高中物理 四种基本相互作用
高一物理知识点归纳总结相互作用
高一物理知识点归纳总结相互作用物理学是自然科学的一个重要分支，研究物体之间的相互作用以及它们在空间中的运动规律。
在高中物理学习中，了解和掌握各种相互作用是非常关键的。
本文将对高一物理学习中涉及的几个重要的相互作用进行归纳总结，以帮助学生更好地理解和掌握这些知识点。
一、重力作用重力是一种普遍存在的相互作用，在我们的日常生活和宇宙中无处不在。
重力作用是由质量之间的相互吸引而产生的。
按照万有引力定律，两个物体之间的吸引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
重力还可以解释地球上物体下落的现象，也是天体运动的基本原因。
二、摩擦力作用摩擦力是物体之间由于接触而产生的相互作用。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是当两个物体相对运动的趋势受到阻碍时产生的力。
动摩擦力是两个物体相对运动时由于表面间的摩擦而产生的力。
摩擦力的大小取决于物体之间的粗糙程度和压力大小。
三、弹力作用弹力是物体之间由于弹性形变而产生的相互作用。
当一个物体被压缩或拉伸时，它会产生弹性形变，这时物体内部的分子结构会发生变化，使得物体恢复原有的形状。
弹力与物体的形变成正比，与物体的弹性系数成正比。
弹簧是一个常见的弹性体，通过弹簧的拉伸和压缩，我们可以感受到弹力的存在。
四、电磁力作用电磁力是物体之间由于电荷之间的相互作用而产生的力。
根据库仑定律，两个电荷之间的电磁力与它们之间的距离的平方成反比。
电磁力不仅存在于静电场中，还存在于电流和磁场中。
电场和磁场对物体之间的相互作用具有重要影响，进一步扩展了电磁力的应用范围。
五、压力作用压力是一种物质对物体表面单位面积产生的力。
当一个物体受到外力的作用时，它会产生对外的压力。
按照帕斯卡定律，物体内的液体或气体在任意位置上的压力大小是相等的。
压力作用在液压和气压领域有广泛的应用，如水泵、液压千斤顶等。
通过对以上几种相互作用的归纳总结，我们可以更好地理解物体之间的相互作用以及它们对物体运动的影响。
高中物理必修一3.1重力_基本相互作用
说明： 1）质量分布均匀、形状规则物体，重心在物体的几 何中心
2）质量分布不均匀的物体，重心跟质量分布及物体 形状都有关 3）重心可能在物体上，也可能在物体之外 制作人：王怀龙
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
高一物理备课组
思考： 质量均匀分布、形状不规则的薄板的重心该如何确定？
“悬挂法”
制作人：王怀龙
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1. 什么是力？
脚 地球 手 马 运动员 施力物体 踢 吸引 压（拉） 拉 举 作用 足球 苹果 弹簧 车 重物 受力物体
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
制作人：王怀龙
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定义：力是物体与物体之间的相互作用 1. 物质性：不能脱离物体单独存在; 一定有施力物体和受力物体
“一个巴掌拍不响”
2. 相互性： 一个物体是施力物体的同时必然是受力物体；
“船桨划水，水推船桨”
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
3. 矢量性：既有大小，又有方向
制作人：王怀龙
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4.力的作用效果
1.使受力物体发生形变
物体的形状和体积发生改变
2.改变物体的运动状态（速度）
制作人：王怀龙
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6. 力的图示和示意图
力的示意图 （只画出力的作用点和方向） 力的图示
力的三要素：力的大小、方向和作用点
作图步骤：
1、选定合适的标度；
2、从作用点沿力的方向画一线段，线段的长度由 力的大小和所选标度确定； 3、画上箭头（表示力的方向），注上F=80N。 制作人：王怀龙
细 节 决 定 成 败 ， 态 度 决 定 一 切
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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
高中物理新教材同步选择性必修第三册 第5章原子和原子核 3 核力与结合能
3核力与结合能[学习目标] 1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用.2.了解结合能和比结合能的概念.3.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行相关的计算．一、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核．这种作用称为强相互作用．2．强相互作用的特点(1)强相互作用是短程力，作用范围只有约10－15 m.(2)距离增大时，强相互作用急剧减小．超过10－15 m，相互作用不存在．3．弱相互作用(1)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．(2)弱相互作用是短程力，其力程只有10－18 m.4．四种基本相互作用二、结合能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，叫作比结合能，也叫作平均结合能．比结合能越大，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．三、质量亏损1．质能方程物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2.2．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．判断下列说法的正误．(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)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)(4)比结合能越大，原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大．(×)2．已知α粒子(42He)是由2个质子、2个中子组成的，取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.则α粒子的结合能为________．(结果保留两位有效数字)答案 4.3×10－12 J解析组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mαα粒子的结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE≈4.3×10－12 J.一、核力与四种基本相互作用1．核力(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现．(2)核力是短程力，约在10－15 m 数量级时起作用，距离大于0.8×10－15 m时为引力，距离小于0.8×10－15 m时为斥力，距离超过1.5×10－15 m时核力几乎消失．(3)核力具有饱和性，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，而不是与核内所有核子发生作用．2．四种基本相互作用的作用尺度(1)在原子核内，强相互作用将核子束缚在一起．(2)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)万有引力主要作用于宏观和宇宙尺度上，是万有引力使行星绕着恒星运行，并且联系着星系团．(2021·江西高二期中)关于核力，下列说法正确的是()A．核力的作用范围只有约10－15mB．核力本质上属于电磁相互作用C．中子和中子之间不会有核力作用D．核力减小是发生β衰变的原因答案 A解析核力是短程力，作用范围在原子核内部，作用范围只有约10－15m，选项A正确；核力属于强相互作用，不属于电磁相互作用，选项B错误；核力存在于核子之间，质子与质子，质子与中子，中子与中子之间均存在核力，选项C错误；弱相互作用才是引起β衰变的原因，选项D错误．二、结合能和比结合能结合能把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子数的比值，它反映了原子核的稳定程度不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示比结合能曲线从图中可看出，中等大小的核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小(2021·江苏苏州市高二期中)原子核的比结合能随质量数变化的图像如图1，下列说法正确的是()图1A．质量数越大的原子核，核子结合得越牢固B.21H核比42He核稳定C.8936Kr核的结合能大于235 92U核的结合能D．两个21H核结合成42He核时释放能量答案 D解析中等质量数的原子核比结合能较大，核子结合得牢固，选项A错误；42He核的比结合能比21H核大，则42He核更稳定，选项B错误；8936Kr核的比结合能大于235 92U核的比结合能，但是8936Kr核的结合能小于235 92U核的结合能，选项C错误；两个21H核结合成42He核时释放能量，选项D正确．三、质量亏损核能的计算1．质量亏损Δm的理解所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给．2．质能方程E＝mc2的理解(1)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2.(2)运用质能方程时应注意单位．一般情况下，公式中各量都应取国际单位制单位．但在微观领域，用国际单位制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1 u对应931.5 MeV能量．命题角度1爱因斯坦质能方程的理解下列有关质能方程的说法中，正确的是()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C．核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量D．因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒、系统的总能量和总质量并不守恒答案 B解析E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，B项正确；核反应中发生的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量突变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项错误；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，只是物质由静质量变成动质量，故D项错误．命题角度2核能的计算一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知质子的质量是1.672 6×10－27 kg，锂核的质量是11.650 5×10－27 kg，氦核的质量是6.646 6×10－27 kg，光速c＝3×108 m/s.(1)写出上述核反应的方程；(2)计算上述核反应释放的能量．答案(1)73Li＋11H→242He(2)2.691×10－12 J解析(1)该核反应方程为73Li＋11H→242He(2)核反应的质量亏损Δm＝m Li＋m p－2mα＝(11.650 5×10－27＋1.672 6×10－27－2×6.646 6×10－27) kg＝2.99×10－29 kg释放的能量ΔE＝Δmc2＝2.99×10－29×(3×108)2 J＝2.691×10－12 J.核能的计算方法1．根据质量亏损计算(1)根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.(2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．①若Δm的单位是千克，则需要将c＝3×108 m/s代入，计算得到的ΔE的单位为焦耳．②若Δm的单位是原子质量单位u，则可用ΔE＝Δm×931.5 MeV计算，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)2．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．针对训练(多选)在某些恒星内，3个α粒子结合成一个12 6C，12 6C原子核的质量是12.000 0 u，4He原子核的质量是4.002 6 u，已知1 u的质量对应931.5 MeV的能量，则此核反应所释放2的核能约为()A．7.265 7 eV B．5.265 7 eVC．1.16×10－12 J D．1.16×10－9 J答案AC解析由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u＝7.265 7 MeV＝7.265 7×106×1.6×10－19 J≈1.16×10－12 J，故A、C正确．1．(核力的特点)(多选)关于核力，下列说法中正确的是()A．核力是一种特殊的万有引力B．原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用C．核力是原子核稳定存在的原因D．核力是一种短程强相互作用答案CD解析核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，是核子间的强相互作用，作用范围约1.5×10－15m，原子核的半径数量级为10－15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核稳定存在的原因，故选C、D.2．(结合能、比结合能)(多选)(2021·浙江高二期中)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．比结合能越大，原子核越不稳定D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能答案AB解析原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A正确；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，故衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；比结合能越大，原子核越稳定，C错误；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，D错误．3．(质量亏损与质能方程)假设两个氘核在一直线上相碰发生核反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m1，中子的质量是m2，氦核同位素的质量是m3，光在真空中的速度为c.(1)写出该核反应的方程式；(2)求该核反应中释放出的能量ΔE.答案(1)21H＋21H→32He＋10n(2)(2m1－m2－m3)c2解析(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程式为：21H＋21H→32He＋10n(2)核反应过程中的质量亏损为：Δm＝2m1－(m2＋m3)该核反应放出的能量为：ΔE＝Δmc2＝(2m1－m2－m3)c2.4．(质量亏损与质能方程)(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循坏，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν，已知11H和42He的质量分别为m p＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV答案 C解析核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确．考点一核力1．关于核力，下列说法正确的是()A．在原子核内，靠核力将所有核子束缚在一起B．在原子核内，只有质子和中子之间有核力C．在原子核内，任意两个核子之间都存在核力的作用D．核力和万有引力是同种性质的力答案 A解析在原子核内，质子和质子、质子和中子、中子和中子之间都存在核力，靠核力将所有核子束缚在一起，核力只在相邻的核子之间起作用，A正确，B、C错误；核力与万有引力不是同一种性质的力，D错误．2．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力答案 D解析核力是强相互作用，它能将核子束缚在原子核内，万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略，故D正确．考点二结合能3．(多选)不同原子核的比结合能是不同的，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核的比结合能小，由此可以确定，下列核反应能释放大量核能的是()A．中等质量的原子核结合成质量较大的重核B．质量较大的重核分裂成中等质量的原子核C．中等质量的原子核分裂成质量较小的轻核D．质量较小的轻核结合成中等质量的原子核答案BD解析两个中等质量的核结合成重核的过程，核子的比结合能减少，整个过程将要吸收能量，A项错误；质量较大的重核分裂成中等质量的原子核，是上述过程的逆过程，是放出能量的，B项正确；根据同样的方法，可知C项错误，D项正确．4．(2020·全国高三课时练习)如图1所示，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是()图1A．重的原子核，例如铀核23592U，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定B．锂核63Li的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定C．比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，比结合能越大的原子核越稳定D．以上三个表述都错误答案 C解析组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大，比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核才越稳定，C正确．5.(2021·山西长治市第二中学高二期中)钚的一种同位素239 94Pu衰变时释放巨大能量，如图2所示，其衰变方程为239Pu→235 92U＋42He，并伴随γ光子辐射，则下列说法中正确的是() 94图2A．核燃料总是利用比结合能小的核B．核反应中γ光子的能量就是239 94Pu核的结合能C.239 94U核比239 94Pu核更稳定，说明235 92U核的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以239 94Pu核比235 92U核的比结合能大答案 A考点三质量亏损与质能方程6．(多选)对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是()A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少了ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与结合成的原子核的质量之差就是Δm答案ABD解析一定的质量对应一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确；如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2，所以选项B正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C错误．7.如图3所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是()图3A．将原子核A分解为原子核B、C吸收能量B．将原子核D、E结合成原子核F吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量答案 C解析因B、C核子平均质量小于A核子的平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故一定放出能量，A错误；同理可得B、D错误，C正确．8．(多选)铁的比结合能比铀核的比结合能大，下列关于它们的说法正确的是()A．铁核的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．若铀核能发生核反应变成铁核，则要放出能量D．若铀核能发生核反应变成铁核，则发生质量亏损答案BCD解析铁核的比结合能大，更稳定些，铀核比结合能小，发生核反应变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确．铁核的结合能是小于铀核的结合能的，故A错误．9．(多选)在某些恒星内，3个α粒子结合成1个C原子，C原子的质量是12.000 0 u，He核的质量是4.002 6 u．已知1 u＝1.66×10－27 kg，则()A．反应过程中的质量亏损是0.007 8 uB．反应过程中的质量亏损约为1.29×10－29 kgC．反应过程中释放的能量约为7.26 MeVD．反应过程中释放的能量约为1.16×10－19 J答案ABC解析由题意可得核反应方程为342He→12 6C＋ΔE，则核反应中的质量亏损为Δm＝(3×4.002 6－12.000 0) u＝0.007 8 u＝0.007 8×1.66×10－27 kg≈1.29×10－29 kg，由质能方程得ΔE＝Δmc2＝1.29×10－29×(3×108)2 J＝1.161×10－12 J≈7.26 MeV，故选A、B、C.10．(多选)(2021·湖南长沙市雅礼中学高二月考)下列说法中正确的是()A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就一定失去一个电子B．核泄漏事故污染物137 55Cs会产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋X，可以判断X为电子C．某种钍同位素的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩0.2 gD．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2答案BD解析原子核发生一次β衰变，原子核内就一定有一个中子，变成一个质子，产生一个电子释放出来就是β射线，所以A错误；核泄漏事故污染物137 55Cs会产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 55Cs→137 56Ba＋X，可以判断X为电子，所以B正确；某种钍同位素的半衰期为24天，1 g钍经过120天后还剩132g，所以C错误；质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，其核反应方程为211H＋210n→42He根据爱因斯坦的质能方程可得，释放的能量是ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2所以D正确．11．(多选)(2020·浙江高二期末)氘核和氚核的核反应方程为21H＋31H→42He＋10n，已知31H的比结合能是2.78 MeV，21H的比结合能是1.09 MeV，42He的比结合能是7.03 MeV，下列说法中正确的是()A．氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力B．反应后生成的氦核的结合能为14.06 MeVC．该核反应过程释放出的能量为17.6 MeVD．原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度，该值随质量数的增加而增大答案AC解析根据原子核的组成理论，氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力，故A正确．反应后生成的氦核的结合能为4×7.03 MeV＝28.12 MeV，故B错误；氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E 2，氦核的比结合能为E 3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，该核反应中释放的核能ΔE ＝4E 3－2E 1－3E 2＝4×7.03 MeV －2×1.09 MeV －3×2.78 MeV ＝17.6 MeV ，故C 正确；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，比结合能并非随着质量数的增加而增大，故D 错误．12.31H 的质量是3.016 050 u ，质子的质量是1.007 277 u ，中子的质量是1.008 665 u ．1 u 相当于931.5 MeV 的能量，求：(计算结果保留三位有效数字)(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)答案 (1)放出能量 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV (3)1.92×1021 Hz解析 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是11H ＋210n →31H 反应前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.007 277 u ＋2×1.008 665 u ＝3.024 607 u反应后新核的质量为m H ＝3.016 050 u质量亏损为Δm ＝3.024 607 u －3.016 050 u ＝0.008 557 u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应释放能量．释放的核能为ΔE ＝0.008 557×931.5 MeV ≈7.97 MeV .(2)氚核的结合能为ΔE ＝7.97 MeV ，它的比结合能为ΔE 3≈2.66 MeV. (3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34Hz ≈1.92×1021 Hz.。
(完整)高中物理必修1第三章相互作用思维导图
互
作
常见的 三种力
弹力
用
大小 胡克定律 F=kx 平衡法 牛顿第二定律法 牛顿第三定律过渡
方向 作用点
与施力物体的形变方向相反
在接触点（接触力）
面 与面（切面）垂直且指向受力物体。 绳 沿绳背离受力物体（指向绳收缩的方向）。 杆 不一定沿杆（具体问题具体分析）
常见弹力 拉力 推力
压力 支持力
摩擦力
产生 大小 方向
共点力 共同作用在同一点，或力的作用线交于一点。（力的合成与分解针对共点力）
运算法则 平行四边形定则 三角形定则 正交分解
力的运算
力的合成 |F1|-|F2|≤F 合≤F1+F2 分解原则 任何一个力都有无数的分解方式，通常要根据实际效果分解
力的分解
已知一个分力大小方向 已知两个分力的方向
有唯一解 有唯一解
产生 由于地球的吸引而使ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体受到的力。
重力
大小 方向
G=mg 纬度越高 g 越大，地势越高 g 越小。通常 g=9.8N/kg 竖直向下，非垂直向下，不一定沿地球半径方向。
作用点 重心：与物体形状和质量分布有关，质量分布均匀、开
关形状规则的物体，重心在几何中心。不一定在物体上。
相
产生 发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
分解类型 已知两个分力的大小
实验：验证平行四边形定则。
已知一个分力的大小 F2 和另一个分力的方向θ
F2<Fsinθ F2＝Fsinθ Fsinθ<F2<F F2≥F
有无数解 无解
有唯一解 有两种解 有唯一解
两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时， 在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。 静摩擦力 0<Ff<Ffm 平衡法 牛顿第二定律法 牛顿第三定律过渡
高中物理必修一相互作用重要知识点小结
高中物理必修一相互作用重要知识点小结相互作用是指物体之间相互接触并产生相互影响的力。
在高中物理必修一中，我们学习了许多与相互作用相关的重要知识点。
以下是对这些知识点的小结。
1.基本力与相互作用定律首先，我们学习了物理中的基本力，包括重力、弹力、摩擦力和浮力。
根据相互作用定律，两个物体之间的相互作用力大小相等，方向相反。
例如，地球对物体的重力和物体对地球的引力大小相等，方向相反。
2.牛顿三定律牛顿三定律是描述相互作用的基本规律。
第一定律，也称为惯性定律，指出物体有惯性，保持匀速直线运动或静止状态，直到受到外力的作用。
第二定律说明了力的概念，即物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
第三定律指出，任何作用力都有相等大小、相反方向的反作用力。
3.重力重力是地球对物体的引力。
重力的大小与物体的质量成正比，与距离的平方成反比。
重力是人们日常生活中最常接触到的力之一，它决定了物体在地面上的重量。
4.弹力弹力是由于弹性物体的形变而产生的力。
当物体被压缩或拉伸时，弹簧或弹性体会产生弹力，使物体恢复到原始形状。
根据胡克定律，弹力与弹簧伸缩的长度成正比。
5.摩擦力摩擦力是两个物体间相对运动或准备相对运动时产生的阻碍力。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体准备相对运动时产生的力，动摩擦力是物体相对运动时产生的力。
摩擦力的大小与物体之间的粗糙程度、受力面积以及相对运动速度有关。
6.浮力浮力是物体在液体或气体中上升的力。
它是由于物体排开液体或气体而产生的。
浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重量。
根据阿基米德定律，浮力与物体在液体或气体中排开的体积成正比。
7.牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律描述的是两个物体之间的引力。
它指出，两个物体之间的引力大小与它们的质量成正比，与它们的距离的平方成反比。
万有引力定律可以解释行星运动、地球上物体的自由落体运动等现象。
8.载物斜面的力学分析载物斜面是一种应用力学分析的常见情况。
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
《第三章相互作用》人教版高中物理(必修一)单元课件
谢 谢 观 看 ！ 相互
作用
(1)弹性形变：能恢复原来形状的形变。
(2)非弹性形变:不能恢复原来形状的形变
(3)弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去外力后，物体
就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。
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第2节：弹力
思考：
谢 谢 观 看 ！ 用力压讲台桌面或者用力跺脚，用力压玻璃等，发生形变了吗？
T 弹力竖直向上.
T′ A
否则没有.
A
T A
返回
第2节：弹力
【总结提升】弹力有无的判断
方法：假设法+共点力平衡法
相互 作用
FN
谢
谢
观
FN
看
！F
F
FN FN
G 不平衡
FN
FN
F
G 不平衡
FN
不平衡
G
返回
第2节：弹力
弹力的大小和什么
相互 作用
谢 谢有关观？ 看 ！
弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变 消失，弹力也消失。
谢 谢 观 看 ！ 的长度，而不是弹簧的长度。
相互
作用(3)公式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的 “软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质(如材料、长度、横截面积等)决 定的。不同型号、不同规格的弹 簧，其劲度系数不同。在国际单位制中， k的单位是牛顿每米，单位的符 号是N/m。
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第1节：重力 基本相互作用
二、重力
谢 谢 观 看 ！ 1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
相互
作用 问题1：重力的施力物体是谁?受力物体又是谁？ 问题2：物体受重力，需要与地球接触才能产生吗？ 问题3：只有静止的物体才受重力作用，对吗？
高中物理必修一第三章：相互作用
1．力的本质(1)力的物质性：力是物体对物体的作用。
提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体，力不能离开物体而独立存在。
有力时物体不一定接触。
(2)力的相互性：力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。
作用力和反作用力总是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消。
(3)力的矢量性：力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直线上的两个方向，使矢量运算简化为代数运算；这时符号只表示力的方向，不代表力的大小。
(4)力作用的独立性：几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。
2．力的作用效果力对物体作用有两种效果：一是使物体发生形变_，二是改变物体的运动状态。
这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。
通过力的效果可检验力的存在。
3．力的三要素：大小、方向、作用点完整表述一个力时，三要素缺一不可。
当两个力 F1、F2的大小、方向均相同时，我们说F1=F2，但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。
力的大小可用弹簧秤测量，也可通过定理、定律计算，在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。
4．力的图示和力的示意图(1)力的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。
(2)力的示意图：不需画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。
5．力的分类(1)性质力：由力的性质命名的力。
如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力：由力的作用效果命名的力。
如：拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力：合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
6．重力(1)重力的产生：重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2)重力的大小：由G=mg计算，g为重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8米／秒2，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
核力与结合能(学案)-高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
第3节核力与结合能学习目标1．知道四种基本相互作用及核力的概念、特点。
2．理解结合能和比结合能的概念。
3．知道质量亏损，理解爱因斯坦质能方程并能进行有关核能的计算。
预习学案一、核力与四种基本相互作用1．四种基本相互作用（1）引力相互作用：存在于宇宙万物、星体之间，是自然界的一种基本相互作用。
（2）电磁相互作用：间、间的相互作用，宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。
（3）强相互作用：核子之间存在的一种很强的相互作用——核力。
（4）弱相互作用：在某些放射现象中起作用的一种基本相互作用，是引起原子核发生的原因，是一种力。
2．核力（1）定义：原子核中的核子之间存在的一种强相互作用力。
（2）特点：①强相互作用力；②引力；③短程力。
二、结合能质量亏损1．结合能：原子核分裂为核子所的能量或核子结合成原子核而的能量。
2．比结合能：原子核的结合能与之比，也叫作平均结合能。
比结合能越大，原子核中核子结合得越，原子核越。
3．爱因斯坦质能方程：E＝。
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。
课堂学案［典例1］［多选］下列说法正确的是（）A．核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生B．核力不仅在邻近核子间发生，在较远的核子间也存在核力C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力D．核力是一种弱相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多［典例2］下列关于结合能和比结合能的说法正确的是（）A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B．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C．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D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大［典例3］已知氮核质量M N＝14.007 53 u，氧17核的质量M O＝17.004 54 u，氦核质量M He＝4.003 87 u，氢核质量M H＝1.008 15 u，试判断14 7N＋42He→17 8O＋11H，这一核反应是吸收能量还是放出能量？能量变化是多少？（1 u相当于931.5 MeV）（结果保留2位有效数字）达标学案1．［多选］对原子核的组成，下列说法正确的是（）A．核力可使一些中子组成原子核B．核力可使非常多的质子组成原子核C．自然界中存在只有质子的原子核D．质量较大的原子核内一定有中子2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。
高中物理之核力与结合能知识点
高中物理之核力与结合能知识点核力与结合能核力与四种基本相互作用什么是核力组成原子核的核子之间有很强的相互作用，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力。
核力是短程力核力的饱和性每个核子只跟相邻的核子发生核力的作用。
原子核中质子与中子的比例1、轻原子核——自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等2、重原子核——对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越大。
结合能1、结合能: 把原子核分解为独立的核子，需要克服强大的核力做功，因此需要吸收能力；或核力把核子结合在一起放出的能量，称为原子核的结合能。
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。
2、比结合能: 结合能与核子数之比称为比结合能。
也叫平均结合能。
从下表可以看出Fe的比结合能最大。
比结合能越大，表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定。
质量亏损1、质量亏损：核反应前与反应后的总质量之差称为质量亏损。
2、爱因斯坦质能方程3、核能的计算常用单位:m用“u（原子质量单位）”1u=1.660566×10-27kg，ΔE用“uc2”1uc2=931MeV（表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变）原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？答案：组成原子核的相邻核子间存在着核力。
核力能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
1、核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。
2、核力是短程力。
约在10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力，距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。
3、核力具有饱和性。
核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。
4、核力具有电荷无关性。
对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。
高中物理第五章原子核3核力与结合能学案选择性3
核力与结合能必备知识·素养奠基一、核力与四种基本相互作用1。
核力：原子核里的核子间存在着相互作用的核力,核力把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核。
2.核力特点:（1)核力是核子间的强相互作用的一种表现,在它的作用范围内，核力比库仑力大得多。
（2）核力是短程力，作用范围在10-15__m之内。
3.四种基本相互作用:二、结合能与质量亏损1.结合能和比结合能:（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（平均结合能）：原子核的结合能与核子数之比称为比结合能。
比结合能越大，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.2。
质量亏损：(1）爱因斯坦质能方程E=mc2。
（2)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。
（3)核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,与它们在互相结合过程中放出的能量ΔE的关系是ΔE=Δm·c2。
关键能力·素养形成一核力与四种基本相互作用1。
核力的性质:（1）核力是四种相互作用中的强相互作用（强力)的一种表现.(2)核力是短程力。
约在10—15 m时起作用。
(3）核力具有饱和性。
核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。
(4)核力具有电荷无关性。
核力与核子电荷无关。
2.原子核中质子与中子的比例关系:（1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。
（2)形成原因。
①若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大,核力和电磁力都会减小,但核力减小得更快。
所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。
②若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
【高中物理】高中四种基本相互作用力
【高中物理】高中四种基本相互作用力物理学家将物体之间的相互作用称之为"力"。
20世纪以来，人们从最初认识到的两种力，万有引力和电磁力，逐步扩展到了四种：万有引力、电磁力、弱相互作用力、强相互作用力。
要谈到这四种力的产生和特点，就不能不谈到从爱因斯坦开始的一个梦想：将宇宙中所有的力用一个简洁的公式统一起来。
1955年4月17日是星期日，爱因斯坦从普林斯顿医院的病榻上坐起来，开始了他一生的最后一次计算。
他以自己特有的干净利落的笔记，写下了一行又一行的符号。
他整理了一些数字，然后把工作放在一边休息了。
几个小时以后，20世纪最伟大的科学家去世了。
他的床边放着他最后的，也是失败的一项努力，即创造自己的"统一场理论"――对于宇宙中所有已知力量的一项单一的、条理清晰的解释。
必须强调，将力划分成四种是种人为的方法；它仅仅是为了便于建立部分理论，而并不别具深意。
第一种力是引力，这种力是万有的，也就是说，每一粒子都因它的质量或能量而感受到引力。
引力比其他三种力都弱得多。
它是如此之弱，以致于若不是它具有两个特别的性质，我们根本就不可能注意到它。
这就是，它会作用到非常大的距离去，并且总是吸引的。
这表明，在像地球和太阳这样两个巨大的物体中，所有的粒子之间的非常弱的引力能迭加起来而产生相当大的力量。
另一种力是电磁力。
它作用于带电荷的粒子（例如电子和夸克）之间，但不和不带电荷的粒子（例如引力子）相互作用。
它比引力强得多：两个电子之间的电磁力比引力大约大100亿亿亿亿亿（在1后面有42个0）倍。
然而，共有两种电荷--正电荷和负电荷。
同种电荷之间的力是互相排斥的，而异种电荷则互相吸引。
一个大的物体，譬如地球或太阳，包含了几乎等量的正电荷和负电荷。
由于单独粒子之间的吸引力和排斥力几乎全抵消了，因此两个物体之间纯粹的电磁力非常小。
然而，电磁力在原子和分子的小尺度下起主要作用。
在带负电的电子和带正电的核中的质子之间的电磁力使得电子绕着原子的核作公转，正如同引力使得地球绕着太阳旋转一样。
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四种基本相互作用
牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》前言中写道：“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学中的全部责任似乎在于──从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。
”牛顿本人正是实践这样思路的先驱，他在发表三个运动定律的同时，发表了万有引力定律。
牛顿以后的三百年来，物理学家们从各种自然现象中，寻找支配这些运动现象的力。
目前，物理学界公认，自然界存在四种基本的相互作用：万有引力（简称引力）、电磁力、强相互作用和弱相互作用。
在宏观世界里，能显示其作用的只有两种：引力和电磁力。
引力是所有物体之间都存在的一种相互作用。
由于引力常量G很小，因此对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，在一般的物体之间存在的万有引力常被忽略不计。
但是，对于一个具有极大质量的天体，引力成为决定天体之间以及天体与物体之间的主要作用。
例如，地球对于它表面上的一般物体的引力，决定了物体的自由下落和抛体运动的规律。
引力对于天体、人造地球卫星或关闭动力后的航天器的运动，起主宰作用。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。
两个点电荷之间的相互作用规律是19世纪法国物理学家库仑发现的。
运动着的带电粒子之间，除存在库仑静电力作用外，还存在磁力（洛伦兹力）的相互作用。
根据麦克斯韦电磁理论和狭义相对论，电和磁是密切相关的，是统一的。
在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中观察到的库仑力联系起来，因此，电力、磁力统一为电磁相互作用。
引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用。
这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。
但是，电磁力与引力相比，要弱得多。
宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
弱相互作用和强相互作用是短程力。
短程力的相互作用范围在原子核尺度内。
强作用力只在10-15 m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16 m。
这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中，才显示出来，在宏观世界里不能察觉它们的存在。
弱相互作用是在原子核的β衰变中发现的，核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。
强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力把核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。
四种相互作用按强度来排列，顺序是：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。
一对质子在相距10-16 m时，各种相互作用的强度为（假定此时强相互作用强度的数量级为1）：
强相互作用 1
电磁相互作用10-2
弱相互作用10-12
引力相互作用10-40
四种作用中，引力和电磁作用最先为人们所认识，并且认识得比较充分。
由近代物理揭示的弱相互作用和强相互作用的规律，还有待于进一步完善。
尽管四种相互作用存在巨大的差别，物理学家们在努力寻求力的统一。
近年来，在弱作用和电磁作用的统一方面，已经取得成功，实验已经证明，正如电和磁是电磁作用的两种不同表现一样，弱作用和电磁作用也只不过是统一的弱电相互作用的两种不同表现而已。
弱电统一的成就促进了强、电、弱三种作用统一起来的大统一的研究。
（摘自人民教育出版社2003年6月第1版《全日制普通高级中学（必修）物理第一册教师教学用书》第18页，有改动。