就是力
互为施力物体和受力物体
描述物理量：速度（矢量）拉伸、压缩、弯曲、扭转
1.1力的作用效果
物体的运动状态发生变化物体发生形变
§3 相互作用 1.相互作用力
作用力反作用力
§3-1
重力基本相互作用
物体A与物体B之间的相互作用就是力
互为施力物体和受力物体
描述物理量：速度（矢量）拉伸、压缩、弯曲、扭转
强相互作用
1.1力的作用效果
物体的运动状态发生变化物体发生形变
1.2四种基本相互作用
万有引力电磁相互作用
弱相互作用
§3 相互作用 1.3力的表示力的三要素大小方向作用点
§3-1
重力基本相互作用
物理量F，单位：牛顿（牛）符号：N 矢量力矢量的起点
木块收到与水平面呈30°角斜向上的拉力，大小为5.3N
力的示意图粗略
F=5.3N
力的图示
精确
F=5.3N
§3 相互作用 2.重力
§3-1
重力基本相互作用
产生由于地球的吸引而使物体受到的力重力（不完全是万有引力）地球对物体的吸引力使物体绕地球旋转的力大小方向

力的概念、四种基本相互作用;三种常见力：重力、弹力、摩擦力

力的概念、四种基本相互作用；三种常见力：重力、弹力、摩擦力一、力的概念：1、力：物体间接相互作用。

2、力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化（产生加速度）3、力的性质：（1）物质性：力是物体对物体的作用，一个物体要受到力的作用，一定是另一个物体对它施加这种作用，力是不能离开物体而存在的。

即没有物体（受力物和施力物），就谈不上力的作用（2）力的作用的相互性：任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物同时也是受力物。

（3）力的矢量性，力不仅有大小，还有方向，力是矢量，其去处遵守矢量运算法则—平等四边形定则。

（4）力的独立性，一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体同时受其他力的作用无关，这就是力的独立性作用原理。

说明：物体间的相互作用并不一定要相互接触。

4、力的三要素：大小、方向盘、作用点。

5、力的测量：用测力计测量（最常用的测力计是测力计）6、力的单位：在SI制中，力的主单位是“牛顿”简称：牛，代号：N.7、力的分类：（1）根据力的性质分为：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。

（2）根据力的效果可分为：拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。

说明：根据效果命名的不同名称的力的力，性质可相同；同一性质的力，其作用效果可能不同。

如上抛一小球，在球上升的过程中，重力是阻力，而小球越过最高点下落时，重力以成为动力，而将小球和地球看成一个系统时，重力以成为内力。

8、力的表示法：（1）力的图示：用一条有向线段可完整地把力的三要素地表达出来，带有的线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点。

（2）力的示意图：不需要画出力的标度，只要用一箭头的线段示意出力的方向。

说明：①用力的图示法表示力时，标度的选取是任意的，实际问题中可根据实际力的在大小作恰当的选择，尽量使画出的力既容易分度，以使整个图面匀称、美观，不仅画出力的作用点和方向，还是要将线的长短按标度严格画出。

相互作用力

强相互作用力
存在于原子核内部，将质子和中子束缚在一起的力。
弱相互作用力
引起放射性衰变等现象的一种力，比强相互作用力弱得多。
特点
不同种类的相互作用力具有不同的作用范围和强度，它们在自然界中起着不同的作用。
物理学中重要性
解释自然现象
指导生活实践
相互作用力是解释自然现象的基础，如天体运动、电磁现象、原子核结构等。
天体撕裂等。
THANKS
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作用力与反作用力
两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
力的相互性
力是物体间的相互作用，一个物体对另一个物体施加力的作用时，也会受到另一个物体对
人走路时，脚对地面施加一个向后的作用力，地面对脚施加一个向前的反作用力，使人前进。
。
弱相互作用力
负责放射性衰变等弱相互作用过程，力程比强相互作用还要
短。
地球引力和潮汐现象解释
01
02
03
地球引力
地球对物体的吸引力，使物体向地心方向运动。
潮汐现象
月球和太阳对地球的引力作用导致地球表面水体（主要是海水）的周期性涨落现象。
引力与潮汐关系
月球和太阳引力作用引起地球表面各点所受引力大小和方向的变化，进而引起水体涨落。
性质
相互作用力总是成对出现，且同时产生、同时消失。它们是同一性质的力，与物体的运动状态无关。
种类与特点
种类
相互作用力包括万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力等。
万有引力
一切物体之间都存在万有引力，它与物体的质量成正比，与物体之间的距离平方成反比。
电磁力
带电粒子之间通过电磁场相互作用产生的力，包括库仑力和洛伦兹力等。

四大晶体微粒间作用力

四大晶体微粒间作用力
晶体微粒是指晶体结构中的基本单位，它们之间的相互作用力
对于晶体的性质和行为起着至关重要的作用。

在晶体学中，我们通
常将晶体微粒间的相互作用力分为四种，离子键、共价键、金属键
和范德华力。

离子键是由正负电荷之间的静电吸引力形成的一种化学键。

在
离子晶体中，正负电荷的离子通过电荷的吸引力相互结合，形成了
稳定的晶格结构。

离子键通常在具有明显正负电荷的元素之间形成，如氯化钠晶体中的钠离子和氯离子。

共价键是由原子之间共享电子形成的一种化学键。

在共价晶体中，原子通过共享电子来形成共价键，从而形成稳定的晶格结构。

共价键通常在非金属元素之间形成，如硅晶体中的硅原子和氧原子。

金属键是由金属原子之间的电子云形成的一种化学键。

在金属
晶体中，金属原子之间的电子云可以自由流动，形成了一种特殊的
电子海结构，从而形成了稳定的晶格结构。

金属键通常在金属元素
之间形成，如铜晶体中的铜原子。

范德华力是由分子之间的瞬时诱导偶极子相互作用形成的一种
相互作用力。

在范德华力中，分子之间的瞬时诱导偶极子可以引起
相互吸引或排斥的作用，从而形成了一种相对较弱的相互作用力。

范德华力通常在非极性分子之间形成，如石英晶体中的二氧化硅分子。

这四种晶体微粒间的作用力在晶体结构和性质中起着至关重要
的作用。

它们的不同特性决定了晶体的硬度、熔点、导电性等性质，也影响着晶体的应用领域和性能表现。

因此，对于这些作用力的深
入理解和研究，对于晶体学和材料科学具有重要的理论和实际意义。

四种基本相互作用力

四种基本相互作用力：1，万有引力万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

计算公式两个可看作质点的物体之间的万有引力[1]，可以用以下公式计算：F＝GmM/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。

其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。

为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。

万有引力的推导：若将行星的轨道近似的看成圆形，从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的，即：ω=2π/T(周期)如果行星的质量是m，离太阳的距离是r，周期是T，那么由运动方程式可得，行星受到的力的作用大小为mrω^2=mr（4π^2）/T^2另外，由开普勒第三定律可得r^3/T^2=常数k'那么沿太阳方向的力为mr（4π^2）/T^2=mk'（4π^2）/r^2由作用力和反作用力的关系可知，太阳也受到以上相同大小的力。

从太阳的角度看，（太阳的质量M）（k''）（4π^2）/r^2是太阳受到沿行星方向的力。

因为是相同大小的力，由这两个式子比较可知，k'包含了太阳的质量M，k''包含了行星的质量m。

由此可知，这两个力与两个天体质量的乘积成正比，它称为万有引力。

如果引入一个新的常数（称万有引力常数），再考虑太阳和行星的质量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示为万有引力=GmM/r^2两个通常物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不予考虑。

比如，两个质量都是60千克的人，相距0.5米，他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿，而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是，天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。

在天体中质量还算很小的地球，对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。

《四种基本相互作用》精讲

本相互作用力
【二、电磁力】
（电荷相互作用力）库仑定律：是电磁场理论的基本定律
之一。真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电
荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作
用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异
名电荷相吸。公式：
F

k
(q1 q2 r2
)
。
（磁极间相互作用）：同名磁极相互排斥，异名磁极相互
吸引。
四种基本相互作用力
【三、强相互作用力】
强相互作用是核子（质子或中子）之间的核力，它是使核子结合成原子核的作用（即使中字和质子结合在一起）。强力是四种基本力中最强，但是作用距离最短的。强力的作用范围很短，但表现形式也不同。在远距离时，强力为零。当原子核之间的距离小于 31015m 时，强力开始生效，表现为一股巨大的引力。但当两者进一步接近时，达到 0.51015m，强力会转化为斥力。这种作用可以将原子核内部的各个结构牢牢结合在一起。
四种基本相互作用力
【解析】
在当前的研究水平上，可以认为自然界所有的相互作用归纳为四种，A正确；在四种基本相互作用力中，万有引力是最弱的。B错误；随着研究的深入，已发现四种基本相互之间的统一关系，如“弱电统一”，四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用，C错误；万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力，D正确。
【答案】 AD
四种基本相互作用力
【六、变式训练】
下列各组力，全部以效果命名的是( ) A、弹力、动力、斥力、分子力 B、重力、弹力、摩擦力、电磁力 C、阻力、磁力、动力、支持力 D、压力、拉力、牵引力、浮力
【解析】
力的分类（按力的性质和力产生的效果分类）性质力—重力、弹力、摩擦力… 效果力—动力、阻力、压力、支持力…

四种基本相互作用力

四种基本相互作用力：1，万有引力万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

计算公式两个可看作质点的物体之间的万有引力[1]，可以用以下公式计算：F＝GmM/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。

其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。

为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。

万有引力的推导：若将行星的轨道近似的看成圆形，从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的，即：ω=2π/T(周期)如果行星的质量是m，离太阳的距离是r，周期是T，那么由运动方程式可得，行星受到的力的作用大小为mrω^2=mr（4π^2）/T^2另外，由开普勒第三定律可得r^3/T^2=常数k'那么沿太阳方向的力为mr（4π^2）/T^2=mk'（4π^2）/r^2由作用力和反作用力的关系可知，太阳也受到以上相同大小的力。

从太阳的角度看，（太阳的质量M）（k''）（4π^2）/r^2是太阳受到沿行星方向的力。

因为是相同大小的力，由这两个式子比较可知，k'包含了太阳的质量M，k''包含了行星的质量m。

由此可知，这两个力与两个天体质量的乘积成正比，它称为万有引力。

如果引入一个新的常数（称万有引力常数），再考虑太阳和行星的质量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示为万有引力=GmM/r^2两个通常物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不予考虑。

比如，两个质量都是60千克的人，相距0.5米，他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿，而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是，天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。

在天体中质量还算很小的地球，对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。

自然界存在的四个基本相互作用力

自然界存在的四个基本相互作用力自然界存在四个基本相互作用力，分别是万有引力、电磁力、弱相互作用力和强相互作用力。

这四种力量相互作用，同时也是维持宇宙中万物的稳定性、运动和转化的基础，下面将对这四种力量进行详细介绍。

一、万有引力万有引力是一种物质间的相互作用，表现为物体间的相互吸引。

万有引力是宇宙中最普遍的一种力量，无处不在，它存在于所有的物理天体之间，并支配着宇宙的运动。

这种力量是牛顿发现的，其原理在于两个物体之间的引力作用力大小与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

这意味着，每个物体都会吸引其他物体，吸引力的大小取决于它们的质量和距离之间的关系。

二、电磁力电磁力是负责电荷间相互作用的力量，由电子和原子核之间的相互吸引和排斥形成。

电磁力是最广泛的一种相互作用，它支配着物质世界的所有运动，如化学反应、静电场、磁场等。

当环流电子在一个磁场中移动时，就产生了电磁感应力，这也是电动机和变压器等电子设备的基本工作原理。

三、弱相互作用力弱相互作用力是介子粒子之间的相互作用力，负责介子粒子的衰变。

它是一种非常短距离的力量，只在粒子核的内部起作用。

相比于其他三种相互作用力，弱相互作用力的作用范围相对较小，它不会影响到许多大量物质的动态行为。

四、强相互作用力强相互作用力是粒子之间的相互作用力，它是质子和中子之间的相互作用，主要存在于原子核的内部。

因为它非常强大，所以原子核才不会崩塌，进而使原子稳定，从而保证了世界万物的基本稳定性。

综上所述，四个基本相互作用力在宇宙中起着非常重要的作用，它们相互作用、协调作用，促进了整个宇宙的发展、生长和逐渐变化，这一切都折射出宇宙纪律和科学原理的一个统一性和完整性，使得宇宙中的一切都变得可能和美好。