人教版高中物理选修35教案.docx

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物理选修3-5教学设计
第十六章动量和动量守恒定律
(一)

(1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=:
kg·m/s读作“千克米每秒”。
①矢量性:动量的方向与速度方向一致。
动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。
(2)动量的变化量:
定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p=p′-p为物
体在该过程中的动量变化。
重申指出:动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v同样。
一维状况下:p=mυ=mυ2-mυ1矢量差

1)系统:互相作用的物体构成系统。
2)内力:系统内物体互相间的作使劲
3)外力:外物对系统内物体的作使劲

(1)内容:一个系统不受外力或许所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。
这个结论叫做动量守恒定律。
公式:mυ
+mυ=mυ
′+mυ′
1
1
2
2
1
1
2
2
(2)注意点:
①研究对象:几个互相作用的物体构成的系统(如:碰撞)。
②矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向;
③同一性(即所用速度都是相对同一参照系、同一时辰而言的)
④条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确划分内力和外力;当F内>>F外时,
系统动量可视为守恒;
(二)
:
答:①F合=0(严格条件)
F内远大于F外(近似条件)③某方向上合力为0,在这个方向上成立。
m1v1m2v2m1v1m2v2这就是动量守恒定律的表达式。

1)分析题意,明确研究对象。在分析互相作用的物体总动量能否守恒时,,要采纳程序法对全过程进行分段分析,
.
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要明确在哪些阶段中,哪些物体发生互相作用,从而确立所研究的系统是由哪些物体构成的。
2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间互相作
用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上依据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。
3)明确所研究的互相作用过程,确立过程的始、末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间互相作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参照系。
例1、(2001年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的儿童a和b,(相对于静止水面)向前跃入水中,而后儿童b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面).
分析:因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入
水中结果同样。
设儿童b
跃出后小船向前行驶的速度为
v,取
v0为正向,依据动量守恒定律,有
M
m)v0
Mvmvmv
解得:v
(
2m
)
(+2
=+-
=
1+
M
例2、以以下图,甲车的质量是2kg,静止在圆滑水平面上,上表面圆滑,,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞此后甲车获
得8m/s的速度,,上表面与物体的动摩擦因数为
,则
物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静
止?(g取10m/s2)
分析:乙与甲碰撞动量守恒:
m乙v乙m乙v乙′m甲v甲′
=
+
小物体m在乙上滑动至有共同速度
v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得
m乙v乙′=
(m+m乙)v
对小物体应用牛顿第二定律得
aμg
所以tv
μg
代入数据得t
=
=
=/

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假设一个物体在恒定的合外力作用下,做匀变速直线运动,在t时辰初速度为v,在t′时辰的末速度为v′,试推导合外力的表达

vv′
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F
式。
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.
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以以下图,由牛顿第二定律得,物体的加快度
v
v
a
v
v
v
mv
mv
p
p
t
合力F=ma
m
v
t
t
t
t
t
p
因为
pp
p
,t
t
t
所以,
()
F
1
t
结论:上式表示,物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。

将(1)式写成mvmvF(tt)(2)
总结:表达式左侧是物体从t时辰到t′时辰动量的变化量,右侧是物体所受合外力与
这段时间的乘积。(2)式表示,物体动量的变化量,不单与力的大小和方向有关,还与时间
的长短有关,力越大、作用时间越长,物体动量的变化量就越大。F(tt)这个量反响了力对
时间的积累效应。
物理学中把力F与作用时间的乘积,称为力的冲量,记为I,即
F(tt),单位:N·s,读作“牛顿秒”。
将(2)式写成ppI
(3)
(3)式表示,物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量,这个结论叫做动量定理。
谈论:假如物体所受的力不是恒力,对动量定理的表达式应当如何理解呢
总结:尽管动量定理是依据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的状况下推
导出来的。可以证明:动量定理不仅合用于恒力,也合用于随时间变化的变力。对于变力情
况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的均匀值。
比方用铁锤钉钉子,球拍击乒乓球等,钉子和乒乓球所受的作使劲都不是恒力,这时变
力的作用成效可以等效为某一个恒力的作用,则该恒力就叫变力的均匀值,
.动量定理的方向性
比方:匀加快运动合外力冲量的方向与初动量方向同样,匀减速运动合外力冲量方向与
初动量方向相反,甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段,我们仅限于初、末动量
的方向、合外力的方向在同向来线上的状况(即一维状况),此时公式中各矢量的方向可以用
正、负号表示,第一要选定一个正方向,与正方向同样的矢量取正当,与正方向相反的矢量
取负值。
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《动量和动量守恒》复习课
●典型举例
问题一:动量定理的应用
例1:质量为m的钢珠从高出沙坑表面H米处由静止自由着落,

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H
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不考虑空气阻力,掉入沙坑后停止,以以下图,已知钢珠在沙坑中受
到沙的均匀阻力是f,则钢珠在沙内运动时间为多少?
分析:此题给学生后,先要指引学生分清两个运动过程:一是在空气中的自由落体运动,
二是在沙坑中的减速运动。学生可能会想到应用牛顿运动定律和运动学公式进行分段求解,
此时不急于否定学生的想法,应当恩赐必定。在此基础上,可以指引学生应用全过程动量定
理来答题
设钢珠在空中着落时间为t1,在沙坑中运动时间为t2,则:
在空中着落,有H=1gt12,得t1=
2H,
2
g
对全过程有:mg(t1+t2)-ft2=0-0
得:t2
m2gH
fmg
例2:一根弹簧上端固定,下端系着质量为
m的物体A,物体A静止时的地点为P处,再
用细绳将质量也为m的物体B挂在物体A的下边,均衡后将细绳剪断,假如物体
A回到P点
处时的速率为V,此时物体B的着落速度大小为u,不计弹簧的质量和空气
阻力,则这段时间里弹簧的弹力对物体
A的冲量大小为多少?
分析:指引学生分析,绳索剪断后,B加快降落,A加快上涨,当A回
到P点时,A的速度达到最大值。特别要重申的是此题中所求的是弹簧的弹
m
P
A
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力对物体A的冲量,所以要分析清楚A上涨过程中A的受力状况。
解:取向上方向为正,

A
mB
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对B:-mgt=-mu
1
○
对A:I弹-mgt=mv○2两式联立得I弹=m(v+u)
问题二:动量守恒定律的应用
例3:质量为M的气球上有一质量为m的猴子,气球和猴子静止在离地高为h
的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯,为使猴子沿软梯安全滑至地面,则软梯
最少应为多长?
分析:设降落过程中,气球上涨高度为H,由题意知猴子着落高度为h,
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取猴子平和球为系统,系统所受合外力为零,所以在竖直方向动量守恒,由动量守恒定
mh
所以软梯长度最少为
(Mm)h
律得:M·H=m·h,解得H
LhH
M
M
例4:一质量为M的木块放在圆滑的水平桌面上处于静止状态,一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向击中木块,并留在此中与木块共同运动,则子弹对木块的冲量大小是:
A、mv0;B、mMv0
;C、mv0-mv0
;D、mv0-m2v0
Mm
Mm
Mm
分析:题中要求子弹对木块的冲量大小,可以利用动量定理求解,即只需求出木块获取的动
量大小即可。
对子弹和木块所构成的系统,满足动量守恒条件,依据动量守恒定律得:
mv=(M+m)v
mv0
,由动量定理知子弹对木块的冲量大小为
解得:v
0
M
m
Mmv0
IMv
Mm
应用动量守恒定律解题的一般步骤:
,判断能否守恒;
,明确作用前总动量和作用后总动量;
=p后列方程求解
:光的粒子

用弧光灯照耀擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),
使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨掠过的玻璃棒去凑近锌板,则验电器的指针张角会变大。
表示锌板在射线照耀下失掉电子而带正电。
看法:在光(包含不行见光)的照耀下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。

1)光电效应实验
以以下图,光辉经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。
看法:遏止电压
将换向开关反接,电场反向,则光电子走开阴极后将受反向电场阻拦
作用。
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当
KA
U
、间加反向电压,光电子战胜电场力作功,当电压达到某一值
c
时,光电流恰为
0。Uc称遏止电压。依据动能定理,有
1mevc
2
eUc
2
2)光电效应实验规律
光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。
截止频率νc----极限频率
对于每种金属资料,都相应的有一确立的截止频率νc。
当入射光频率ν>νc时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率ν<νc时,不论光强
多大也无电子逸出金属表面。
③光电效应是刹时的。从光开始照耀到光电子逸出所需时间<10-9s。

光电效应实验表示:饱和电流不单与光强有关并且与频率有关,光电子初动能也与频率
有关。只需频率高于极限频率,即便光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,不论光强
再大也没有光电流。光电效应拥有刹时性。而经典以为光能量分布在波面上,汲取能量要时
间,即需能量的积累过程。
为认识释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设。

(1)内容光不单在发射和汲取时以能量为hν的微粒形式出现,并且在空间流传时也是
这样。也就是说,频率为ν的光是由大批能量为hV的光子构成的粒子流,这些光子沿
光的流传方向以光速c运动。
(2)爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子汲取了光子的能量,一部分耗费
在电子逸出功W0,另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出:hEKW0
W0为电子逸出金属表面所需做的功,称为逸出功Ek为光电子的最大初动能。
3)爱因斯坦对光电效应的解说:①光强盛,光子数多,开释的光电子也多,所以光电流也大。②电子只需汲取一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的积累。
③从方程可以看出光电子初动能和照耀光的频率成线性关系
④从光电效应方程中,当初动能为零时,可得极限频率:
W0
c
h
爱因斯坦光子假说圆满解说了光电效应,但当时并未被物理学家们宽泛认可,因为它完整违反了光的颠簸理论。
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牛顿就发现了日光经过三棱镜后的色散现象,并把实验中获取的彩色光带叫做光谱。表达:光谱是电磁辐射(不管是在可见光地域还是在不行见光地域)的波长成分和强度
分布的记录。有时不过波长成分的记录。
1)发射光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为两类:连续光谱和明线光谱。
连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线,各条谱线对应不一样波长的光。
火热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。比方白炽灯丝发出的光、烛焰、火热的钢水发出的光都形成连续光谱。以以下图。
稀疏气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的,所以也叫原子的光谱。实践证明,原子不一样,发射的明线光谱也不一样,每种原子只好发出拥有自己特色的某些波长的光,所以明线光谱的谱线也叫原子的特色谱线。以以下图。
2)汲取光谱
高温物体发出的白光(此中包含连续分布的全部波长的光)经过物质时,某些波长的光
被物质汲取后产生的光谱,叫做汲取光谱。各种原子的汲取光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表示,低温气体原子汲取的光,恰巧就是这类原子在高温时发出的光。所以汲取光谱中的暗谱线,也是原子的特色谱线。太阳的光谱是汲取光谱。以以下图。
3)光谱分析
因为每种原子都有自己的特色谱线,所以可以依据光谱来鉴识物质和确立的化学构成。
这类方法叫做光谱分析。
原子光谱的不连续性反响出原子结构的不连续性,所以光谱分析也可以用于探究原子的结构。
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1)定假:原子只好于一系列不的能量状中,在些状中原子是定的,子然核运,但其实不向外射能量。些状叫定。
2)迁假:子从能量高的定道(能量Em)迁到能量低的定道(能量En,m>n),会放出能量hv的光子,光子的能量由两种定的能量差决定,即hEmEn(h普朗克恒量)。个式子称率条件,又称射条件。反之,当子
汲取光子会从低的能量迁到高的能量,汲取的光子的能量同由率条件决定。
3)道量子化假:
原子核运的子道半径只好是某些分立的数,种象叫道量子化;不一样
的道着不一样的状,在些状中,尽管子做速运,却不射能量,所以些
状是定的;原子在不一样的状中拥有不一样的能量,所以原子的能量也是量子化的。
2、原子的能:原子的各个定的能量,叫原子的能。按能量的大小用开
像的表示出来即能。能公式:EnE1(n=1,2,3,⋯⋯)
2
n
此中n=1的定称基。n=2以上的定,称激。
原子的能如所示。

1)基和激
基:在正常状下,原子于最低能,子在离核近来的道上运,种定
,叫基。
激:原子于高能,子在离核的道上运,种定,叫激。
2)原子光:原子从基向激迁的程是汲取能量的程。原子从高的激向低的激或基迁的程,是射能量的程,个能量以光子的形式射出去,汲取或射的能量恰等于生迁的两能之差。
明:原子中只有一个核外子,个子在某个刻只好在某个可能道上,或许在某个内,由某道迁到另一道——可能状况只有一种。可是,平时容器盛有的
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氢气,老是千千千万个原子在一起,这些原子核外电子跃迁时,就会有各种状况出现了。但
是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些状况。
,提出定态和跃迁看法,成功解
释了氢原子光谱,但对多电子原子光谱没法解说,因为玻尔理论仍旧以经典理论为基础。如粒子的看法和轨道。量子化条件的引进没有合适的理论解说。
——电子云


1)物质发射射线的性质称为放射性。.
(2)放射性不是少量几种元素才有的,研究发现,原子序数大于83的全部元素,都能
自觉的放出射线,原子序数小于83的元素,有的也拥有放射性

把放射源放入由铅做成的容器中,射线只好沉着器的小孔射出,成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场,发现射线以以下图:(投影)
⑴射线分红三束,射线在磁场中发生偏转,是遇到力的作用。这个力是洛伦兹力,说明此中的两束射线是带电粒子。
⑵依据左手定章,可以判断射线是正电荷,射线是负电荷。
⑶带电粒子在电场中要受电场力作用,可以加一偏转电场,也能判断三种射线的带电性质,如图,进行总结。
①实验发现:元素拥有放射性是由原子核自己的要素决定的,跟原子所处的物理或化学状态没关。不论该元素是以单质的形式存在,还是和其余元素形成化合物,或许对它施加压力,或许高升它的温度,它都拥有放射性。
②三种射线都是高速运动的粒子,能量很高,都来自于原子核内部,这也使我们认识到原子核储藏有巨大的核能,原子核内也有其复杂的结构。
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⑴卢瑟福用粒子轰击氮核,发现质子。
⑵查德威克发现中子。发现原由:假如原子核中只有质子,那么原子核的质量与电荷量
之比应等于质子的质量与电荷量之比,但实质倒是,绝大多数状况是前者的比值大些,卢瑟
福猜想核内还有另一种粒子。
①质子带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,②中子不带电,
②数据显示:质子和中子的质量十分凑近,统称为核子,构成原子核。
③原子核所带的电荷量老是质子电荷的整数倍,那这个倍数就叫做原子核的电荷数。
④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,那这个倍数叫做原子核的质量数。
⑤原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
⑥原子核的质量数=核子数=质子数+中子数
⑦符号ZAX表示原子核,X:元素符号;A:核的质量数;Z:核电荷数
比方,氦核可以表示为24He,它有2个质子和2此中子,所以电荷数是2质量数是4。
又如,
23892U代表一种铀核,质量数是238,电荷数为92,核内有92个质子、146此中子。

1)定义:拥有同样质子数而中子数不一样的原子,在元素周期表中处于同一地点,因此互称同位素。
2)性质:原子核的质子数决定了核外电子数量,也决定了电子在核外的分布状况,从而决定了这类元素的化学性质,因此同种元素的同位素拥有同样的化学性质。
氢有三种同位素:氕(piē)氘(daāo)氚(chuàn)氕(平时所说的氢),氘(也叫重氢),
氚(也叫超重氢),符号分别是:11H,12H,13H。碳有两种同位素,符号分别是
126C,146C。
例:以下说法正确的选项是(BD)
A.
射线粒子和电子是两种不一样的粒子
B
.红外线的波长比X射线的波长长
C.
粒子不一样于氦原子核
D
.射线的贯穿本事比
粒子强
答案:BD
评论:此题观察了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。
19世纪末
20世纪初,人们发现X,
,
,
射线,经研究知道,X,射线均为电磁波,不过波长不一样。可见光,红外线也是电磁波,波长从
短到长的电磁波波谱要牢记。别的,
射线是电子流,
粒子是氦核。从
,
,
三者的穿透本事而
言:
射线最强,
射线最弱,这些知识要牢记。
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