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物理选修3-5-知识点总结说课讲解.doc
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1、物理选修3-5-知识点总结精品文档高中物理选修3-5知识点梳理一、动量 动量守恒定律1、动量: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。 冲量: 冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。若力为同一方向均匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算;若力为一般变力,则不能直接计算冲量。同一方向上动量的变化量=这一方向上各力的冲量和。 动量定理: 动量与力的关系:物体动量的变化率等于它所受的力。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
2、系统的总动量守恒。(适用于目前物理学研究的一切领域。) 动量守恒定律成立的条件:系统不受外力作用。系统虽受到了外力的作用,但所受合外力为零。系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒(碰撞,击打,爆炸,反冲)。系统所受的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。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守恒。 常见类型:由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时,弹簧两端的两个物体的速度必然相等。在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中,由于物体间弹力的作用,斜面在水平方向
3、上将做加速运动,物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度,物体到达斜面顶端时,在竖直方向上的分速度等于零。子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同,子弹位移为木块位移与木块厚度之和。二、验证动量守恒定律(实验、探究) 【注意事项】1“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件2入射球的质量应大于被碰球的质量3入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板,小球靠着档板后放手释放小球4.若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时注意利用水平仪器确保导轨水平。【误差分析】误差来源于实验操作中,两个小球没有达到水平正
4、碰,一是斜槽不够水平,二是两球球心不在同一水平面上,给实验带来误差每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时作用力就越大,动量守恒的误差就越小应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差三、 碰撞与爆炸1.碰撞的特点:相互作用的时间极短,可忽略不计。系统的内力远大于外力,外力可忽略。速度发生突变,物体发生的位移极小,可认为碰撞前后物体处于同一位置。2.爆炸的特点:作用时间短,内力非常大,机械能增加,动能会增加。3.碰撞中遵循的规律:动量守恒,动能不增加。4.一维碰撞:两个物体碰撞前后斗艳同一直线运动,这种碰撞叫做一维碰撞。5.碰撞的广义性:只要通过短时间作用,物体的动量发生了明显的变
5、化,都可视为碰撞,与物体是否发生“接触”无关。6.碰撞的分类从运动角度分类;碰撞前后两球的运动速度方向与两球心的连线在同一条直线上的碰撞称为正碰(对心碰撞);反之则为斜碰(非对心碰撞)。从能量角度分类:弹性碰撞:碰撞过程中无机械能的损失(碰撞后能分离)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能有了损失完全非弹性碰撞:非弹性碰撞的一种,机械能损失最大(转化为内能等),碰撞物体粘合在一起,或具有相同的速度。7.弹性正碰的讨论在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v0与质量为m2的静止小球发生弹性正碰,碰撞后它们的速度分别为v1,v2结论:当m1m2时,v10,v2v0,即碰撞后小球A静止,小球B以小球A的初速度运
6、动,两球交换速度,且小球A的动能完全传递给小球B,因此,m1m2是动能传递最大的条件。 当m1m2时,v10,即小球A、B向同一方向运动,因 ,所以速度大小为v1v2,即两小球不会发生第二次碰撞。 若m1m2时,v1v0,v22v0,即当质量很大的物体A碰撞质量很小的物体B时,物体A的速度几乎不变,物体B以2倍于物体A的速度向前运动。 当m1m2时,则v10,即物体A反向运动。 若m1m2时,v1v0,v20,即物体A以原来大小的速度反向运动,而物体B不动,物体A的动能完全没有传给物体B,因此,m17时氢原子所发出的光肉眼不能直接观察到。) 410.29397.12 434.17 486.27
7、 656.47 nmH H H H H除了巴耳末系(电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末系),后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。氢原子光谱是线状谱,具有分立特征。用经典的电磁理论无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征。七、原子的能级 玻尔的原子模型原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)a电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小
8、,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。玻尔理论定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。跃迁假设:原子从一个定态(设能量为Em)跃迁到另一定态(设能量为En)时,它辐射或吸收一定频率的光子,它的电子会放出或吸收能量,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即 hv=EmEn轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。玻尔的氢子模型:氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻
9、尔在三条假设基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径rn=n2r1,n=1,2,3,.(其中r1=0.053nm);以及电子在各条轨道上运行时原子的能量,对氢原子有En=E1/n2,n=1,2,3.(其中E1=-13.6eV)(包括电子的动能和原子的热能。)氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态,称为激发态。 处于n能级的电子向低能级跃迁时有Cn2种可能情况。试原子发生跃迁的两种粒子:原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等于两能级的能量差,否则不
10、被吸收。(但当光子能量E13.6eV时,氢原子仍能吸收此光子并发生电离。)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差就可使原子发生能级跃迁。(电子撞击原子时其能量不能全部传递给原子,光子照射原子时其能量可全部被原子吸收。)当原子从高能级向低能级跃迁时,轨道半径减小,库仑引力做正功,原子的电势能减小,电子动能增大,原子能量减小。反之,原子电势能增大,电子动能减小,原子能量增大。玻尔理论的局限性:无法解释复杂一些的原子的光谱现象。保留了经典粒子的观念,把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。八
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