一阶段专题八碰撞与动量守恒近代物理初步

第1页/共57页第2页/共57页系统知识第3页/共57页明晰备考考什么

本专题考查的主要内容有：弹性碰撞与非弹性碰撞，动量守恒定律及其应用，氢原子光谱，原子能级结构、能级公式，原子核的组成、衰变、半衰期，光电效应方程及应用，核反应方程及结合能等。第4页/共57页明晰备考怎么考

本专题考查点主要集中在：以碰撞为模型的动量守恒定律的应用、氢原子的能级跃迁、核反应方程、原子核衰变、半衰期、质能方程的应用等，题型有选择、填空题，也有计算题，难度适中，预计2013年考查的重点及方式不变。第5页/共57页明晰备考怎么办

复习时要加强对动量守恒定律的理解，注意对复杂过程分系统、分阶段分析的训练；对近代物理学部分，要理解与记忆相结合，关注高考热点，对质能方程、玻尔理论、光电效应等要适度深入复习。第6页/共57页第7页/共57页第8页/共57页[思路点拨]

解答本题时应注意以下两点：(1)最终A与B间距保持不变，说明A、B的速度最终相同。(2)列动量守恒方程时应明确所选的系统。第9页/共57页第10页/共57页第11页/共57页第12页/共57页(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，区分系统内力和外力，在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。

(3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、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相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地面为参考系。

(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号。根据动量守恒定律列方程求解。第13页/共57页2．动量守恒在多体多过程问题中的运用对于多个物体、多个过程共存的问题，往往会有共同的特征：

(1)最终会出现一个稳定的状态。例如：系统最终速度为零或做匀速直线运动。

(2)在由多过程存在的情境中，每个小过程，均满足动量守恒。因此解决此类问题的关键是选取合适的研究对象和作用过程，应用动量守恒定律并结合其他的物理规律进行求解。例如：多个物体的连续碰撞，两人抛接物体的问题等。第14页/共57页第15页/共57页(1)两球a、b的质量之比；

(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。

[思路点拨]

解答本题时应注意以下两点：

(1)b球下落过程和a、b两球碰后向左摆动过程中，机械能守恒。

(2)b与a相碰瞬间系统动量守恒。第16页/共57页第17页/共57页第18页/共57页第19页/共57页一、基础知识要记牢1．碰撞的种类弹性碰撞(1)动量守恒(2)碰撞前后总动能相等非弹性碰撞(1)动量守恒(2)动能有损失完全非弹性碰撞(1)碰后两物体合为一体(2)动量守恒(3)动能损失最大第20页/共57页第21页/共57页第22页/共57页第23页/共57页第24页/共57页第25页/共57页(2)A、B两种光子的能量之比为2∶1，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。图8－4第26页/共57页[破题关键点]

(1)原子在不同能级间跃迁时发出的光子的能量不同，如何比较光子能量大小？光子能量与光的频率、波长间有什么关系？

(2)光子的动量与光子的能量间有什么关系？请写出其关系式。

(3)入射光子的能量、光电子的最大初动能、金属的逸出功之间有什么关系？请写出它们之间的关系式。第27页/共57页第28页/共57页[答案]

(1)C

(2)2∶1

EA－2EB第29页/共57页第30页/共57页第31页/共57页3．光电效应及光电效应方程

(1)光电效应的实验规律：①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频率，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，只随入射光的频率增大而增大。③入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9s。④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的大小与入射光的强度成正比。第32页/共57页第33页/共57页第34页/共57页第35页/共57页2．研究光电效应的两条线索由图可知两条线索：一是光的频率线，二是光的强度线。第36页/共57页3．光电效应中的两条对应关系

(1)光强―→光子数目多―→发射光电子多―→光电流大

(2)光子频率高―→光子能量大―→产生光电子的最大初动能大三、易错易混要明了

(1)原子吸收能量后在能级间发生跃迁，则吸收的能量值是固定的；若原子吸收能量后发生电离，则吸收的能量值为不小于该能级能量值的任意值。

(2)决定光电子初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光的强度。第37页/共57页第38页/共57页第39页/共57页第40页/共57页第41页/共57页第42页/共57页3．质能方程

E＝mc24．核能计算ΔE＝Δmc2(1)若Δm以kg为单位，则ΔE＝Δmc2(2)若Δm以原子质量u为单位，则

ΔE＝Δm×931.5MeV二、方法技巧要用好

1．α衰变和β衰变次数的确定方法

(1)方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。第43页/共57页(2)方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和核电荷数守恒列方程求解。

2．核能的计算方法

(1)根据爱因斯坦的质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速(c＝3×108m/s)的平方，即：ΔE＝Δmc2(焦耳)。

(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。第44页/共57页(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。三、易错易混要明了核反应前后质量数守恒，但质量不守恒。第45页/共57页第46页/共57页[课堂——针对考点强化训练]C第47页/共57页2．(2012·北京高考)一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子(

)A．放出光子，能量增加

B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加

D．吸收光子，能量减少解析：选氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B正确。B第48页/共57页3．(2012·北京朝阳模拟)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射性的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。下图8－6为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是(

)图8－6第49页/共57页A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β解析：选α、β、γ三种射线的穿透能力不同，①能被黑纸挡住，应为α射线，②能被铝板挡住，应为β射线，③能射穿铝板和铅板，只能是γ射线，故C正确。C第50页/共57页第51页/共57页A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：选因地面光滑，木箱和小木块组成的系统水平方向上合外力为零，根据系统动量守恒可知，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，故B正确。B第52页/共57页解析：选原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，核电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数