高中物理選修3-5知識點梳理

PAGE第4-頁共7頁高中物理選修3-5知識點梳理一、動量動量守恒定律1、動量：可以從兩個側(cè)面對動量進行定義或解釋：①物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。②動量是物體機械運動的一種量度。動量的表達式P=mv。單位是.動量是矢量，其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的，所以動量也是相對的。2、動量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定律根據(jù)實際情況有多種表達式，一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。 運用動量守恒定律要注意以下幾個問題： ①對于某些特定的問題,例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個非常短的時間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理,在這一短暫時間內(nèi)遵循動量守恒定律。 ②計算動量時要涉及速度，這時一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。 ③動量是矢量，因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和，而不是代數(shù)和。 ④動量守恒定律也可以應(yīng)用于分動量守恒的情況。有時雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。3、碰撞：兩個物體相互作用時間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。⑴完全彈性碰撞：在彈性力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生機械能的轉(zhuǎn)移，無機械能的損失，稱完全彈性碰撞。⑵非彈性碰撞：非彈性碰撞：在非彈性力的作用下，部分機械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，機械能有了損失，稱非彈性碰撞。⑶完全非彈性碰撞：在完全非彈性力的作用下，機械能損失最大（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等），稱完全非彈性碰撞。碰撞物體粘合在一起，具有相同的速度。二、驗證動量守恒定律（實驗、探究）Ⅰ圖2-1圖2-1【實驗原理】利用圖2-1的裝置驗證碰撞中的動量守恒，讓一個質(zhì)量較大的球從斜槽上滾下來，跟放在斜槽末端上的另一個質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞，兩球均做平拋運動．由于下落高度相同，從而導(dǎo)致飛行時間相等，我們用它們平拋射程的大小代替其速度．小球的質(zhì)量可以測出，速度也可間接地知道，如滿足動量守恒式m1v1=m1v1＇+m2v2＇，則可驗證動量守恒定律．圖2-2圖2-2P【實驗步驟】1.用天平分別稱出兩個小球的質(zhì)量m1和m2；2.按圖2-1安裝好斜槽，注意使其末端切線水平，并在地面適當(dāng)?shù)奈恢梅派习准埡蛷?fù)寫紙，并在白紙上記下重錘線所指的位置O點.3.首先在不放被碰小球的前提下，讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止?jié)L下，重復(fù)數(shù)次，便可在復(fù)寫紙上打出多個點，用圓規(guī)作出盡可能小的圓，將這些點包括在圓內(nèi)，則圓心就是不發(fā)生碰撞時入射小球的平均位置P點如圖2-2。4.將被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球與被碰小球能發(fā)生正碰；5.讓入射小球由某一定高度從靜止開始滾下，重復(fù)數(shù)次，使兩球相碰，按照步驟(3)的辦法求出入球落地點的平均位置M和被碰小球落地點的平均位置N；6.過ON在紙上做一條直線，測出OM、OP、ON的長度；7.將數(shù)據(jù)代入下列公式，驗證公式兩邊數(shù)值是否相等（在實驗誤差允許的范圍內(nèi)）：m1·OP=m1·OM+m2·ON【注意事項】1．“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件．2．測定兩球速度的方法，是以它們做平拋運動的水平位移代表相應(yīng)的速度．3．斜槽末端必須水平，檢驗方法是將小球放在平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止?fàn)顟B(tài)．4．入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量．5．入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下．方法是在斜槽上的適當(dāng)高度處固定一檔板，小球靠著檔板后放手釋放小球．6．實驗過程中，實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．7．m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的單位即可．【誤差分析】誤差來源于實驗操作中，兩個小球沒有達到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心不在同一水平面上，給實驗帶來誤差．每次靜止釋放入射小球的釋放點越高，兩球相碰時作用力就越大，動量守恒的誤差就越小．應(yīng)進行多次碰撞，落點取平均位置來確定，以減小偶然誤差．下列一些原因可能使實驗產(chǎn)生誤差：1．若兩球不能正碰，則誤差較大；2．斜槽末端若不水平，則得不到準(zhǔn)確的平拋運動而造成誤差；3．O、P、M、N各點定位不準(zhǔn)確帶來了誤差；4．測量和作圖有偏差；5．儀器和實驗操作的重復(fù)性不好，使得每次做實驗時不是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)．三、普朗克量子假說黑體和黑體輻射Ⅰ一、量子論1.創(chuàng)立標(biāo)志：1900年普朗克在德國的《物理年刊》上發(fā)表《論正常光譜能量分布定律》的論文，標(biāo)志著量子論的誕生。2.量子論的主要內(nèi)容：①普朗克認(rèn)為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”，也就是說組成能量的單元是量子。②物質(zhì)的輻射能量不是連續(xù)的，而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的。3.量子論的發(fā)展①1905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。②1913年，英國物理學(xué)家玻爾把量子概念推廣到原子內(nèi)部的能量狀態(tài)，提出了一種量子化的原子結(jié)構(gòu)模型，豐富了量子論。③到1925年左右，量子力學(xué)最終建立。二、黑體和黑體輻射1．熱輻射現(xiàn)象任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。⑶玻爾的氫子模型： ①氫原子的能級公式和軌道半徑公式：玻爾在三條假設(shè)基礎(chǔ)上，利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)，計算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑，以及電子在各條軌道上運行時原子的能量，（包括電子的動能和原子的熱能。） ②氫原子的能級圖：氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫氫原子的能級。按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。 其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。八、原子核的組成Ⅰ原子核1、天然放射現(xiàn)象⑴天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。天然放射現(xiàn)象：某種元素自發(fā)地放射射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象。這表明原子核存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，是可以再分的。⑵放射線的成份和性質(zhì)：用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線，在電場中軌跡，如：圖1射線種類射線組成性質(zhì)電離作用貫穿能力射線氦核組成的粒子流很強很弱射線高速電子流較強較強射線高頻光子很弱很強2、原子核的組成原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子在原子核中有：質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)、核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減電荷數(shù)九、原子核的衰變半衰期Ⅰ ⑴衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化稱為衰變在原子核的衰變過程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 衰變類型衰變方程衰變規(guī)律衰變新核衰變新核 在衰變中新核質(zhì)子數(shù)多一個，而質(zhì)量數(shù)不變是由于反映中有一個中子變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，即：.輻射伴隨著衰變和衰變產(chǎn)生，這時放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會同時具有、和三種射線。 ⑵半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，稱該元素的半衰期。 放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。十、放射性的應(yīng)用與防護放射性同位素Ⅰ放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素同位素：具有相同的質(zhì)子和不同中子數(shù)的原子互稱同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。 正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時，發(fā)生核反應(yīng)。1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷，即：反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，自然界沒有天然的，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強度容易控制2、半衰期更短3、放射性廢料容易處理放射性同位素的應(yīng)用：①利用它的射線A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強，可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀．B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等②作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.十一、核反應(yīng)方程Ⅰ1.熟記一些實驗事實的核反應(yīng)方程式。⑴盧瑟福用α粒子轟擊氦核打出質(zhì)子：⑵貝克勒耳和居里夫人發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象：α衰變：β衰變：⑶查德威克用α粒子轟擊鈹核打出中子：⑷居里夫人發(fā)現(xiàn)正電子：⑸輕核聚變：⑹重核裂變：2.熟記一些粒子的符號α粒子（）、質(zhì)子（）、中子（）、電子（）、氘核（）、氚核（）3.注意在核反應(yīng)方程式中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。處理有關(guān)核反應(yīng)方程式的相關(guān)題目時，只要做到了以上幾點，即可順利解決問題。十二、重核裂變核聚變Ⅰ 釋放核能的途徑——裂變和聚變 ⑴裂變反應(yīng)： ①裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫