高中物理选修3-5全套ppt课件

汤姆生如何测定出粒子的荷质比？
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁 场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提 供向心力：
m v2 evB r
汤姆生如何测定出粒子速度v和半径r？
• 1、让粒子垂直射入正交的电磁场做匀速
直线运动： v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作 用达到最大偏转
• 把它置于光滑的水平面上，一质量为m
• 的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下，
• 与斜面体分离后以速度v在光滑的水平
• 面上运动，在这一现象中，物块B沿斜面体A下滑时，A与 B间的作用力(弹力和可能的摩擦力)都是内力，这些力不 予考虑。但物块B还受到重力作用，这个力是A、B系统以 外的物体的作用，是外力；物体A也受到重力和水平面的 支持力作用，这两个力也不平衡(A受到重力、水平面支持 力和B对它的弹力在竖直方向平衡)，故系统的合外力不为 零。但系统在水平方向没有受到外力作用，因而在水平方 向可应用动量守恒，当滑块在水平地面上向左运动时，斜 面体将会向右运动，而且它们运动时的动量大小相等、方 向相反，其总动量还是零。
• （注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别）
• 【例3】在光滑水平面上A、B • 两小车中间有一弹簧，如图所 • 示。用手抓住小车并将弹簧压
• 缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做 一个系统，下列说法中正确的是( )
• A．两手同时放开后，系统总动量始终为零 • B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 • C．先放开左手，再放开右手后，总动量向左 • D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原
• 二、系统、内力和外力
•
1．系统：存在相互作用的几个物体所组成
的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活
选取。
•
2．内力：系统内各个物体间相互用力称为
内力。
•
3．外力：系统外其他物体作用在系统内任
何一个物体上的力称为外力。
•
• 内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确 定了系统后，才能确定内力和外力。
②相对性：这是由于速度与参考2 系的选择有关，通常以地 球（即地面）为参考系。 ③矢量性：动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运 算法则（平行四边形定则）。
例题1的功能：建立矢量运算的概念，强化矢量运算 的方法。
【例1】关于动量的概念，下列说法正确的 是;( ) A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．动量相同的物体速度小的惯性大
密立根油滴实验
密立根油滴实验的原理图
• 密立根测量出电子的电量
e 1.60221019C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 10 31kg
16．2 动量守恒定律（一）
16.2 动量守恒定律（一）
教学目标： 理解动量的概念，明确动量守恒定律的内容，理解守恒条件
和矢量性。理解“总动量”就是系统内各个物体动量的矢量和。
引入思路： 本节在前面科学探究的基础上提出了动量的概念
和动量守恒定律，并从物理学史的角度来加以认识。
一．动量（momentum）及其变化 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=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方 面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有 瞬时性。
• 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。 强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化 量△v相同。 一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mυ1 矢量差
• 【例2】一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的 速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物 后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平 向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？ 变化了多少？
长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的 总动量不一定为零
例题3教学回顾： （1）明确系统、内力和外力，判断是否满足守恒条件。 （2）明确研究过程，分析碰撞过程的初末状态。画出初末 态的情景图 （3）分析初、末状态的总动量，最后列方程。 （4）解题过程的表述力求清楚、规范。
可以引导学生从例题总结出解决这类问题的分析思路，以 便学生更好地掌握和运用动量守Βιβλιοθήκη Baidu定律分析和解决问题。
三、动量守恒定律
注意： （1）应用时需注意区分内力和外力。 （2）区分“外力的矢量和”：把作用在系统上的所有 外力平移到某点后算出的矢量和。 “合外力”：作用 在某个物体(质点)上的外力的矢量和。 （3）明确“不变量”绝不是“守恒量”。确切理解 “守恒量”是学习物理的关键。
• 例如：如图所示，斜面体A的质量为M，
d2 r
h
• 计算出的荷质比大约比当时知道的 质量最小的氢离子的荷质比达 2000倍。这有两种可能：或者这 种带电粒子的电荷量很大；或者它 的质量很小。
电子的发现
• 汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者 用不同的金属材料制作电极，都测得相同 的荷质比，随后又发现在气体的电离和光 电效应等现象中，可从不同的物体中击出 这种带电粒子，这表明它是构成各种物体 的共同成分。随后，汤姆生直接测量出粒 子的电荷，发现粒子的电荷与氢离子的电 荷基本相同，说明它的质量比任何一种分 子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生 完全确认了电子的存在。
动量守恒定律解题的一般步骤： (1)明确题意，明确研究对象； (2)受力分析，判断是否守恒； (3)确定动量守恒系统的作用前总动量和作用后总动量； (4) 选定正方向根据动量守恒定律列出方程； (5)解方程，得出结论。
思考与讨论：
汤姆生 的伟大发现
• 汤姆生发现电子之前人们认为原子是组成 物体的最小微粒,是不可再分的.汤姆生对阴 极射线等现象的研究中发现了电子,从而敲 开了原子的大门.
探索阴极射线
• 1858年德国的科学家普里克（J.Plucker， 1801——1868）发现了阴极射线。
• 阴极射线究竟是什么？汤姆生如何测定阴 极射线的电荷？