四种力的基本相互作用
强相互作用
④什么是比结合能？为什么说比结合能
越大，原子核中核子结合越牢固、原子 越稳定？ 结合能与核子数之比，称做比结 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。因为比结合 能越大，将相同数量的核子分开所 需的能量越大。
四、质量亏损 ①物体的质量和能量有何关系？若 一个物体质量减小了△m，那么它的 能量减小多少？
②结合能是原子具有的能量吗？如何理解结 合能？ 当核子结合成原子核时要放出一定能量； 原子核分解成核子时，要吸收同样的能量。 这个能量叫做原子核的结合能。
பைடு நூலகம்
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有 的能量，而是为把核子分开而需要的能量。
③结合能的大小与什么因素有关？
组成原子核的核子数。组成原子核的核子 数越多，结合能越大。
③若不断增大原子核的中子数，能不断增大 原子核吗？为什么？
不能；由于核力的作用范围是有限的， 以及核力的饱和性，如果我们继续增大原子 核，一些核子间的距离会大到其间根本没有 核力的作用，这时即使再增加中子，形成的 核也一定是不稳定的。 在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会 进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就 瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留 了下来。现在观察到的天然放射性元素，则 正在瓦解之中。
三、结合能
①将一个质子和中子结合在一起，会产生 什么现象？若要把它们分开，需要什么条 件？ 宏观模型：相距很远的两个物体，由于万 有引力而相互接近，运动速度越来越大， 引力势能转化为动能最后撞在一起，动能 变成它们的内能散失掉了。两个物体为了 结合而付出了代价－－失去了一些能量， 如果要把它们分开，还要重新赋予它们这 份能量。
②稳定的重核（原子序数大于20）的质子 数和中子数有何特点？你能分析其中的原 因吗？
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
强相互作用与弱相互作用的统一理论
强相互作用与弱相互作用的统一理论在粒子物理学领域中，存在着四种基本相互作用力：强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用。
这四种力量是构成宇宙万物的基础，并且控制着物质的性质和相互作用方式。
而强相互作用和弱相互作用之间的统一理论是科学家长期以来一直在追求的目标。
强相互作用是一种描述质子和中子结合在原子核内，形成稳定原子核的力量。
它是宇宙中最强的相互作用力，能够使质子和中子紧密地结合在一起。
强相互作用的传递介子是一种被称为胶子的粒子，而这种介子传递力量的方式被称为胶子交换。
与此相对的是弱相互作用，它是一种使得质子和中子中的夸克发生转变的相互作用力。
弱相互作用对一些放射性核变和粒子衰变等过程起着至关重要的作用。
弱相互作用的传递粒子为带电弱子，包括带电W玻色子和中性Z玻色子。
根据目前的理论，强相互作用和弱相互作用被量子色动力学（QCD）和电弱统一理论所描述。
量子色动力学是描述强相互作用的理论，而电弱统一理论是将电磁相互作用和弱相互作用统一起来的理论。
然而，科学家们仍然希望能够找到一种将强相互作用和弱相互作用统一的更加完善的理论，这被称为强弱统一理论。
强弱统一理论是当代粒子物理学研究中的重要课题之一。
科学家们希望能够找到一种更加简洁且完整的理论，将强相互作用和弱相互作用统一起来，并能够预测和解释更多的实验现象。
目前，科学家们通过实验和理论的研究已经取得了一些重要的进展。
一种有望解决强弱相互作用统一的理论是超对称理论。
超对称理论认为，每一种粒子都存在一个超对称伴，这种超对称粒子被称为超对称粒子。
超对称理论可以很好地解释强弱相互作用力的差异，但是目前仍然需要更多的实验证据来验证这个理论。
除了超对称理论，弦理论也被认为是解决强弱相互作用统一的可能途径之一。
弦理论认为，一切物质都是由一维的弦所组成的，弦的振动模式决定了物质的性质和相互作用方式。
然而，弦理论目前还存在一些困难和未解决的问题，需要进一步的研究和实验证据。
5-3核力与结合能(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立。
练习、下列有关质能方程的说法中，正确的是（
）
B
A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相
互转化
B.由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质
量作为它所蕴藏的能量的量度
比结合能不一定小。
(2)判断原子核稳定性，比较比结合能的大小，而不是比较结合
能的大小，比结合能越大，原子核越稳定。
(3)核的大小与原子核稳定的关系方面：中等大小核的比结合能
最大、原子核最稳定。
练习、(多选)对结合能、比结合能的认识，下列说法正确
的是(
)
A．核子结合为原子核时，一定释放能量
B．核子结合为原子核时，可能吸收能量
5.3 核力与结合能
学习目标
1、知道核力的概念和特点，了解自然界存在的四种基本相互作用
2、知道稳定原子核中质子与中子的比例随原子序数的增大而减小
3、知道并理解原子核的结合能和比结合能的概念。
4、知道什么是质量亏损,能应用爱因斯坦质能方程进行计算。
一、核力与四种基本相互作用
1、核力
（1）定义：使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核的力
算，即用质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV.(1 u相当于931.5
MeV)
3、利用比结合能来计算核能
原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数，核反应中反应前系统
内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，
就是该核反应所释放(或吸收)的核能.
练习、一个锂核( 73Li
)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子.已知
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结
高中物理必修一第三章相互作用知识点总结高中物理必修一第三章相互作用知识点总结高中物理必修一第三章相互作用知识点总结一、重力，基本相互作用1、力和力的图示2、力能改变物体运动状态3、力能力物体发生形变4、力是物体与物体之间的相互作用（1）、施力物体（2）受力物体（3）力产生一对力5、力的三要素：大小，方向，作用点6、重力：由于地球吸引而受金星的力大小G=mg方向:竖直向下重心：重力的作用点均匀分布、形状规则物体：几何对称中心质量分布不均匀，由质量分布决定重心质量分部均匀，由形状决定重心7、四种基本作用（1）万有引力（2）电磁相互作用（3）强相互作用（4）弱相互作用二、弹力1、性质：接触力2、弹性形变：当外力撤去其后后粒子恢复原来的形状3、弹力产生条件（1）挤压（2）发生弹性形变4、方向：与形变方向相反5、常见弹力（1）双重压力垂直于接触面，指向被压物体（2）支持力垂直于接触面，指向被支持物体（3）拉力：沿绳子收缩方向（4）弹簧弹力方向：可短可长沿一般来讲弹簧方向与形变方向相反6、弹力大小计算（胡克定律）F=kxk劲度系数N/mx伸长量三、摩擦力产生条件：1、两个物体接触且零碎2、有相对运动或相对运动趋势静摩擦力产生条件：1、接触面粗糙2、相对运动趋势静摩擦力方向：沿着接触面与运动市场趋势方向相反大小：0≤f≤Fmax滑动摩擦力产生条件：1、接触面粗糙2、有相对滑动大小：f＝μNN相互接触时构成的弹力N可能等于Gμ动摩擦因系数没单位四、力的合成与分解方法：等效替代力的合成：求与两个力或多个力效果相同的一个十多个力求合力方法：平行四边形定则（合力是以两分力为邻边的平行四边形对角线，对角线半径即合力的大小，方向即合力的方向）合力与分力的关系1、合力可以比分刺足，也可以比分力小2、夹角θ一定，θ为锐角，两分力增大，合力就增大3、当两个分力大小多少，夹角增大，合力就增大，夹角增大，合力就减小（0＜θ＜π）4、合力最大值F=F1+F2最小值F=|F1-F2|力的分解：已知合力，求替代F的两个力原则：分力与合力遵循平行四边形斯维恰河余因子本质：力的合成的逆运算找分力的方法：1、确定合力的作用效果2、形变效果3、由分力，联动用平行四边形定则连接4、作图或计算（计算方法：余弦定理）五、受力分析步骤和方法1.步骤（1）研究对象：受力物体（2）隔离开受力物体（3）顺序：①场力（重力，电磁力）②弹力：绳子拉力沿绳子方向轻弹簧显然压缩或伸长与形变方向恰恰相反轻杆可能沿杆，也可能不沿杆面与面优先垂直于面的③摩擦力静摩擦力方向1.求2.假设滑动摩擦力方向与相对方向相反或与相对速度相反④其它力（题中已知力）（4）检验若有施力物体六、摩擦力分析万萨县分析1、条件①接触且粗糙②相对运动趋势2、大小0≤f≤Fmax3、方法：①假设法②平衡法滑动摩擦力分析1、接触时粗糙2、相对滑动七、补充结论1.斜面倾角θ动摩擦因系数μ=tanθ物体在斜面上匀速下滑μ＞tanθ物体保持静止μ＜tanθ物体在横向上加速下滑2.三力合力最小值若构成一个三角形则合力为0若不能则F=Fmax-(F1+F2)四力最大值三个力相加回顾高中物理必修一知识点总结：第三章相互作用在我们生活的世界有形形色色的物体，他们之间不是软弱存在的，各种星体之间都存在着各式各样中子星的相互作用。
弱相互作用力
弱相互作用力弱相互作用力是四种基本相互作用力之一，其他三种是电磁力、强相互作用力和引力。
弱相互作用力主要负责粒子之间的衰变和转换。
它是一种非常短程的作用力，只能在非常近距离内发生作用。
弱相互作用力的引入是为了解释一些实验观察到的现象，例如贝塔衰变和中微子的存在。
贝塔衰变指的是一种粒子的转变成另一种粒子的现象。
例如，中子可以衰变成质子和电子，这个过程就是贝塔衰变。
中微子则是一种电中性、质量非常小的粒子，几乎没有相互作用。
弱相互作用力在这些现象中起到了关键作用。
弱相互作用力的特点是非常弱，远远小于电磁力和强相互作用力。
这是因为弱相互作用力是通过交换弱玻色子来传递的，而弱玻色子的质量非常大，相应的传递距离非常短。
这样，弱相互作用力只能在非常近距离内发生作用，因此它的强度较弱。
弱相互作用力的理论框架是电弱统一理论。
根据电弱统一理论的描述，弱相互作用力和电磁力实际上是同一种基本力，只是在某种特定的能量尺度下表现出不同的性质。
在低能量尺度下，弱相互作用力和电磁力分离开来，而在高能量尺度下它们统一在一起。
弱相互作用力的研究对于我们理解宇宙的起源和演化具有重要意义。
在宇宙大爆炸发生之初，宇宙中存在非常高的能量密度，弱相互作用力和电磁力还没有分离开来。
随着宇宙的膨胀和冷却，弱相互作用力和电磁力逐渐分离，形成了我们现在所熟悉的弱相互作用力和电磁力。
通过研究弱相互作用力，我们还可以深入了解基本粒子的性质和相互关系。
例如，中微子的存在就是弱相互作用力的结果。
中微子在衰变和转换过程中起到了非常重要的角色。
通过对中微子的研究，我们可以了解它们的质量、振荡以及与其他粒子的相互作用。
总的来说，弱相互作用力是一种非常短程、较弱的力，负责粒子之间的衰变和转换。
它在贝塔衰变和中微子的存在中起到了关键作用。
弱相互作用力的理论描述是电弱统一理论。
通过研究弱相互作用力，我们可以更深入地了解宇宙的演化和基本粒子的性质。
弱相互作用力是我们理解宇宙微观世界的重要组成部分。
强相互作用和弱相互作用的基础
强相互作用和弱相互作用的基础在物理学中，基本相互作用是构成宇宙的四种基本力。
这四种基本力分别是强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用。
在这篇文章中，我们将重点探讨强相互作用和弱相互作用的基础知识。
这两种相互作用在微观尺度上起着至关重要的作用，特别是在原子核和基本粒子层面。
强相互作用定义与特点强相互作用，也称为强核力，是作用在原子核内部的一种力，主要负责维持原子核的稳定。
它是一种短程力，作用距离约为 (10^{-15}) 米，远小于电磁相互作用的作用距离。
强相互作用的特点是它非常强大，能够克服电磁相互作用，使得质子和中子能够紧密结合在一起，形成原子核。
强相互作用的载体强相互作用的载体是胶子，它是强相互作用的基本粒子。
胶子通过交换的方式传递强相互作用，使得质子、中子等强子之间产生吸引力，从而维持原子核的稳定。
强相互作用的描述强相互作用的描述采用量子色动力学（QCD），这是一套基于量子场论的物理理论。
在QCD中，强相互作用被视为一种色荷之间的相互作用，色荷是强子的一种属性。
QCD成功地预测了强相互作用在各种不同条件下的行为，包括高能碰撞和高温环境。
弱相互作用定义与特点弱相互作用，也称为弱核力，是作用在基本粒子之间的一种力，主要负责某些基本粒子的衰变过程。
它是一种短程力，作用距离约为 (10^{-18}) 米，远小于电磁相互作用的作用距离。
弱相互作用的特点是它相对较弱，约为电磁相互作用的百万分之一，但它具有独特的作用机制。
弱相互作用的载体弱相互作用的载体是W和Z玻色子，它们是弱相互作用的基本粒子。
W和Z玻色子通过交换的方式传递弱相互作用，使得基本粒子之间产生吸引力或排斥力，从而驱动基本粒子的衰变过程。
弱相互作用的描述弱相互作用的描述采用弱相互作用理论，这是一套基于量子场论的物理理论。
在弱相互作用理论中，弱相互作用被视为一种基本粒子之间的交换相互作用，其基本过程包括W和Z玻色子的产生和消失。
弱相互作用理论成功地解释了许多实验现象，如β衰变和电子与质子的相互作用。
高中物理必修相互作用思维导图
由于地球的变吸化引而使物体受用
G=mg
纬度越高 g 越大，地势越高 g 越小。通常 g=9.8N/kg
到的力。
竖直向下，非垂直向下，不一定沿地球
内，弱是强 的 10-6 倍。
作用 半重径心方：与向物。体形状和质量分布有关，ห้องสมุดไป่ตู้量
用 种力
产点生 分发布生均弹匀性、形开变关的形物状体规由则于的要物恢体复，原重状心，在对与它接触
有唯一
解
分解类 型
小 已方 知向 两个分力的 方向 大已小知一个分力的大
F2<Fsin F2＝
解 有无数 解无解 解有唯一
θ Fsinθ
有两种
产生 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有
摩擦 力
大小
方向 作用
静相摩对擦力运动0趋<F势f<F时f 平，衡在法 接牛触顿第面二上定律产法生的牛顿阻第碍三定相律对过渡运动
滑或动相摩擦对力运动滑趋动势摩的擦力定。律 m
Ff=
平衡
牛顿第二定
牛
与相对运动或相对运动趋势方向相反
在接触点（接触μ力）FN
弹力
大小 胡几克何定中律心。不平一衡定的牛在物顿物体第体产二上生定。的力牛。顿第三定律 面 与面（切面）垂直且指向受力物体。
方向 F与=k施x力物体的法形变律方法 绳 沿绳背离受过力渡物体（指向绳收缩的方向）。
杆 不一定沿杆（具体问题具体分析）
作用
在接触点（接触力）
向相反
常见点弹力 拉力 推力
压力 支持力
四种基本相互 作用
万有引 力
远程
力 物体间的相互 单位：牛顿，牛，
电磁相互 力
力的三要作用。方大向
谈四种基本相互作用及其统一问题
谈四种基本相互作用及其统一问题一、四种基本相互作用物质处于不断运动变化之中，物质之间的各种相互作用支配着物质的运动和变化。
物质之间的相互作用十分复杂，它们有各种各样的表现形式，但按照目前的认识，它们可以归纳为四种基本相互作用。
最早被人们认识的相互作用是电磁相互作用。
公元前6世纪古希腊的泰勒斯用琥珀和毛皮摩擦，开始认识摩擦生电现象。
公元前3世纪我国《吕氏春秋》中就有关于磁石吸引铁的记载。
但真正对电磁规律作定量描述还是最近二三百年的事情。
麦克斯韦总结了前人一系列发现和实验成果，于1875年提出了描写电磁作用的基本运动方程式，后来称为麦克斯韦方程。
这是第一个完整的电磁理论体系，它把两类作用——电与磁——统一起来了，定量地描述了它们之间的相互影响相互转变的规律。
麦克斯韦方程还揭示了光的电磁本质：光本身是一定频段的电磁波。
1900年瑞利(Rayleigh)和金斯(Jeans)根据经典物理学推导出关于黑体辐射强度的所谓瑞利—金斯公式。
这公式在长波部分与实验符合很好，但在短波部分辐射强度不断增大，称为紫外困难。
这种紫外困难反映了经典物理学的困难。
面对这一困难，普朗克勇敢地放弃了经典物理的能量均分原理，提出了电磁波的能量子假说，电磁波的能量只能不连续地、一份一份地被辐射或吸收。
1905年爱因斯坦从光电效应的分析中提出光量子理论，光不仅在能量组成上是不连续的，而且在结构上也是不连续的。
爱因斯坦第一次把两种对立的观念——粒子和波动——统一了起来：光在传播过程中突出地表现了它们的波动性，它有干涉、衍射和折射等现象；但光在与物质相互作用中突出地表现了它的粒子性，光量子带有一定的能量和动量，可以与其他物质交换，发生相互作用。
列别捷夫的光压实验证实了光量子的能量动量与光的频率波长的关系式。
还是在1905年，爱因斯坦分析了几个与经典物理尖锐对立的光及电磁现象的实验，提出了狭义相对论，从而开始了20世纪物理学的第一场革命。
狭义相对论改变了牛顿的时空观，开始认识到时间空间是物质的存在形式，时间空间与物质不可分隔。
相互作用力的定义
相互作用力的定义相互作用力是物理学中的一个基本概念，指的是在两个物体之间可能存在的一种力。
这种力可以是吸引力，也可以是斥力。
在自然界中，相互作用力是物体彼此之间交互作用的结果，它们可以影响物体的运动以及使它们发生变形。
相互作用力在物理学中有着非常重要的地位，因为它们是我们理解物体交互作用和相互影响的基础。
相互作用力的种类相互作用力可以分为四种，分别是万有引力、电磁力、强作用力和弱作用力。
1、万有引力：它是一种吸引力，作为引力的负责者，牛顿将万有引力称为地球和其他天体之间的引力。
而爱因斯坦更进一步的发现了质量互相之间的相互作用与宇宙的结构之间有着密不可分的关系。
在多个物品之间的状态上，万有引力是最具有代表性的相互作用力，天体之间的相互作用基本上都可以用万有引力来描述。
2、电磁力：它包括了正负电荷之间的作用力和磁场的作用力。
我们平时所说的电磁感应现象，就是一种电磁力相互作用的体现。
而物理中所描述的光、辐射和舞台话剧效果等等都是由电磁力所产生的。
电磁力的强弱与电荷的大小和距离有关。
3、强作用力：它是一种极短距离力，它唯一的作用就是将质子和中子束缚在原子核内。
强作用力是我们目前所知道的常规物质所能打扰的极限距离上的相互作用力之一，但是强作用力在现代科学中得到了深入研究，也为人类梦想的实现开辟了新的时代。
4、弱作用力：它与强作用力相反，是一种短距离力，是为了解释核子之间的变化和放射性退化现象而创造的。
它对于我们日常生活中的物理现象没有显著影响。
相互作用力的特点相互作用力具有一些共同的特点，这些特点不仅说明了相互作用力的性质，同时也为科学家研究物理现象提供了参考。
1、大小：相互作用力的大小由物体的质量和位置(或距离)共同决定。
2、方向：相互作用力的方向总是彼此相反，如一个物体对另一个物体施加的力，另一个物体也必然对它施加相同大小的相反方向力。
3、作用范围：相互作用力具有作用范围的限制，由作用范围内的状态决定。
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四种力的基本相互作用
四种力的基本相互作用是指自然界中的四种基本力，分别为重力、电磁力、弱相互作用力和强相互作用力。
这些力是负责物质世界中所有物质和能量交互的基础。
其中，重力是最弱的力，但它是宏观物体间相互作用的主要力量；电磁力是影响原子和分子间相互作用的主要力量；弱相互作用力和强相互作用力则负责粒子间的相互作用。
这四种力共同构成了自然界中最为基本的相互作用。
了解这四种力的基本相互作用可以帮助我们更好地理解自然界中各种现象的本质。
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