专题六动量及原子物理部分(教师版)

1、专题六 动量及其守恒部分第一课时 动量守恒定律编写 黄自力 李卫国 审稿 黄自力预习案一、基础知识回顾：（一）动量1定义：物体的 质量 和 速度 的乘积2表达式：p mv .单位： kg·m/s 3动量的三性(1)矢量性：方向与速度的方向相同(2)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，动量定义中的速度是瞬时速度，是针对某一时刻而言的(3)相对性：大小与参考系的选取有关，通常情况是指相对大地的动量（二）对动量和动量的变化量的理解（三）系统内力和外力1系统：相互作用的两个或几个物体组成一个系统2内力：系统内物体之间的相互作用力3外力：系统外物体对系统内物体的作用力（四）www.ks5动

2、量守恒定律1.内容：相互作用的物体，如果不受外力或所受外力的合力为零，它们的总动量保持不变。 即作用前的总动量与作用后的总动量相等2.适用范围：动量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，既适用宏观低速运动的物体，也适用微观高速运动的粒子。大到宇宙天体间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及复杂的相互作用的物体系统类问题的基本规律。3.动量守恒的条件为：充分且必要条件：系统不受外力或所受外力为零。近似守恒：虽然系统所受外力之和不为零，但系统内力远远大于外力，此时外力可以忽略不计，如：爆炸和碰撞。系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于内力

3、，则系统该方向上动量守恒4、动量守恒定律的表达式(1) p=p/意义：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p (从守恒的角度列式)(2)p =p/-p=0意义：系统总动量的增量等于零(从增量角度列式)(3)对相互作用的两个物体组成的系统：p1+p2=p1/ +p2/ 或者m1v1 +m2v2=m1v1/+m2v2/意义：两个物体作用前的动量的矢量和等于作用后的动量的矢量和p1/-p1=一(p2/-p2)或者p1=一p2或者p1+p2=0 意义：两物体动量的变化大小相等，方向相反5解题的基本步骤二、预习题1. 在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别

4、向相反方向运动假定两板与冰面间的摩擦因数相同已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于 （ C ）A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小【解析】C “甲在冰上滑行的距离比乙远”说甲乙分开是的速度是甲的大，C对；根据动量守恒定律速度的甲质量小，但在分离时相互作用力大小相等，作用时间相等，所以AB错；根据牛顿第二定律知甲乙的加速度相同，所以D错2.（动量守恒定律的判断）把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹、车的下列说法正确的是（

5、 D ）A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.只有忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成的系统的动量才近似守恒D.枪、子弹、车组成的系统动量守恒【解析】D.本题C选项中所提到的子弹和枪筒之间的摩擦是系统的内力，在考虑枪、子弹、车组成的系统时，这个因素是不用考虑的 根据受力分析，可知该系统所受合外力为0，符合动量守恒的条件，故选D 规律总结：判断系统是否动量守恒时，一定要抓住守恒条件，即系统不受外力或者所受合外力为0。3.（碰撞中过程的分析）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块A和B都可视作质点，质量相等。B与轻质弹簧相连。设B静止，A以某一初速度向B运动并与弹簧

6、发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（ B ）ABA. A的初动能B. A的初动能的1/2C. A的初动能的1/3D. A的初动能的1/4图6-2-82【解析】B. 解决这样的问题，最好的方法就是能够将两个物体作用的过程细化。具体分析如右图，开始A物体向B运动，如右上图；接着，A与弹簧接触，稍有作用，弹簧即有形变，分别对A、B物体产生如右中图的作用力，对A的作用力的效果就是产生一个使A减速的加速度，对B的作用力的效果则是产生一个使B加速的加速度。如此，A在减速，B在加速，一起向右运动，但是在开始的时候，A的速度依然比B的大，所以相同时间内，A走的位移依然比B大，故两者之间的距

7、离依然在减小，弹簧不断压缩，弹簧产生的作用力越来越大，对A的加速作用和对B的加速作用而逐渐变大，于是，A的速度不断减小，B的速度不断增大，直到某个瞬间两个物体的速度一样，如右下图。过了这个瞬间，由于弹簧的压缩状态没有发生任何变化，所以对两个物体的作用力以及力的效果也没有变，所以A要继续减速，B要继续加速，这就会使得B的速度变的比A大，于是A、B物体之间的距离开始变大。因此，两个物体之间的距离最小的时候，也就是弹簧压缩量最大的时候，也就是弹性势能最大的时候，也就是系统机械能损失最大的时候，就是两个物体速度相同的时候。根据动量守恒有，根据能量守恒有，以上两式联列求解的，可见弹簧具有的最大弹性势能等

8、于滑块A原来动能的一半，B正确 规律总结：处理带有弹簧的碰撞问题，认真分析运动的变化过程是关键，面对弹簧问题，一定要注重细节的分析，采取“慢镜头”的手段。4.质量为m的砂车沿光滑水平面以速度v0.作匀速直线运动，此时从砂车上方落入一只质量为m的铁球，如图6-2-8所示，则小铁球落入砂车后( C )A砂车立即停止运动B砂车仍作匀速运动，速度仍为v0C砂车仍作匀速运动，速度小于v0D砂车做变速运动，速度不能确定【解析】C 水平方向动量守恒可知正确教学案 典例分析例1、（人船模型）在静止的湖面上有一质量M=100kg的小船，船上站立质量m=50kg的人，船长L=6m，最初人和船静止当人从船头走到船尾

9、(如图)，船后退多大距离？(忽略水的阻力)【解析】选地球为参考系，人在船上行走，相对于地球的平均速度为(L-x)/t，船相对于地球后退的平均速度为x/t，系统水平方向动量守恒方程为 故 规律总结：错解：由船和人组成的系统，当忽略水的阻力时，水平方向动量守恒取人前进的方向为正方向，设t时间内人由船头走到船尾，则人前进的平均速度为L/t，船在此时间内后退了x距离，则船后退的平均速度为x/t，水平方向动量守恒方程为 故 这一结果是错误的，其原因是在列动量守恒方程时，船后退的速度x/t是相对于地球的，而人前进的速度L/t是相对于船的。相对于不同参考系的速度代入同一公式中必然要出错例2. 放在光滑水平面

10、上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中正确的是（ ABD ）A两手同时放开，两车的总动量为0B先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右C先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右D两手同时放开，两车的总动量守恒，两手放开有先后，两车的总动量不守恒【解析】 ABD据动量守恒条件，两手同时放开，则两车所受外力之和为0，符合动量守恒条件；若先放开右手，后放开左手，则小车受到左手向右的冲量作用，从而使两车的总动量向右；反之，则向左例3. 在质量为M的，小车中挂有一半摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静

11、止木块发生碰撞，碰撞的时间极短在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的？（ BC ）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足C摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足D小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足【解析】BC由于碰撞的极短，摆球的速度不变，小车与木块相碰后，将可能会出现两种情况，即碰撞后小车与木块合二为一或它们碰后又分开例4如图6-2-12所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞后A

12、球的动量增量为，则（ A ）A左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为B左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为C右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为D右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为【解析】A题中规定向右为正方向，而AB球的动量均为正，所以AB都向右运动，又，所以，可以判断A球在左方，CD错；碰撞后A的动量变化，根据动量守恒可知，B球的动量变化，所以碰后AB球的动量分别为，解得练习案基础巩固题1. 在质量为M的，小车中挂有一半摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短在此碰撞过程中，下列哪

13、个或哪些说法是可能发生的？（ BC ）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足C摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足D小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足【解析】BC由于碰撞的极短，摆球的速度不变，小车与木块相碰后，将可能会出现两种情况，即碰撞后小车与木块合二为一或它们碰后又分开2. 在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000kg向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/

14、s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率（ A ）A小于10m/sB大于10m/s小于20m/sC大于20m/s小于30m/sD大于30m/s小于40m/s【解析】A两车碰后连接在一起向南滑行，说明系统的总动量向南，因此碰前客车的动量(方向向南)应大于卡车的动量(方向向北)，即m客v客>m卡v卡，代人数据1500×20>3000×v卡；解得v卡<10ms，A选项正确3. 图6-2-11所示，A、B两物体质量之比mA:mB3:2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ BCD ）A若A、B与平板车表面间的动摩擦

15、因数相同，A、B组成的系统动量守恒B若A、B与平板车表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C若A、B受到的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D若A、B受到的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒【解析】BCD合外力为0是判断动量守恒的依据ABC4. 质量为M的小车在水平地面上以速度v0匀速向右运动当车中的砂子从底部的漏斗中不断流下时，车子速度将（ B ）A减小 B不变 C增大 D无法确定【解析】B .砂子和小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律，在初状态，砂子落下前，砂子和车都以向前运动；在末状态，砂子落下时具有与车相同的水平速度，车的速度为v，由得，车速不变5如图6

16、-5-3所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 （ B ）A动量守恒、机械能守恒B动量不守恒、机械能不守恒C动量守恒、机械能不守恒D动量不守恒、机械能守恒【解析】B 系统水平方向受力不为零则动量不守恒，子弹与木块碰撞时有机械能向内能转化第二课时 碰撞(含实验) 反冲 编写 黄自力 李卫国 审稿 黄自力预习案一、基础知识回顾：1. 弹性碰撞与非弹性碰撞形变完全恢复的叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其形变

17、不能够完全恢复。机械能不损失的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其机械能有所损失。 2碰撞过程遵守的规律应同时遵守三个原则系统动量守恒系统动能不增 实际情景可能：碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度关系应遵循客观实际如甲物追乙物并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动3. 反冲指系统在内力的作用下,系统内一部分物体向某一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的现象,反击式水轮机、喷气式飞机、火箭都是反冲运动的实例。在反冲现象中系统的动量是守恒，并且往往有其他形式的能量转化为动能。4实验：探究

18、碰撞中的守恒量、实验原理质量分别为m1、m2的两物体相互作用，若相互作用前的速度分别为v1、v2，相互作用后的速度分别是v1、v2，并且系统受到外力之和为零，根据动量守恒定律有m1v1m2v2m1v1m2v2.实验方案方案一：利用气垫导轨实现两滑块发生一维碰撞.方案二：利用悬线悬挂的小球实现两球发生一维对心碰撞.方案三：利用小车在光滑的水平桌面上碰撞另一静止的小车实现一维碰撞.方案四：利用斜槽上滚下的小球碰撞另一小球实现一维碰撞.实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(2个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥.方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶

19、布等.方案三：光滑的长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥.方案四：斜槽、大小相等的、而质量不等的小钢球(两个)、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规、三角板.数据采集方案(1)质量的测量：用天平测量相关质量.(2)速度的测量：方案一：滑块速度的测量：v，式中x为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可以直接测量)，t为光电计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间.方案二：摆球速度的测量：v，式中h为小球释放时(或碰后摆起)的高度，可以用刻度尺来测量.方案三：小车速度的测量：v，式中x是纸带上两计数点间的距离，t为小车经过x的时间，可以由打点间隔算出.方案四：小球速度

20、的测量：小球离开斜槽做平抛运动，下落高度相同则运动的时间相等，取运动时间为单位时间，速度在数值上等于平抛运动的水平位移.实验过程方案一：用气垫导轨和光电计时器验证动量守恒定律.(1)实验装置如图所示.(2)说明：气垫导轨能够很容易地保证两个滑块的相互作用是一维的，光电计时装置可以迅速测量两个滑块相互作用前后的速度.实验要从下列几种情形来探究：a.用细线将弹簧拉成弓形，置于质量不等的滑块间，且使它们静止.烧断细线，弹簧片弹开后落下，两滑块向相反方向运动.b.在两滑块相撞的端面装上弹性碰撞架，可得到近似弹性碰撞.c.在两滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥(或贴上尼龙拉扣)，可得到完全非弹性碰撞.(3

21、)数据处理：可得测得的质量m、速度v填入下列表格，并进行计算.实验情景用弓形弹片弹开探究量质量(kg)速度（m/s）mv（kg·m/s）碰撞前m1高考资源网KS5U.COMv1Km1v1+ m2v2m2v2碰撞后m1v1m1v1+ m2v2m2v2方案二：用两摆球碰撞验证动量守恒定律.(1)实验装置如图所示.(2)一个小球静止，拉起另一个小球使它摆动到最低点时它们相撞.由小球拉起和摆动的角度来算出小球碰前或碰后的速度.可贴胶布增大两球碰撞时的能量损失，两球质量可相等，也可不相等.(3)数据处理：实验情景小球的碰撞端贴胶布探究量质量(kg)速度（m/s）mv（kg·m/s）碰

22、撞前m1v1m1v1+ m2v2m2v2碰撞后m1v1m1v1+ m2v2m2v2方案三：用打点计时器和小车的碰撞验证动量守恒定律.(1)实验装置如图所示. (2)小车A连接纸带通过打点计时器，小车B静止，两车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，两车撞后连成一体，通过纸带测出它们碰撞前后的速度.二、预习题1. 如图所示中不计一切摩擦，A物体质量为m，B物体质量为M.(1)(a)图中B是半径为R的圆弧轨道，A、B最初均处于静止状态，现让A自由下滑，求A滑离B时A和B的速度大小之比.(2)(b)图中B也是半径为R的圆弧轨道，初态时B静止不动，滑块A以速度v0沿轨道上滑，若滑块已滑出轨道B，求滑出时B的速度

23、大小.(3)(c)图中B为一半径为R的半圆形轨道，开始时B静止不动，滑块A以一初速度v0使其沿轨道下滑，若A能从轨道的另一端滑出，求滑出时B的速度为多大？(4)(d)图中小球来回摆动，求小球摆至最低点时A、B速度大小之比.【答案】(1)vAvBMm(2)vB(3)vB0(4)vAvBMm2. 木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）Aa尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒Ca离开墙后，a、b系统动量守恒Da离开墙后，a、b系统动量不守恒点拨：此

24、题考查动量守恒定律应用的条件。正确选项为BC。3. 如图所示，在光滑的水平面上，依次放着质量均为m的4个小球，小球排列在一条直线上，彼此间隔一定的距离。开始时后面3个小球处于静止状态，第一个小球以速度v向第二个小球碰去，结果它们先后都粘合到一起向前运动。由于连续碰撞，系统剩余的机械能是 _。 点拨：此题考查多物体多过程动量守恒和能量守恒定律。答案：4. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kgm/s，B球的动量是7kgm/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（ ） A6kgm/s、6kgm/s B4kgm/s、8kgm/s C-2kgm/s

25、、14kgm/s D-3kgm/s、15kgm/s点拨：此题考查碰撞的规律。必须满足动量守恒定律、动能不增加、符合实际情景选A导学案 典例分析例1. 在光滑水平面上停放着两木块A和B，A的质量大，现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动，然后又同时撤去外力F，结果A和B迎面相碰后合在一起，问A和B合在一起后的运动情况将是（ ）A.停止运动 B.因A的质量大而向右运动C.因B的速度大而向左运动 D.运动方向不能确定【错解分析】错解：因为A的质量大，所以它的惯性大，所以它不容停下来，因此应该选B；或者因为B的速度大，所以它肯定比A后停下来，所以应该选C。产生上述错误的原因是没有能够全面分析题目条件

26、，只是从一个单一的角度去思考问题，失之偏颇。【解题指导】碰撞问题应该从动量的角度去思考，而不能仅看质量或者速度，因为在相互作用过程中，这两个因素是一起起作用的。【答案】本题的正确选项为A。由动量定理知，A和B两物体在碰撞之前的动量等大反向，碰撞过程中动量守恒，因此碰撞之后合在一起的总动量为零，故选A。例2. 分析下列情况中系统的动量是否守恒（ ）A如图2所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统B子弹射入放在光滑水平面上的木块中对子弹与木块组成的系统(如图3)C子弹射入紧靠墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统D斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时www.ks5u.【错解分析

27、】错解：本题的错解在于漏掉了一些选项，由于对动量守恒条件中的合外力为零认识不清，混淆了内力和外力而漏选了B。由于没有考虑到爆炸过程是一个作用时间阶段，内力远大于外力的过程，符合动量守恒的近似条件，而漏选了D。【解题指导】动量守恒定律成立的条件：（1）系统不受外力作用时，系统动量守恒；（2）系统所受合外力之和为0，则系统动量守恒；（3）系统所受合外力虽然不为零，但系统内力远大于外力时，系统的动量看成近似守恒。【答案】本题的正确选项为A、B、D。A、B选项符合条件（2）；D选项符合条件（3）例3、在光滑平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，

28、如图所示，设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能值是（ ）A. B. C. D. 【错解分析】错解：因为三个小球在碰撞过程中动量守恒，碰撞之后总动量为m v0，故选C、D。产生上述错误的原因在于处理碰撞问题的时候，仅考虑到了动量的守恒，没有考虑到机械能的守恒。【解题指导】处理碰撞后的物体速度问题，要考虑到两个因素，一个是动量守恒，一个是机械能至少不能增加。【答案】本题的正确选项为D。C选项虽然符合了动量守恒的条件，但是碰后的总动能只有，显然违反了题干中提到了碰撞中机械能不损失的条件。而D选项，则既满足了动量守恒条件，也满足了机械能守恒条件，故正确选项为D。例4.（动量守恒+圆周运动+能

29、量守恒）质量为M=0.60kg的小砂箱，被长L=1.6m的细线悬于空中某点，现从左向右用弹簧枪向砂箱水平发射质量m=0.20kg，速度v0=20m/s的弹丸，假设砂箱每次在最低点时，就恰好有一颗弹丸射入砂箱，并留在其中（g=10m/s2，不计空气阻力，弹丸与砂箱的相互作用时间极短）则：（1）第一颗弹丸射入砂箱后，砂箱能否做完整的圆周运动？计算并说明理由。（2）第二、第三颗弹丸射入砂箱并相对砂箱静止时，砂箱的速度分别为多大？解：射入第一颗子弹的过程中，根据动量守恒有：得v1=5m/s.此后，砂箱和弹丸向上摆动的过程中，机械能守恒，有：,解得h=1.25m<1.6m,不能做完整圆周运动。第二

30、颗子弹射入过程中，由动量守恒定律，解得：.第三颗子弹射入过程中，解得m/s.练习案基础巩固题1. 如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动.某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰.则下列叙述正确的是（ D ）abv1.5vA两球相距最近时，速度大小相等、方向相反Ba球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功Ca球一直沿原方向运动，b球要反向运动Da、b两球都要反向运动，但b球先反向2. 如图表示光滑平台上，物体A以初速度滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动

31、摩擦因数不计，图6（b）为物体A与小车B的v-t图像，由此可知（ BC ）A小车上表面长度 B物体A与小车B的质量之比CA与小车B上表面的动摩擦因数 D小车B获得的动能 3. 如图所示，长2m，质量为1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为（ D ）A1m/s B2 m/s C3 m/s D4 m/s4. 质量为m的物体从半径为R光滑的半圆槽（质量为M）的A点由静止滑下，A、B等高，如图所示，关于物体m的运动，下列说法正确的是 （ AD ）A若圆槽固定不动，则m可滑到B点

32、B若圆槽可无摩擦的滑动，则m不能滑到B点C m滑至圆槽底部时，无论圆槽动不动，其速率 D若m下滑时圆槽可滑动，且地面有摩擦，则m不能滑到B点5. 如图所示，质量分别为m1，m2的两个小球AB，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场后，两球AB 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球AB和弹簧组成的系统，以下说法错误的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度）：（ A ）A由于电场力分别对球A和B做正功，故系统机械能不断增加B由于两小球所受电场力等大反向，故系统动量守恒C当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最大D当小球

33、所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大 专题六 近代物理专题部分第三课时光的波粒二象性编写 陈志斌 文斌 审稿 文斌预习案一、基础知识回顾(一)光电效应1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做 光电子 特别提醒：(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象(2)定义中的光包括可见光和不可见光2几个名词解释(1)遏止电压：使光电流减小到零时的 反向最小电压 .(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 入射光的最小 频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)不同的金属对应着不同的极限频率(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 最小值 ，

34、叫做该金属的逸出功，用 Wo 表示。3光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于 极限频率才能产生光电效应(2)光电子的 最大初动能 与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而 增大 (3)只要入射光的频率大于金属的极限频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是 瞬时的 ，一般不超过109 s，与光的强度 无 关(4)当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成 正 比4爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为Eh，其中h是普朗克常量，其值为6.63×1034 J

35、3;s，是光的频率(2)光电效应方程： EkhW 其中h为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W是金属的逸出功(二)光的波粒二象性1光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 波动 性2光电效应和康普顿效应说明光具有 粒子 性3光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 波粒二象性 性(三)物质波(又叫德布罗意波)1物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 h/p ,p为运动物体的动量，h为普朗克常量2. 物质波是概率波. 光子和粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，概率大的地方，光子或粒子出现的 次数多 ，反之就少. 不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波.

36、 二、预习题1、用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则这两种光（ BC）A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大2.光电效应实验中，下列表述正确的是（CD）A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子3.分别用波长为和3/4的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速

37、，则此金属板的逸出功为（B） A B. C. D. 4.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n1已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为（ D ） A. B. C. D. 教学案典例分析例题1.关于光电效应，下列说法正确的是(A)A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 【解析】金属材料逸出功W0与极

38、限频率0的关系为W0h0，A正确. 只有照射光的频率大于金属的逸出功，才能产出光电效应，与光照射的时间无关，B错误. 由光电效应方程可知光电子的最大初动能mvm2hW0，由入射光的频率决定，C错误. 产生光电效应时单位时间内逸出的光电子数由入射光的光电子数决定，在入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内入射的光子数越少，逸出的光电子数也越少D错误. 正确选项为A【点评】本题主要考查学生对光电效应规律的理解，这是我们学生必须掌握的重点。也是难点。例题2.关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(D)A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一

39、个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性【解析】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性D项合题意例题3.如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当

40、电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零(1)求此时光电子的最大初动能的大小(2)求该阴极材料的逸出功【解析】设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eUEk由光电效应方程：EkhW0由以上二式：Ek0.60 eV，W01.9 eV.【点评】本题主要是结合带电粒子在电场中的运动规律来考查学生对光电效应方程的掌握程度。例题4.如图所示，阴极K用极限波长0=0.66m的金属铯制成，用波长=0.50m的绿光照射阴极K，调整两个极板电压.当A板电压比阴极高出2.5V时，光

41、电流达到饱和，电流表示数为0.64A，求：（1）每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；KAVmAP（2）如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能。 【解析】（1）光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数为个根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能： （2）如果照射光的频率不变，光强加倍，根据光电效应的实验定律，阴极每秒钟发射的光电子数 =2n=8×1012个光电子的最大初动能仍然为： 【点评】本题主要考查学生对光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程的理解能力和应用能力，这是我

42、们要掌握的重点内容。练习案基础题巩固1有关光的本性的说法正确的是( C )A关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成宏观概念上的粒子C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性2在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示则可判断出( AD )A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙

43、光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能3光电效应的实验结论是：对于某种金属( AD )A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大4在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( CD )A一定落在中央亮纹处 B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大5下表

44、给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(×1019 J)3.06.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.63×1034 J·s，光速c3.0×108 m/s)( A )A2种 B3种 C4种 D5种6用波长为2.0×107 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×1019 J由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h6.63×1034 J·s，光速c3.0×108 m/s，结果取两位有效数字) ( B )

45、A5.5×1014 Hz B7.9×1014 HzC9.8×1014 Hz D1.2×1015 Hz能力提升 7. “约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v=kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象为机理，但仍可运用物理学中常用的方法。在下列选项中，推理判断比例系数k的谊可能为（ B ） A. B. C. 2he D. 8研究光电效应的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

46、电流下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是( C ) 9.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是（填选项前的字母）（D）A逸出功与有关BEkm于入射光强度成正比C0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关 10. A、B两种光子的能量之比为2 : l，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为 EA、EB。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。 【解析】光电子能量，动量，且得，则pA:pB=2:1A

47、光照射时，光电子的最大初动能,同理 解得 第四课时 原子核和原子结构 编写 陈志斌 文斌 审稿 文斌预习案 一、基础知识回顾：1原子的核式结构(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子(2)原子的核式结构如图所示。 粒子散射实验的结果绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子甚至被撞了回来，如图121所示卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转原子核的尺度：原子核直径的数量级为1015 m，原子直径的数量级约为1010

48、 m.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数2氢原子光谱(1)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式R，(n3,4,5，)，R是里德伯常量，R1.10×107 m1，n为量子数(2)玻尔理论定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.63×1034 J·s)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的

49、圆周轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的3氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图所示能级图中相关量意义的说明相关量表示意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1,2,3”表示量子数横线右端的数字“13.6，3.40”表示氢原子的能级相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大相邻的能级差越小带箭头的竖线表示原子由高能级向低能级跃迁，原子跃迁条件为hEmEn(2)氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E113.6 eV.氢原子的半径公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其

50、中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.53×1010 m.4天然放射现象（1）天然放射现象中三种射线及其物质微粒的有关特性的比较。射线射线射线射线物质微粒氦核电子光子带电情况带正电（2e）带负电（-e）不带电速度约为接近c贯穿本领小（空气中飞行几厘米）中（穿透几毫米铝板）大（穿透几厘米铅板）电离作用强次弱三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：5半衰期（1）定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需要的时间。（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。（3）特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的_状态或_状态无关。（4）理解：N0（大量）个某种放射

51、性元素的核，经过时间t后剩下的这种核的个数为。常见错误是：N0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变了一半，再经过一个半衰期T，全部衰变完。第二种错误是：若有10个放射性元素的核，经过一个半衰期T，将衰变5个。事实上， 而对于少量的核（如10个），是无法确定其衰变所需要的时间的。6原子核的人工转变和原子核的组成用高速运动的粒子去轰击原子核，是揭开原子核内部奥秘的要本方法。轰击结果产生了另一种新核，其核反应方程的一般形式为7核能（1）核反应中放出的能叫_。（2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做_。二、预习题1、如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激