高中物理选修3-5-37
高中物理选修3-5-3
很强 粗、短、直 感光
较弱 细、长、曲折 感光
很弱 最长 感光
工具
选考部分 选修3-5
动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核
栏目导引
五、放射性同位素及其应用和防护
1．人造放射性同位素的优点
(1)放射强度容易控制； (2)可以制成各种所需的形状； (3)半衰期很短，废料容易处理．
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选考部分 选修3-5
147N＋ 4He→ 178O＋ 1H(卢瑟福发现质子) 2 1
4 9 12 1 2 He＋4 Be→ 6C＋0 n(查德威克发现中子)
人工转变
人工控制
13 27Al＋ 4He→ 30P＋ 1n 2 15 0
15
30P→ 30Si＋ 14
0＋1e
(约里奥·居里夫 妇发现放射性同 位素，同时探测 到正电子)
不同的原子核，在元素周期表中
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．天然放射性同位素 不过四十多种，而人工制造的放射性同位素已达1 000 多种． 2．放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等． (2)作示踪原子．
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选考部分 选修3-5
动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核
栏目导引
六、核力与核能
1．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能
克服库仑力而紧密地结合在一起，这种力称为核力．其特点为： (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库 仑力大得多． (2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内． (3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的 饱和性考部分 选修3-5
动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核
高中物理必刷题系列物理狂K重点——高二物理选修选修3-5 知识讲解(共37页)
第一学习单元 动量1．动量 冲量 动量定理K 知识深层理解1、动量和冲量 （1）动量：运动物体的质量和速度的乘积叫动量，即p mv =.动量是矢量，方向与速度的方向相同.两个动量相同一定是大小相等，方向一致.（2）冲量：力和力的作用时间的乘积叫力的冲量，即I Ft =.冲量也是矢量，它的方向由力的方向决定.2、动量定理（1）内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.（2）表达式：Ft p p '=-或Ft mv mv '=-.理解1 什么是动量？为什么要学习动量？物体的质量m 与速度v 的乘积叫物体的动量，用p 表示，表达式是p mv =.因为公式中的v 悬物体的瞬时速度，示以动量具有矢量性，方向与瞬时速度的方向相同.动量是一个状态量，是针对某一时刻而言的，计算物体的动量时应取某一时刻的瞬时速度；动量具有相对性，大小与参考系的选取有关，通常动量是相对地面而言的.相对于速度，动量在描述物体的运动方面更进一步，更能体现物体运动的作用效果.物体动量的变化率pt∆∆等于它所受的力，这是牛顿第二定律的另一种表达形式.理解2 如何理解冲量？1.冲量描述的是力F 对作用时间t 的累积效果.力越大，作用时间越长，冲量就越大，由I Ft =可知冲量大小由力F 和作用时间t 共同决定，讲冲量必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量.2.冲量与功的区别（1）冲量是矢量，功是标量.（2）由I Ft =可知，有力作用，这个力一定会有冲量，因为时间t 不可能为零.但是由功的定义式cos W Fs α=可知，有力作用，这个力却不一定做功.【注意】一对相互作用力的冲量和一定为零，一对相互作用力做功的代数和不一定为零.理解3 动量与动能的区别动量是矢量，动能是标量.动量的改变由合外力的冲量决定，而动能的改变由合外力所做的功来决定.动量和动能都是相对量，均与参考系的选取有关.当物体的速度大小不变，方向变化时，动量一定改变，动能却不变，如匀速圆周运动.理解4 理解动量定理1.物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化量，表达式：Ft p p '=-或Ft mv mv '=-.印象笔记◀◀冲量是力在时间上的积累，而功是力在空间上的积累.这两种积累作用可以在“F t -”图像和“F s -” 图像中用面积表示.变力的F t -图像 ◀我们在分析问题时经常会遇到动量与动能相结合的问题，要注意动量与动能间的关系：22kp mE =或2k mE ρ=.2.根据得F ma =，得v v p p F mt t ''--==∆∆，即pF t∆=∆，这是牛顿第二定律的另一种表达形式：作用力F 等于物体动量的变化率pt∆∆. 3.动量定理反映了物体所受冲量与其动量变化量两个矢量间的关系，式子中的“=”的含义包括大小相等和方向相同（注意I 与初、末动量无必然联系）.式子中的F t ∆应是总冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段冲量的矢量和. K 应试拓展注意 拓展1 动量变化量的计算2121p p p mv mv ∆=-=-若物体的运动始终保持在一条直线上，选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算（此时的正、负号仅表示方向，不表示大小）.若物体运动的初、末状态不在一条直线上，动量的变化量p ∆的大小和方向可以按平行四边形定则求得，也可以由三角形定则来计算，如图所示.拓展2 冲量的计算方法冲量的计算一般有以下三种方法：（1）公式法：合外力的冲量可由I F t =∆求出，也可以由各个外力的冲量的矢量和求出.公式中t ∆是力作用的时间，F 必须是恒力（可以是某一个恒力，也可以是恒定的合力），若F 不是恒力，则除随时间均匀变化的力可通过取平均值计算以外，一般不能用此式表达.（2）图像法：若已知力随时间的变化图线，则力的冲量的大小为此图线与时间轴所围的“面积”，如图所示.（3）动量定理法：根据物体运动状态的变化，利用动量定理求出合外力的冲量.冲量的运算服从平行四边形定则，合冲量等于各外力的冲量的矢量和.若整个过程中，不同阶段受力不同，则合冲量为各阶段冲量的矢量和.例如：一质量为m 的质点在水平面内以速度v 做匀速圆周运动，如图，质点从位置A 开始，经12圆周到B 位置，质点所受合力的冲量是多少？分析：质点做匀速圆周运动，它所受的合外力提供向心力，印象笔记◀动量变化的大小与动量大小无关，这类似于v ∆与v 的关系.动量变化的正负不表示动量变化的大小，只表示动量变化的方向，动量变化的大小只能通过其绝对值的大小来判断.◀矢量运算遵从平行四边形定则或三角形定则.合力是一个大小不变、方向不断变化的力，由F t p ∆=∆可知p ∆以B v 方向为正方向，因为,A B v v v v =-=，则2B A p mv mv mv ∆=-=，合力的冲量与B v 同向.拓展3 应用动量定理分析实际问题常用动量定理解释的两类现象1.物体的动量变化量p ∆一定，由动量定理Ft p =∆可知，若力的作用时间F 越短，则作用力F 越大，因此在需要增大作用力时，可尽量缩短力的作用时间，如打击、碰撞等过程；若力的作用时间越长，则作用力F 就越小，因此在需要减小作用力时，可设法延长力的作用时间，如利用软垫、弹簧的缓冲作用来延长力的作用时间.2.作用力F 一定，由动量定理Ft p =∆可知，力的作用时间越长，动量的变化量就越大，力的作用时间越短，动量的变化量就越小.例1 玻璃杯从同一高度自由落下，落到硬水泥地面上易碎，而落到松软的地毯上不易碎.这是为什么？【分析】玻璃杯易碎与否取决于落地时与地面间相互作用力的大小.因为玻璃杯是从同一高 度落下，故动量变化量相同.但玻璃杯与地毯的作用时间远比与硬水泥地面的作用时间长，所以地毯对玻璃杯的作用力远比硬水泥地面对玻璃杯的小.所以玻璃杯从同一高度自由落下，落到硬水泥地面上易碎，而落到松软的地毯上不易碎.定量计算某过程中合外力的冲量或动量变化量根据动量定理，I p p I =∆∆−−−→合合，p F tF t I p ∆=⋅⋅−−−−→=∆合合合受恒力. 例2 质量为m 的重锤，以速度v 竖直打在木粧上，已知重锤对木粧的作用时间为t ，现在需要求出重锤对木粧的平均作用力. 【分析】取竖直向上为正方向，设木桩对重锤的平均作用力为F ，由动量定理得()()0F mg t mv -=--，整理得mvF mg t=+，由牛顿第三定律知，重链对木桩的平均作用力大小为mv mg t +，方向竖直向下.由mv F mg t=+知作用时间越短，F 越大，mg 可忽略. 2.动量守恒定律及其应月K 知识深层理解动量守恒定律（1）内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变.（2）表达式：11221122m v m v m v m v ''+=+. （3）成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题印象笔记◀应用动量定理解题比应用牛顿第二定律更加直接、更加简单.动量定理尤其适合用来解决作用时间短、而力的变化又十分复杂的问题，如冲击、碰撞、反冲运动等.应用时只需知道运动物体的始末状态，无须深究其中间过程的细节.只要动量的变化具有确定的值，就可以用动量定理求冲力或平均冲力，而这是用牛顿第二定律很难解决的.中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比相互作用的内力小得多，可以忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的动量守恒.理解1 动量守恒定律的推导动量守恒并不是只有碰撞前和碰撞后两个时刻动量相等，而是系统的动量在整个过程中一直保持不变，任意两个时刻的动量都相等.在推导过程中要注意F、a、v等各量均为矢量.设两小球质量分别为1m、2m，碰撞前速度分别为1v、2v，碰撞后速度分别为1v'、2v'.根据动量定理可得对小球1m，有11111F t m v m v'∆=-，对小球2m，有22222F t m v m v'∆=-，两小球在碰撞过程中，有12F t F t∆=-∆，可得()11112222m v m v m v m v''-=--，整理可得11221212m v m v m v m v''+=+.结论：两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和.理解2 你是怎样认识系统“总动量保持不变”的？动量守恒定律有三种表达式1.11221212m v m v m v m v''+=+，表示作用前后系统的总动量相等.2.12p p∆+∆=（或0p∆=），表示相互作用的物体系统总动量增量为零.3.12p p∆=-∆，表示两物体动量的增量大小相等，方向相反.理解时注意以下几点1.系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等.2.系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化.3.系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变.【注意】应用动量守恒定律时，要注意1p、2p……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，1p'、2p'……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量.理解3 动量守恒定律成立的条件1.系统不受外力作用.这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞、微观粒子间的碰撞都可视为这种情形.2.系统虽然受到了外力的作用，但所受外力的和为零.如光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两物体所受的重力和支持力的合力为零.印象笔记◀动量守恒定律由牛顿运动定律和运动学公式推导出来，请参考教材或自己尝试推导.◀正确区分内力与外力：内力是系统中各物体之间的相互作用力.外力是系统外的物体对系统内的物体的作用力.内力和外力与系统的划分有关.例如甲、乙、丙三个物体之间均有相互作用，如果以三个物体为系统，则甲、乙、丙相互之间的作用力均为内力；如果以甲、乙两个物体为系统，则甲、乙间的相互作用力为内力，丙对甲的作用力为外力.如图所示.3.系统所受的外力远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒.如拋出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸的内力远大于外力，外力完全可以忽略不计，动量近似守恒.4.系统所受的合外力不为零，即0F ≠外，但在某一方向上合外力为零（0x F =或0y F =），则系 统在该方向上动量守恒.5.系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可认为在这一方向上系统的动量近似守恒. 例（多选）如图所示，A 、B 两物体的质量A B m m >，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C 上后，A 、B 、C 均处于静止状态.若地面光滑，则在细绳被剪断后，A 、B 从C 上滑离之前，A 、B 沿相反方向滑动过程中（ ）A.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小相等，则组成的系统动量守恒组成的系统动量也守恒B.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等，则组成的系统动量不守恒组成的系统动量也不守恒C.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等，则>1^组成的系统动量不守恒，但组成的系统动量守恒D.以上说法均不对【解析】本题是对动量守恒定律成立条件的考查.解题的关键是明确研究对象（系统）及相互作用的过程，正确区分内力和外力.当A 、B 两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A 、B 与C 之间的摩擦力为外力.当A 、B 与C 之间的摩擦力等大反向时，A 、B 组成的系统所受外力之和为零，动量守恒；当A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等时，A 、B 组成的系统所受外力之和不为零，动量不守恒.而对于A 、B 、C 组成的系统，由于弹簧的弹力，A 、B 与C 之间的摩擦力均为内力，故不论A 、B 与C 之间的摩擦力的大小是否相等，A 、B 、C 组成的系统所受外力之和均为零，故系统的动量守恒.【答案】ACK 应试拓展注意拓展1 动量守恒定律的应用 应用动量守恒定律解题的一般步骤： （1）确定以相互作用的系统为研究对象； （2）分析研究对象所受的外力； （3）判断系统是否符合动量守恒条件；（4）规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号； （5）根据动量守恒定律列式求解.动量守恒定律不需要考虑中间过程，只要符合守恒的条件，就只需要考虑它们的初、末状态我们结合实例分析.印象笔记◀如果给出两个物体的运动图像，要求判断物体碰撞前后动量是否守恒，注意分析图像的分界点，这是物体运动状态发生变化的转折点，例如图中2s t =时就是物体碰撞的发生时刻.例 如图所示，带有半径为的14光滑圆弧轨道的小车的质量为M ，小车置于光滑水平面上，一质量为m 的小球从圆弧轨道的顶端由静止释放，则球离开小车时，球和车的速度分别为多少？（重力加速度为g ）【解析】球和车组成的系统虽然总动量不守恒，但因水平面光滑，系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向动量守恒.又因圆弧轨道光滑，小球滚下时系统的机械能无损失，所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解.设球、车分离时，球的速度为1v ，方向向左，车的速度为2v ，方向向右，则120mv Mv -=，22121122mgR mv Mv =+，解得1v =2v =【点评】动量守恒定律具有矢量性，哪个方向上的合外力为零，则哪个方向上的动量就守恒.本题中小车和小球组成的系统在竖直方向上受到的重力和支持力不平衡，故系统在竖直方向上动量不守恒，但是可以判断出小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒，这是解答本题的关键.拓展2 应用动量守恒解决多物体多过程问题系统的动量守恒不是系统内每个物体的动量始终不变，而是系统内所有物体动量的矢量和不变，而且每个物体的动量都是相对同一参考系而言的.因此，根据题目的要求，要善于应用整体动量守恒，巧妙选取研究系统，合理选取相互作用过程来研究，问题就会迎刃而解.例 如图所示，两块厚度相同的木块A 、B ，紧靠着放在光滑的水平桌面上，其质量分别为2.00kg 、0.90kg ，它们的下表面光滑，上表面粗糙.另有质量为0.10kg 的铅块C （大小可以忽略）以10m /s 的速度恰好水平地滑到A 的上表面，由于摩擦，铅块C 最后停在木块B 上，此时B 、C 的共同速度0.5m /s v = .求木块A 的最终速度大小和铅块C 刚滑到B 上时的速度大小.【解析】铅块C 在A 上滑行时，木块A 、B 一起向右运动，设铅块C 刚离开A 时C 的速度为Cv '，A 和B 的共同速度为A v . 在铅块C 滑过A 的过程中，A 、B 、C 所组成的系统动量守恒，有印象笔记◀运用动量守恒定律时更注重初、末状态的动量是否守恒，而不太注重中间状态的具体细节，因此遇到物体组的问题，优先考虑是否满足动量守恒的条件 .很大，且远大于系统受到的外力，故可用动量守恒定律来处理.（2）在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能在爆炸后会增加；在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能.（3）由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，故可以把作用过程看成一个理想化过程简化处理.即作用后仍在作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.理解1 碰鐘过程的特点分析1.系统的内力远大于外力，所以系统即使所受合外力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒.例如两个小球的撞击、子弹射入木块、系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直、铁锤打击钉子、列车车厢的挂接、中子轰击原子核等均可视为碰撞问题.在碰撞过程中，相互作用的时间很短，相互作用力先是急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大.2.位移特点：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，物体的位移可忽略，认为物体在碰撞前后处在同一位置.3.能量特点：碰撞前总动能k E 与碰撞后总动能kE '满足k k E E '≥. 4.速度特点：碰后必须保证不穿透对方. 理解2 对弹性碰撞与非弹性碰撞的理解1.弹性碰撞是指碰撞过程中机械能守恒，弹性碰撞的特点是动量守恒，机械能守恒.举例：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞.2.非弹性碰撞过程中动量守恒，机械能有损失.其中，碰撞后合为一体或碰后具有共同速度的这种碰撞动能损失最大，这样的碰撞称为完全非弹性碰撞.K 应试拓展注意拓展1 碰撞问题的可能性分析1.动量守恒，即1212p p p p ''+=+. 2.动能不增加，即k1k2k1k2E E E E ''+≥+或2222121212122222p p p p m m m m ''+≥+.3.速度要合理.（1）碰前，两物体同向，且v v >后前；碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v v ''≥后前. （2）两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变.例 质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上均向右沿同一直线运动，A 球的动量为9kg m /s A p =⋅，球的动量为3kg m /s B p =⋅，当A 球追上B 球时发生碰撞，则碰后A 、B 两球的动量可能值是（ ）A.6kg m /s,6kg m /s A B p p ''=⋅=⋅B.8kg m /s,4kg m /s A B p p ''=⋅=⋅C.2kg m /s,14kg m /s A B p p ''=-⋅=⋅D.4kg m /s,17kg m /s A B p p ''=⋅=⋅【解析】以A 、B 为系统，系统所受合外力为零，A 、B 组成的系统动量守恒，即9kg m /s 3kg m /s 12kg m /s A B A B p p p p ''+=+⋅+⋅=⋅=，故D 项错误.A 、B 碰撞前的动能应不小于碰撞后的动能，即kA kB kAkB E E E E ''+≥+，有印象笔记◀.绚丽的烟花◀物体发生爆炸时，动量守恒，但k k E E '<，因为有化学能转化为动能.2222A B kAkB 81990(kg m /s)(kg m /s)2222p p E E m m m m ++=+=⋅=⋅，2222AB kA kB p p E E m m ''''++= .将A 、B 、C 三项代入可得C 项错误.A 、B 选项表明碰撞后两球的动量均为正值，即碰后两球沿同一方向运动，后面A 球的速度应不大于B 球的速度，即A B v v ''≤，故B 项错误.所以该题的正确选项为A.【答案】A拓展2 弹性碰撞的规律以质量为1m 、速度为1v 的小球与质量为2m 的静止小球发生正面弹性碰撞为例，弹性碰撞应满足动量守恒和机械能守恒，则有111122m v m v m v ''=+ ① 222111122111222m v m v m v ''=+②由①②得()121111212122,m m v m v v v m m m m -''==++.()11220v v v v ''+==， 1122v v v v ''+=+，弹性碰撞的二级公式，可用于快速计算. 结论：（1）当12m m =时，1210,v v v ''==，两球碰撞后交换了速度. （2）当12m m >时，120,0v v ''>>，碰撞后两球都向1v 的方向运动. 若12m m ?，这时1211211121,,,2m m m m m m v v v v ''-≈+≈==，表示1m 的速度不变，2m 以12v 的速度向1v 的方向运动，如铅球碰乒乓球. （3）当12m m <时，120,0v v ''<>，碰撞后质量小的球被反弹回来. 若12m m =，这时121112121221,0,,0m m m v v v m m m m -''≈-≈=-=++，表示1m 被反向以原速率弹回，而2m 仍静止，如乒乓球碰静止的铅球或物体碰墙后以同样大小的速度返回. 拓展3 碰撞模型拓展碰撞的特点是动量守恒，动能不增加.相互作用的两个物体在很多情况下都可当成碰撞模型处理.对相互作用中两物体相距“最近”“最远”或“恰上升到最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”.具体分析如下：1.如图甲所示，光滑水平面上的A 物体以速度0v 去撞击静止且一端带有轻弹簧的B 物体，A 、B 两物体相距最近时，两物体速度必相等，此时弹簧最短，其压缩量最大. 2.如图乙所示，物体A 以速度0v 滑上静止在光滑水平面上的小车B ，当A 在B 上滑行的距离最大时，A 、B 相对静止，A 、B 的速度必相等.印象笔记◀五个完全相同的金属球沿直线排列并彼此邻接，把最左端的小球拉高释放，撞击后发现最右端的小球摆高，而其余四球不动，这是由于小球发生了弹性碰撞，碰撞中的动量和动能都守恒，发生了速度、动能的“传递”.◀爆炸和碰撞的区别主要表现在能量的转化上.在碰撞过程中，系统的总动能不会增加.在爆炸过程中，有其他形式的能（如化学能）转化为动能，爆炸后系统的总动能会增加.◀（1）在图甲中，若弹簧恢复原长，弹性势能又全部转化成动能，全过程系统没有动能的损失，可以看成弹性碰撞.（2）在图丙中，若小球回到水平面上，重力势能又全部转化成动能，全过程系统没有动能的损失，可以看成弹性碰撞.以上两种情况满足关系式：222012111222mv mv Mv =+， 可以求出作用后的速度10m M v v m M -=+,202mv v m M=+3.如图丙所示，质量为M 的滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切.一个质量为m 的小球以速度0v 向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达滑块的最高点时（小球的竖直速度为零），两物体的速度一定相等（方向水平向右）.总结：以上三种类型都可以看成完全非弹性碰撞.在作用过程中，动能损失最大，系统损失的3能分别转化为弹性势能、内能和重力势能.满足关系式：0()mv m M v =+共，22200 11()222()mM E mv m M v v m M ∆=-+=+共. 4.反冲运动 火箭K 知识深层理解反冲现象反冲现象是指一个静止的物体在内力作用下分裂为两个部分，一部分物体向某个方向运动，另一部分物体必然向相反的方向运动的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.在反冲现象里，系统的动量是守恒的.理解1 反冲运动的特点及遵循的规律反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果.如射击时枪身的后坐、发射炮弹时炮身的后退、火箭因喷气而发射升空等都是典型的反冲运动.反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远大于外力，所以系统的总动量是守恒的.在反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加.在反冲运动中，系统在某个方向上满足动量守恒，则有11220m v m v -=，故2121m v v m =.物体在这一方向上有速度，产生位移，则位移同样满足2121ms s m =，它们之间的相对位移12s s s =+相对.理解2 如何提高火箭的发射速度火箭是利用反冲现象工作的，燃料燃烧，高速向后喷出气体，箭体获得向前的速度，随着不断喷出气体而加速.设火箭相对于地面以速度大小u 喷出质量为m ∆的气体，剩余箭体的质量为m ，开始时静止，火箭获得的速度大小为v ∆，由动量守恒定律得0m v mu ∆-∆=，解得muv m∆∆=. 根据mu v m ∆∆=可知，火箭性能的参数与喷气速度u 和mm∆有关，而0m m m ∆=-（0m 为火箭喷气之前的质量），01m v u m ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭，所以若想使火箭获得较大的速度，则需要：（1）增大喷出燃气的速度u ；（2）增大火箭喷气前后的质量比.K 应试拓展注意印象笔记◀火箭◀反冲运动的一般解题思路：确定研究对象→确定各部分质量及初、末状态→由动量守恒定律列式求解. 注意：解题的过程中一定要注意速度的相对性及质量发生变化的问题.拓展1 “人船模型”的处理方法 “人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒.在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题.处理“人船模型”问题的关键利用动量守恒，确定两物体的速度关系，再确定两物体通过的位移关系. 由于动量守恒，所以任一时刻系统的总动量为零，动量守恒表达式可写成1122m v m v =（1v 、2v 为两物体的瞬时速率），表明任意时刻的瞬时速率都与物体的质量成反比，所以全过程的平均速度也与质量成反比.进而可得两物体的位移大小与物体的质量成反比，即1221x m x m =. 解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各位移之间的关系.例 如图所示，长为L 、质量为M 的船停在静水中，一个质量为m 的人（可视为质点）站在船头，在人从船头走到船尾的过程中，船与人相对地的位移大小分别为多少？（忽略水对船的阻力）【解析】选人和船为一系统，由于系统在水平方向上不受外力作用，所以系统在水平方向上动量守恒.设某一时刻人的对地速度为v ，船的速度大小为v '，选人的运动方向为正方向，由动量守恒定律得0mv Mv '-=.在人与船相互作用的过程中，上式始终成立，不难想到，船的运动受人运动的制约，当人加速运动时，船也加速运动；当人匀速运动时，船也匀速运动；当人停止运动时，船也停止运动.设人从船头到船尾的过程中，人的对地位移大小为1x ，船的对地位移大小为2x ，则12x vx v ='，又从图可见12x x L +=，联立解得1M x L M m =+，2mx L M m =+. 【答案】M L M m + mL M m+ 【点评】在人船模型中，易把人的位移误认为是相对船的位移. 拓展2 解决反冲运动应注意的问题1.反冲运动问题中，题目中给出的速度可能是相互作用的两物体的相对速度，因此应先将相对速度转换成对地的速度，再列动量守恒定律方程.2.在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短印象笔记◀“人船模型”适用条件 （1）系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量守恒.（2）在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒，注意两物体的位移是相对同一参考系而言的. ◀2112cos m x L m m θ=+1212cos m x L m m θ=+2112m x Rm m =+1212m x Rm m =+2112m x l m m =+1212m x l m m =+。
高中物理高考选修3-5知识点整理汇总
高中物理高考选修3-5知识点整理汇总一、动量；动量守恒定律1、动量可以从两个侧面对动量进行定义或解释①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P=mv。
单位是。
动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以动量也是相对的。
2、动量守恒定律当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量，而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。
比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。
高中物理选修3-5知识点总结
高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别：即等效代换为变力的冲量I。
(2)应用Δp＝F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。
曲线运动中物体速度方向时刻在改变，求动量变化Δp＝p′－p需要应用矢量运算方法，比较复杂。
如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。
(3)用动量定理解释现象。
用动量定理解释的现象一般可分为两类：一类是物体的动量变化一定，分析力与作用时间的关系；另一类是作用力一定，分析力作用时间与动量变化间的关系。
分析问题时，要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。
(4)处理连续流体问题(变质量问题)。
通常选取流体为研究对象，对流体应用动量定理列式求解。
3．应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。
(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。
(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。
(4)规定正方向，根据动量定理列方程式。
(5)解方程，统一单位，求解结果。
4．动量守恒定律与机械能守恒定律的比较①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．★★★普朗克能量子：带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．爱因斯坦光子说：空间传播的光本身就是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν。
二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光电流的强度与入射光的强度成正比．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光的频率增大而增大． 理解：（1）光照强度（单色光）光子数光电子数饱和光电流 （2）光子频率ν光子能量ε＝hν爱因斯坦光电效应方程（密立根验证）E k ＝hν－W 0遏制电压U c e=E k三、光的波粒二象性与物质波光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子。
高中物理选修3-5重要知识点总结
选修3-5知识汇总一、动量1.动量：p ＝mv ｛方向与速度方向相同｝2.冲量：I ＝Ft ｛方向由F 决定｝3.动量定理：I ＝Δp 或Ft ＝mv t –mv o {Δp:动量变化Δp ＝mv t –mv o ，是矢量式}4.动量守恒定律：p 前总＝p 后总或p ＝p ’也可以是/22/112211v m v m v m v m +=+ 5.（1）弹性碰撞： 系统的动量和动能均守恒'2'1221121v m v m v m v m +=+ ① 2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+ ② 1211'22v m m m v +=其中：当2v =0时，为一动一静碰撞，此时 （2）非弹性碰撞：系统的动量守恒，动能有损失'2'1221121v m v m v m v m +=+（3）完全非弹性碰撞：碰后连在一起成一整体 共v m m v m v m )(212211+=+，且动能损失最多6. 人船模型——两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv1 = MV2 （注意：几何关系） 注： (1)正碰又叫对心碰撞，速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;（3）系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力，则系统动量守恒（碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等）; (4)碰撞过程(时间极短，发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒，这时化学能转化为动能，动能增加； 思考1：利用动量定理和动量守恒定律解题的步骤是什么？ 思考2：动量变化Δp 为正值，动量一定增大吗？（不一定） 思考3：两个物体组成的系统动量守恒，其中一个物体的动量增大，另一个物体的动量一定减小吗？动能呢？（不一定）思考4：两个物体碰撞过程遵循的三条规律分别是什么？思考5：一动一静两个小球正碰撞，入射球和被撞球的速度范围怎样计算？思考6：有哪些模型可视为一动一静弹性碰撞？有哪些模型可视为人船模型？人船模型存在哪些特殊规律？ 思考7：同样是动量守恒，碰撞，爆炸，反冲三者有何不同？（有弹簧的弹性势能或火药的化学能，或者人体内的化学能转化为动能的情况下，总动能增大） 二、波粒二象性1、1900年普朗克能量子假说，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的E=hv2、赫兹发现了光电效应，1905年，爱因斯坦量解释了光电效应，提出光子说及光电效应方程3、光电效应① 每种金属都有对应的c ν和W 0，入射光的频率必须大于这种金属极限频率才能发生光电效应 ② 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大（0W h E Km -=ν）。
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。
单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。
高中物理选修3-5知识点总结
高中物理选修3-5知识点总结大多数高中生对物理都有点畏惧，但是物理是理科生高考必考的科目，是必须要学好一门课程，那么选修3-5的物理课本有哪些重要的知识点呢?下面是小编为大家整理的关于高中物理选修3-5知识点总结，希望对您有所帮助。
欢迎大家阅读参考学习!高中物理选修3-5知识一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力)，即系统所受外力的矢量和为零。
(碰撞、爆炸、反冲)注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量。
内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因。
2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/ (规定正方向) △p1=-△p2/3、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒。
必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。
4、碰撞(1)完全非弹性碰撞:获得共同速度，动能损失最多动量守恒， ;(2)弹性碰撞:动量守恒，碰撞前后动能相等;动量守恒，;动能守恒， ;特例1:A、B两物体发生弹性碰撞，设碰前A初速度为v0，B静止，则碰后速度，vB= .特例2:对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度)(3)一般碰撞:有完整的压缩阶段，只有部分恢复阶段，动量守恒，动能减小。
5、人船模型--两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv = MV (注意:几何关系)二、量子理论的建立黑体和黑体辐射1、量子理论的建立:1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hν。
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人教版高中物理选修3-5知识点总结一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ（一）量子论1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。
2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
4.量子论的意义①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。
③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。
量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
（二）黑体和黑体辐射1．热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
①.物体在任何温度下都会辐射能量。
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。
此时温度恒定不变。
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。
2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。
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高中物理 3-5 知识点汇编第一章动量1．冲量物体所受外力和外力作用时间的乘积；矢量；过程量；I=Ft ；单位是N· s。
2．动量物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量； p=mv；单位是 kg ·m/s；1kg ·m/s=1 N ·s。
3．动量守恒定律一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
（内力：系统内物体之间的相互作用；外力：系统外物体对系统内物体的作用力）4．动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；②内力远大于外力；③如果在某一方向上合外力为零，那么在该方向上系统的动量守恒。
5．动量定理物体所受合外力的冲量等于动量的变化；I=mv 末－mv 初。
6．反冲：在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化；系统动量守恒。
7．碰撞物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大；系统动量守恒。
8．弹性碰撞如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不计，这种碰撞叫做弹性碰撞。
物体 m1以速度 v0与静止的物体m2发生弹性碰撞，碰撞后两物体的速度分别为v1m1m2v0v22m1v0m1m2m1 m29．非弹性碰撞碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞；如果两物体碰撞后黏合在一起，这种碰撞损失的动能最多，叫做完全非弹性碰撞。
第二章波粒二象性1．热辐射一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。
2．黑体如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物质就是绝对黑体，简称黑体。
3．黑体辐射黑体辐射的电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关。
4．黑体辐射规律一方面随着温度升高各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
5．能量子普朗克认为振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子；并且=h，是电磁波的频率，h为普朗克常量，h=6.63 10 34 J· s；光子的能量为h。
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2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
4.量子论的意义①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。
③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。
量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
（二）黑体和黑体辐射1．热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
①.物体在任何温度下都会辐射能量。
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
高中物理选修3-3目录
高中物理新教材目录
选修3-3（修订）
第七章分子动理论 1
1 物体是由大量分子组成的 2
2 分子的热运动 5
3 分子间的作用力 8
4 温度和温标 11
5 内能 16
第八章气体 19
1 气体的等温变化 20
2 气体的等容变化和等压变化 23
3 理想气体的状态方程 27
4 气体热现象的微观意义 31
第九章物态和物态变化37
1 固体 38
2 液体 44
3 饱和汽与饱和汽压 50
4 物态变化中的能量交换 54
第十章热力学定律59
1 功和内能 60
2 热和内能 62
3 热力学第一定律能量守恒定律 65
4 热力学第二定律 69
5 热力学第二定律的微观解释 74
6 能源和可持续发展 81。
高中物理选修3-5知识点
第十七章波粒二象性1.黑体：完全吸收入射各波长电磁波不反射2.热辐射现象：①任物在任℃都发射各种波长电磁波②辐射能量大小及波长分布与℃有关③既辐射也反射能量3.黑体辐射：①℃↑，黑体的辐射强度↑②℃↑，辐射强度极大值向波长短方移动4.能量子：①1900年普朗克②普`提振动的带电微粒的能量只是最小能量值ε的整数倍③ε＝hν④h普朗克常量＝6.63×10－34J·S ν频率光电效应的实验规律1.光电效应：照射金属光，使金属中的电子从表面逸出光电子：逸出电子勒纳德和汤姆孙等相继实验证实2.饱和电流：光色不变，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多3.遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c，光电子一定存在初速度满足12m e u c2＝eU c颜色不同，频率不同，～不同4.光电子的能量只与入射光的频率有关5.截至频率（极限频率）νc不同金属截至～不同6.入射光频率＜νc不发生光电效应7.瞬时性：当频率＞νc，立即产光电流光电效应解释中的疑难1.逸出功W0：脱离做功最小值2.不同金属W0不同3.光↑，逸出电子数↑，光电流↑爱因斯坦的光电效应方程1.光：一份一份的由一个个不可分割的ε组成2.频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量3.光子：光的能量子为hν4.金属电子吸一光子获能是hν，一部分克服金属的逸出功W0，剩下表现为逸出后电子的初动能E k即hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0（爱因斯坦光点效应方程）（W0交于负半轴）若E k光电子的最大初动能E k＝12m e u c2一个光子只给一个电子输能·爱因`表明：E k与入射光的频率ν有关hν＞W0时，才有光电子逸出，νc＝W0ℎ（光电效应截至频率）·电子一次性全吸能，不累能量时间，光电流几乎瞬时产生·同颜色（ν相同）的光，光较强时，包含光子数↑，照射金属产生光电子↑，饱和电流↑康普顿效应1.光的散射：在介质中与物质微粒相互作用，传播方向改变2.康普顿效应：散射X射线时，除与入射光波长λ0相同的成分，还有波长大于λ0的成分3.光电效应：光子具有能量康普顿效应：光子除了具有能量还具有动量光子的动量1.E＝mc2E一定的能量m一定的质量2.光子的动量：p＝ℎλλ波长h普朗克常量p动量【p＝mc①ε＝hf②ε＝mc2③联解①②③得p＝ℎλ】（f＝ν＝cλc光速f＝ν频率）光的波粒二象性1.波粒二象性：光具有波动性＋粒子性2.能量ε和动量p：描述物质的粒子性的重要物理量3.波长λ或频率ν：描述物质的波动性的典型物理量粒子的波动性1.德布罗意：①提出假设：实物粒子具有波动性②德布罗意波（物质波、概率波）：与实物粒子相联系的波2.概率波1.光的强弱对应光子数目：明纹处光子多，暗纹处光子少光子落在明纹处概率大，暗纹概率小2.光的波动性不是光子之间的相互作用引起，是光子自身固有性质不确定性关系不确定性关系1.托马斯·杨和菲涅耳：光的波动说麦克斯韦：光的电磁理论爱因斯坦：光子理论第十八章原子结构电子的发现原子可以分割，由更小微粒组成电子的发现1.汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流2.组成阴极射线的粒子为电子3.热离子发射：金属高温发射粒子现象4.密立根：电荷是量子化，任何带电体的电荷是e的整数倍e＝1.602 177 33（49）×10－19C 原子的核式结构模型汤姆孙：提出“枣糕模型”和“西瓜模型”α粒子散射实验1.α粒子：放射性物质（如铀和镭）发射出来快速运动粒子，带两个单位正电荷2.卢瑟福α粒子轰击金箔实验（α粒子散射实验）3.卢瑟福原子结构模型：原子核：原子中心一个很小的核原子全部的正电荷和质量集在此带负电电子在核外绕核旋转4.对α粒子散射实验数据分析：可估计原子核大小和正电荷数5.原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数（英）汤姆孙：发现电子氢原子光谱光谱1.光谱：光栅或棱镜把各颜色光按波长展开，获光的波长（频率）＋强度分布的记录2.线状谱：光谱有一条条的亮线3.连续光谱：非条，连在一起的光带例：炽热气体、液体及高温高压气体产生4.各原子发射光谱都是线状谱5.亮线：原子的特征谱线（元素发出多少频率的光，就吸收多少频率的光）。
高中物理人教版选修3-5课后习题整理
高中物理人教版选修3-5课后习题整理第十六章动量守恒定律16.11. 光滑桌面上有 1、2 两个小球。
1 球的质量为 0.3 kg，以 8 m/s 的速度跟质量为 0.1 kg的静止的 2 球碰撞，碰撞后 2 球的速度变为 9 m/s，1 球的速度变为 5 m/s，方向与原来相同。
根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。
(1) 碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？经计算，2球增加的速度是 9 m/s，1 球减小的速度是 3 m/s，因此，这种猜想不成立。
(2) 碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？经计算，2球增加的动能是 4.05 J，1球减小的动能是 5.85 J，这种猜想也不成立。
(3) 请你根据实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中 2 球所增加的这个量与 1球所减小的这个量相等？通过计算说明。
2. 水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量都是0.6 kg。
A车的车尾连着一个打点计时器的纸带，A车以某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动。
碰撞前后打点计时器打下的纸带如图16.1-6所示。
根据这些数据，请猜想：把两个小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后可能是相等的？图 16.1-6 碰撞前后纸带上打下的点迹16.21. 解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。
(1) 质量为 2 kg 的物体，速度由 3 m/s 增大为 6 m/s，它的动量和动能各增大为原来的几倍？(2) 质量为 2 kg 的物体，速度由向东的 3 m/s 变为向西的 3 m/s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？(3) A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4 m/s，方向向西。
它们的动量之和是多少？动能之和是多少？解答后做个小结，说说动量与动能有什么不同。
以后的学习中还会学到动量与动能的区别，请注意及时总结。
高中物理选修3-5知识点复习
（1） 小球B 的初速度V 0大小；（2） AB 球碰后粘在一起在半圆轨道上运动的最大速度； （3） AB 球在速度最大时，球对轨道的压力的大小。
例6.如图所示，光滑水平面上有A 、B 、C 三个物块，其质量分别为m A = 2.0kg ，m B = 1.0kg ，m C = 1.0kg ．现用一轻弹簧将A 、B 两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A 、B 两物块靠近，此过程外力做108J （弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A 、B ，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C 恰以4m/s 的速度迎面与B 发生碰撞并粘连在一起． 求：（1）弹簧刚好恢复原长时（B 与C 碰撞前）A 和B 物块速度的大小． （2黑体辐射强度和波长的关系： 波粒二象性：光电效应实验（饱和电流、（反向）遏止电压、截止频率、逸出功）；1/2mv 2=eU C ；E K =hv-W 0； ·例7.例8.研究光电效应电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是．图示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于辐射出若干不同频率的光. 下列关于这些光的说法正确的是A. 最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的B. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=l能级时产生的C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n=2能级跃迁到n=1能级时辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电效应原子核：天然放射现象（α、β、r射线的辨别；α为42He；β为0-1e；r为光子；三者可通过磁场偏转辨别；三者的穿透性从弱到强；电离能力从强到弱）例13.图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，磁场方向为垂直纸面向里，分别辨认出三条射线各为何种射线。
例14.置于铅盒中的放射源发射的α、β、r三种射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场。
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[变式训练] 1 ． ( 多 选 ) 有 两 个 简 谐 运 动 ， 其 表 达 式 分 别 是 x1 ＝ π π 3sin 100πt＋3 cm ， x2 ＝ 6cos 100πt＋3 cm. 下列说法正确的是 ( ) A．它们的振幅相同 B．它们的周期相同 C．它们的相位差恒定 D．它们的振动步调一致
2．简谐运动中振幅和几个物理量的关系： (1)振幅与振动系统的能量：对一个确定的振动系统来说， 系统能量仅由振幅决定．振幅越大，振动系统的能量越大． (2)振幅与位移：振动中的位移是矢量，振幅是标量．在数 值上，振幅与振动物体的最大位移相等，但在同一简谐运动中振 幅是确定的，而位移随时间做周期性的变化． (3)振幅与路程：振动中的路程是标量，是随时间不断增大 的．其中常用的定量关系是：一个周期内的路程为 4 倍振幅，半 个周期内的路程为 2 倍振幅． (4)振幅与周期：在简谐运动中，一个确定的振动系统的周 期(或频率)是固定的，与振幅无关．
误区警示 理解简谐运动的物理量间关系的两个误区 (1)误认为振子位移相同时，速度一定相同．在同一位置， 位移一定相同，而速度方向却有两种可能情况． (2)误认为简谐运动的振幅大，振动物体的位移一定大．简 谐运动的位移随时间变化，简谐运动的振幅不变，振幅的大小与 位移的大小无直接关系.
知识点二
对简谐运动表达式的理解
解析：振幅是标量，A、B 的振动范围分别是 6 m、10 m， 2π 但振幅分别为 3 m、5 m，选项 A 错误；A、B 振动的周期 T＝ ω 2π ＝100 s≈6.28×10－2 s，选项 B 错误；因 TA＝TB，故 fA＝fB，选 π 项 C 正确；Δφ(φA0－φB0)＝3为定值，选项 D 正确． 答案：CD
2 (2017· 贵 州模 拟 ) 物 体 A 做 简谐 运 动 的振 动 位 移 xA ＝ π 3sin 100t＋2 m ， 物 体 B 做 简 谐 运 动 的 振 动 位 移 xB ＝ π 5sin100t＋6 m．比较 A、B 的运动，有( ) A．振幅是矢量，A 的振幅是 6 m，B 的振幅是 10 m B．周期是标量，A、B 周期相等，为 100 s C．A 振动的频率 fA 等于 B 振动的频率 fB π D．A 的相位始终超前 B 的相位3
解析：由题图可知，周期为 4 s，故频率为 0.25 Hz， s 时质点位于平衡 位置，因此速度最大，选项 C 错误，选项 D 正确． 答案：D
3．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船 上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20 cm，周期为 3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地 面齐平．地面与甲板的高度差不超过 10 cm 时，游客能舒服地登 船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( ) A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s
1如图所示，弹簧振子在 BC 间振动，O 为平衡位置，BO＝ OC＝5 cm， 若振子从 B 到 C 的运动时间为 1 s， 则下列说法正确 的是( )
A．振子从 B 经 O 到 C 完成一次全振动 B．振动周期是 1 s，振幅是 10 cm C．经过两次全振动，振子通过的路程是 20 cm D．从 B 开始经过 3 s，振子通过的路程是 30 cm
解析：振子从 B→O→C 仅完成了半次全振动，所以周期 T ＝2×1 s＝2 s，振幅 A＝BO＝5 cm，A、B 错误；振子在一次全 振动中通过的路程为 4A＝20 cm， 所以两次全振动振子通过的路 程为 40 cm，C 错误；3 s 的时间为 1.5T，所以振子通过的路程为 30 cm，D 正确． 答案：D
2．如图所示是弹簧振子的振动图像，请回答下列问题．
(1)振子的振幅、周期、频率分别为多少？ (2)根据振动图像写出该简谐运动的表达式．
解析：(1)由振动图像可知，振子的振幅 A＝2 cm，周期 T＝ 1 0.8 s，频率 f＝T＝1.25 Hz. 2π (2)由图像可知振子的圆频率 ω＝ T ＝2.5π，简谐运动初相 φ ＝0，将 A＝2 cm，ω＝2.5π，φ＝0 代入 x＝Asin(ωt＋φ)得 x＝ 2sin(2.5πt) cm. 答案：(1)2 cm 0.8 s 1.25 Hz (2)x＝2sin(2.5πt) cm
1．对表达式 x＝Asin(ωt＋φ)的理解 (1)式中 x 表示振动质点相对于平衡位置的位移；t 表示振动 的时间． 2π 2π (2)由于 ω＝ T ＝2πf， 所以表达式也可写成： x＝Asin T t＋φ 或 x＝Asin(2πft＋φ)． (3)ωt＋φ 代表了做简谐运动的质点在 t 时刻处在一个运动周 期中的哪个状态，所以 ωt＋φ 代表简谐运动的相位；其中 φ 是 t ＝0 时的相位，称为初相位或初相．
π 解析： 设振动图像表达式为 y＝Asinωt， 由题意可知 ωt1＝6或 5 2π 2 ωt2＝6π，其中 ω＝ T ＝3 π rad/s，解得 t1＝0.25 s 或 t2＝1.25 s， 则游客舒服登船时间 Δt＝t2－t1＝1.0 s. 答案：C
4．(浙江高考)
某个质点的简谐运动图象如图所示，求振动的振幅和周期．
解析：由图读出振幅 A＝10 2 cm① 2π 简谐运动方程 x＝Asin T t② 2π 代入数据－10＝10 2sin T ×7 得 T＝8 s 答案：10 2 cm 8 s
学习目标 (1)知道简谐运动的周期、 频率、 振幅的含义． (2)理解周期和频率的关系． (3)知道振动物体的固有周期和 固有频率，并能理解与振幅无 关． (4)能用公式描述简谐运动.
知识导图
课前自主学习 一、描述简谐运动的物理量 阅读教材第 5～7 页“描述简谐运动的物理量”部分，回答 下列问题. 1．振幅(A) (1)定义：振动物体离开平衡位置的最大距离． (2) 物理意义：表示振动强弱，是标量 ( 填“矢量”、“标 量”)． 2．全振动 振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程．
(4)相位差 若两个简谐运动的表达式为 x1＝A1sin(ωx＋φ1)， x2＝A2sin(ωt ＋φ2)，则相位差为 Δφ＝φ2－φ1. 当 Δφ＝0 时，两振动质点振动步调一致． 当 Δφ＝π 时，两振动质点振动步调完全相反．
2．简谐运动两种描述方法的比较 (1)简谐运动图像即 x－t 图像是表示质点振动情况的一种手 段，直观表示了质点的位移 x 随时间 t 变化的规律． (2)x＝Asin(ωt＋φ)是用函数表达式的形式反映质点的振动情 况． (3)两者对同一个简谐运动的描述应该是一致的．我们能够 做到两个方面：一是根据振动方程作出振动图像，二是根据振动 图像读出振幅、周期、初相，进而写出位移的函数表达式．
解析：由两振动的表达式可知，它们的振幅分别为 3 cm 和 2π 6 cm，振幅不同，选项 A 错误；它们的周期 T1＝100π s＝0.02 s， π 2π T2＝100π s＝0.02 s， T1＝T2， 选项 B 正确； x2＝6cos100πt＋3 cm π π 可化为－ 6sin 100πt－6 cm ，它们的相位差 Δφ ＝ φ1 － φ2 ＝ 3 － π π － ＝ 为一常数，选项 C 正确；Δφ≠0，它们的振动步调不一 6 2 致，选项 D 错误． 答案：BC
[变式训练] 1．有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧 压缩 x 后释放让它振动， 第二次把弹簧压缩 2x 后释放让它振动， 则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为( ) A．1：1,1：1 B．1：1,1：2 C．1：4,1：4 D．1：2,1：2
解析： 弹簧的压缩量即为振动过程中偏离平衡位置的最大距 离，即振幅，故振幅之比为 1：2；而对同一振动系统，其周期 与振幅无关，故周期之比为 1：1.正确选项为 B. 答案：B
随堂达标演练 1.如图所示，振子以 O 点为平衡位置在 A、B 间做简谐运动 从振子第一次到达 P 点开始计时，则( ) A．振子第二次到达 P 点的时间间隔为一个周期 B．振子第三次到达 P 点的时间间隔为一个周期 C．振子第四次到达 P 点的时间间隔为一个周期 D．振子从 A 点到 B 点或从 B 点到 A 点的时间间隔为一个 周期
2.
(多选)如图是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正 确的是( ) A．振动周期是 2×10－2 s B．物体振动的频率为 25 Hz C．物体振动的振幅为 10 cm D．在 6×10－2 s 内物体通过的路程是 60 cm
解析：周期在图象上是两相邻极大值间的距离，所以周期是 1 －2 4×10 s，A 项错误；又 f＝T， 所以 f＝25 Hz，则 B 项正确； 正、负极大值表示物体的振幅，所以振幅 A＝10 cm，则 C 项正 1 －2 确；t＝6×10 s＝12T，所以物体通过的路程为 4A＋2A＝6A＝ 60 cm，故 D 正确． 答案：BCD
解析：从经过某点开始计时，则再经过该点两次所用的时间 为一个周期，B 对，A、C 错．振子从 A 到 B 或从 B 到 A 的时间 间隔为半个周期，D 错． 答案：B
2．(2017· 扬州高二检测)
(
一个质点做简谐运动的图象如图所示， 下列叙述中正确的是 ) A．质点的振动频率为 4 Hz B．质点的振幅为 2 m C．t＝2 s 时，质点的速度为零 D．t＝2 s 时，质点的速度最大
判一判, (1)振幅就是指振子的位移．( × ) (2)振幅就是指振子的路程．( × ) (3)振子从离开某位置到重新回到该位置的过程为一次全振 动过程．( × )
二、简谐运动的表达式 阅读教材第 7～8 页“简谐运动的表达式”部分，回答下列 问题. 简谐运动的一般表达式：x＝Asin(ωt＋φ)． (1)A 表示简谐运动的振幅． (2)ω 是一个与频率成正比的量，表示简谐运动的快慢，ω＝ 2π T ＝2πf. (3)φ：t＝0 时的相位，称做初相位或初相． (4)ωt＋φ：简谐运动的相位.