一阶段专题八碰撞与动量守恒近代物理初步.pptx

返回第1页/共57页返回第2页/共57页返回系统知识系统知识第3页/共57页返回明晰备考明晰备考考考什什么么本专题考查的主要内容有：弹性碰撞与非弹性碰撞，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、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。程及应用，核反应方程及结合能等。第4页/共57页返回明晰备考明晰备考怎怎么么考考本专题考查点主要集中在：以碰撞为模型的动量守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，预计空题，也有计算题，难度适中，预计2013年考查的重点年考查的重点及方式不变。及方式不变。第5页/共57页返回明晰备考明晰备考怎怎么么办办复习时要加强对动量守恒定律的理解，注意对复杂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，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。尔理论、光电效应等要适度深入复习。第6页/共57页返回第7页/共57页返回第8页/共57页返回思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)最终最终A与与B间距保持不变，说明间距保持不变，说明A、B的速度最终相同。的速度最终相同。(2)列动量守恒方程时应明确所选的系统。列动量守恒方程时应明确所选的系统。第9页/共57页返回第10页/共57页返回第11页/共57页返回第12页/共57页返回 (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，区分系统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。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，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。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。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。量守恒定律列方程求解。第13页/共57页返回 2动量守恒在多体多过程问题中的运用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，往往会有共同的特对于多个物体、多个过程共存的问题，往往会有共同的特征：征：(1)最终会出现一个稳定的状态。例如：系统最终速度为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。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。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页返回第15页/共57页返回 (1)两球两球a、b的质量之比；的质量之比；(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大在碰前的最大动能之比。动能之比。思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)b球下落过程和球下落过程和a、b两球碰后向左摆动过程中，机械两球碰后向左摆动过程中，机械能守恒。能守恒。(2)b与与a相碰瞬间系统动量守恒。相碰瞬间系统动量守恒。第16页/共57页返回第17页/共57页返回第18页/共57页返回第19页/共57页返回一、基础知识要记牢一、基础知识要记牢1碰撞的种类碰撞的种类弹性碰撞弹性碰撞(1)动动量守恒量守恒(2)碰撞前后碰撞前后总动总动能相等能相等非弹性碰撞非弹性碰撞(1)动动量守恒量守恒(2)动动能有能有损损失失完全非弹性完全非弹性碰撞碰撞(1)碰后两物体合碰后两物体合为为一体一体(2)动动量守恒量守恒(3)动动能能损损失最大失最大第20页/共57页返回第21页/共57页返回第22页/共57页返回第23页/共57页返回第24页/共57页返回第25页/共57页返回 (2)A、B两种光子的能量之比为两种光子的能量之比为2 1，它们都能使某种，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。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。两种光子的动量之比和该金属的逸出功。图图84第26页/共57页返回 破题关键点破题关键点 (1)原子在不同能级间跃迁时发出的光子的能量不同，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？么关系？(2)光子的动量与光子的能量间有什么关系？请写出其光子的动量与光子的能量间有什么关系？请写出其关系式。关系式。(3)入射光子的能量、光电子的最大初动能、金属的逸入射光子的能量、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。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页返回第28页/共57页返回答案答案(1)C(2)2 1EA2EB第29页/共57页返回第30页/共57页返回第31页/共57页返回 3光电效应及光电效应方程光电效应及光电效应方程 (1)光电效应的实验规律：光电效应的实验规律：任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于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。这个频率，才能产生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的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。频率增大而增大。入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过一般不会超过109 s。当入射光的频率大于极限频率时，光电流的大小与入射光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。的强度成正比。第32页/共57页返回第33页/共57页返回第34页/共57页返回第35页/共57页返回2研究光电效应的两条线索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。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页返回 3光电效应中的两条对应关系光电效应中的两条对应关系 (1)光强光强光子数目多光子数目多发射光电子多发射光电子多光电流大光电流大 (2)光子频率高光子频率高光子能量大光子能量大产生光电子的最大初产生光电子的最大初动能大动能大 三、易错易混要明了三、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。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。流大小的是入射光的强度。第37页/共57页返回第38页/共57页返回第39页/共57页返回第40页/共57页返回第41页/共57页返回第42页/共57页返回 3质能方程质能方程 Emc2 4核能计算核能计算Emc2 (1)若若m以以kg为单位，则为单位，则Emc2 (2)若若m以原子质量以原子质量u为单位，则为单位，则 Em931.5 MeV 二、方法技巧要用好二、方法技巧要用好 1衰变和衰变和衰变次数的确定方法衰变次数的确定方法 (1)方法一：由于方法一：由于衰变不改变质量数，故可以先由质量数改衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定变确定衰变的次数，再根据电荷数守恒确定衰变的次数，再根据电荷数守恒确定衰变的次数。衰变的次数。第43页/共57页返回 (2)方法二：设方法二：设衰变次数为衰变次数为x，衰变次数为衰变次数为y，根据质，根据质量数和核电荷数守恒列方程求解。量数和核电荷数守恒列方程求解。2核能的计算方法核能的计算方法 (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质量亏损(m)的千克数乘以真空中光速的千克数乘以真空中光速(c3108 m/s)的平的平方，即：方，即：Emc2(焦耳焦耳)。(2)根据根据1原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于931.5兆电子伏兆电子伏(MeV)能能量，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931.5 MeV，即，即Em931.5 MeV。第44页/共57页返回 (3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核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。反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。三、易错易混要明了三、易错易混要明了 核反应前后质量数守恒，但质量不守恒。核反应前后质量数守恒，但质量不守恒。第45页/共57页返回第46页/共57页返回课堂课堂针对考点强化训练针对考点强化训练C第47页/共57页返回2(2012北京高考北京高考)一个氢原子从一个氢原子从n3能级跃迁到能级跃迁到n2能级，能级，该氢原子该氢原子 ()A放出光子，能量增加放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量减少吸收光子，能量减少解析：解析：选选 氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射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，故选项光子的形式向外放出能量，故选项B正确。正确。B第48页/共57页返回3(2012北京朝阳模拟北京朝阳模拟)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人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，发现们对放射性的性质进行了深入的研究，发现、射线的射线的穿透本领不同。下图穿透本领不同。下图86为这三种射线穿透能力的比较，为这三种射线穿透能力的比较，图中射线图中射线分别是分别是 ()图图86第49页/共57页返回A、B、C、D、解析：解析：选选 、三种射线的穿透能力不同，三种射线的穿透能力不同，能被黑纸能被黑纸挡住，应为挡住，应为射线，射线，能被铝板挡住，应为能被铝板挡住，应为射线，射线，能射穿能射穿铝板和铅板，只能是铝板和铅板，只能是射线，故射线，故C正确。正确。C第50页/共57页返回第51页/共57页返回A小木块和木箱最终都将静止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一起向左运动解析：解析：选选 因地面光滑，木箱和小木块组成的系统水平方向因地面光滑，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，故的速度一起向右运动，故B正确。正确。B第52页/共57页返回解析：解析：选选 原子核每发生一次原子核每发生一次衰变，质量数减少衰变，质量数减少4，核电荷数减少核电荷数减少2；每发生一次；每发生一次衰变，质量数不变，核电衰变，质量数不变，核电荷数增加荷数增加1。比较两种原子核，质量数减少。比较两种原子核，质量数减少28，即发生，即发生了了7次次衰变；核电荷数应减少衰变；核电荷数应减少14，而核电荷数减少，而核电荷数减少10，说明发生了说明发生了4次次衰变，衰变，B项正确。项正确。B第53页/共57页返回第54页/共57页返回第55页/共57页返回答案：答案：(1)D(2)C第56页/共57页返回课下课下针对高考押题训练针对高考押题训练点此进入“课下针对高考押题训练”第57页/共57页