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1、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: 名称 内容 大小 矢量 性 方向 瞬时 与过程 相对性与绝对性联系 动量pmv矢量 与 v 同向 瞬时量 相对性与参照物 选择有关 动量与 冲量无 因果关 系 冲量IFt 矢量 与 F 同向 过程量 绝对性与参照物 选择无关 (2)动量、动量变化量、动量变化率的区别: 名称 内容 大小矢量性方向 与其他 的联系 动量pmv矢量 与 v 同向 动量变 化量 pmvtmv0矢量 与合力 同向 pF 合 t 动量 变化率 p t 矢量 与合力 同向 p t F合 2动量定理的应用
2、 (1)应用 I p 求变力的冲量。 如果物体受到变力作用,则不能直接用I F t 求变力的冲量,这时可以求出该力作用 下物体动量的变化 p,即等效代换为变力的冲量I。 (2)应用 pF 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 pp 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。
3、 (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 项目动量守恒定律机械能守恒定律 守恒条件 不受外力或所受合外力 为零 只有重力和弹力做功 一般表 达式 p1 p2p1 p2 Ek1Ep1 Ek2Ep2 标矢性矢量式标量式 守恒条件 的理解 外力总冲量为零,系统 总动量不变 只发生势能和动能
4、相互转化。可以有重力 和弹力以外的力作用,但必须是不做功 注意事项应选取正方向选取零势能面 系统动量 成立的条件: 系统 (或某方向 )不受外力作用时,系统(或某方向 )动量守恒; 系统 (或某方向 )受外力但所受外力之和为零,则系统(或某方向 )动量守恒; 系统 (或某方向 )所受合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力时,如碰撞、爆 炸等现象中,系统(或某方向 )的动量可看成近似守恒; 系统总的来看不符合以上三条中的任意一条,则系统的总动量不守恒。但是,若系 统在 某一方向上 符合以上三条中的某一条,则系统在该方向上动量守恒。 一、黑体辐射(了解)与能量子 1.一切物体都在辐射电磁波,这种
5、辐射与物体的温度有关,叫热辐射。 2.黑体: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,这种物体叫黑体。 3黑体辐射的实验规律 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 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 叫做能量子能量子的大小: h ,其中 是电磁波的频率,h 称为普朗克常量 爱因斯坦光子说:
6、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 h 。 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 光子能量 h 爱因斯坦光电效应方程(密立根验证)Ekh W0 遏制电压Uce=Ek 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。 用 X 射线照射物体时,一部分散射出来的X 射线
7、的波长会变长,这个现象称为康普顿效 h W0 0 应 1光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性爱因斯坦光电效应(光子有能量)康 普顿效应(光子有动量和能量)说明光具有粒子性 光的本性:光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性 2光波是概率波大量的、频率低的粒子波动性明显(注意有粒子性,只是不明显) 3. 德布罗意物质波(电子衍射证实):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. ( C CT) 原子结构 1.英国物理学家汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况,判定其为电子, 并求出 了电子的比荷
8、。密立根通过油滴实验测出了电子电荷,并发现电荷是量子化的。 2卢瑟福粒子散射实验:说明原子具有核式结构。 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 粒子的偏转超过了90 , 有的甚至被撞了回来。 3卢瑟福提出原子核式结构模型 二、玻尔原子结构假说(是科学假说、类似还有安培分子电流假说) 1定态(能量量子化) 2轨道量子化 3跃迁条件: 4氢原子的能级公式:En 1 n 2E1(n1,2,3,) ,其中 E1为基态能量 5. 对原子跃迁和电离理解: 跃迁:原子从低能级(高能级)E初向高能级(低能级)E末跃迁,只吸收(辐射)h E末E初的能级差能量光
9、子可以吸收Ek E 末E初的能级差能量的电子。 基态电离:基态的氢原子吸收大于等于13.6eV 能量的光子或电子后使氢原子电离。 6.一个处于量子数为n 的激发态的氢原子,最多可以辐射n-1 中不同频率的光子,一群处 于量子数为n 的激发态的氢原子,最多可以辐射 2 n C种不同频率的光子。 7.氢原子的能量(类比天体模型 ):E总=EK+EP,当轨道半径减小时,库仑引力做正功,原子 的电势能减小,电子动能增大,原子总能量减小反之,轨道半径增大时,原子电势能增 大,电子动能减小,原子总能量增大 8.波尔模型的局限:成功之处为将量子观点引入原子领域,提出定态和跃迁。不足之处为 保留了经典粒子的观念,仍把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。 原子核部分 1.法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核还具有复杂的结构 居里夫妇发现放射性元素钋(Po)和镭 (Ra)。 2原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子 X 元素原子核的符号为 A ZX,其中 A 表示质量数,Z 表示核电荷数 种类组成电荷量质量贯穿本领电离 射线 He 4 2 2e4mp最弱很强
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