1、优质文档优质文档三、教学时间安排主题 单元 课时 说明碰撞与动量守恒动量、动量守恒定律及其探究验证弹性碰撞和非弹性碰撞、反冲运动32波粒二象性量子论的建立 黑体与黑体辐射、光电效应 光子说 光电效应方程、康普顿效应光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系2原子结构原子核式结构模型、氢原子光谱、氢原子的能级1 原子核原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 、放射性同位素核力与结合能、质量亏损、核反应方程、重核裂变和核聚变四、各章复习要点主题一：碰撞与动量守恒考点学习要求：99、动量 动量守恒定律理解动量的概念，知道动量是矢量。会计算一维动量的变化。理解动量守恒定律,知道动量守恒定律的普遍意
2、义，并通过动量守恒定律体会自然界的和谐与统一。会用牛顿运动定律导出动量守恒定律。知道定律成立的条件。能运用动量守恒定律解释有关现象并解决有关问题。100、验证动量守恒定律（实验、探究）通过实验探究一维碰撞中的不变量。101、碰撞 反冲运动了解不同类型的碰撞，知道弹性碰撞和非弹性碰撞的主要特征，并解释、解决一维碰撞的相关问题。通过探究一维弹性碰撞问题，使学生体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法。了解反冲运动。会用动量守恒定律解决反冲运动问题。教材特点分析：动量守恒定律统领整个 3-5 模块， 粒子散射实验、康普顿效应、质子的发现、中子的发现、核反应。人类认识微观世界的思路与方法：（1）根据事实
3、提出要探索和研究的问优质文档优质文档题。 （2）用一定能量的粒子去轰击原子或原子核，根据实验事实，提出新理论。 （3）经实践检验，修正理论。动量守恒和能量守恒是自然界普遍适用的基本规律，无论是宏观领域还是微观领域，我们都可以用上述观点来解决具体的问题。概念规律方法：一、 动量、动量守恒定律1动量（1）定义：p=mv kmEp2（2）动量是状态量：动量是物体机械运动的一种量度，是状态量，通常说物体的动量是物体在某一时刻的动量，计算物体的动量时应取这一时刻的即时速度（3）动量的相对性：由于物体的运动速度与参照物的选择有关，所以物体的动量也跟参照物的选择有关选择不同的参照物时，同一物体的动量可以不同
4、通常在不说明参照物的情况下，物体的动量是指物体相对于地面的动量（4）动量的矢量性：物体动量的方向与物体的即时速度方向相同动量的运算应使用平行四边形法则，如果物体运动变化前后的动量都在同一直线上，那么选定正方向后，动量的方向可以用正、负号表示，动量的运算就简化为代数运算了（5）动量的单位：在国际单位制中，动量单位是千克米秒2动量守恒定律（1）内容相互作用的物体如果不受外力作用，或者它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变（2）条件 0合F（3）表达式（常见形式为： ）p 2121vmvm0213动量守恒定律的性质（1）动量守恒定律的矢量性由于速度是矢量，定律的表达式应是一个矢量式对于一维情况
5、，可根据所设坐标的方向确定速度的正负，而将矢量式化为代数式对两个物体组成的系统，在一般情况下，定律可表达为：m 1v1m 2v2=mlvl+ m2v2（2）动量守恒定律中速度的同时性优质文档优质文档物体系统在相互作用过程中，任一瞬间的动量都保持不变相互作用前的动量和（m 1v1m 2v2+）中的 v1、 v2、都应该是作用前同一时刻的即时速度；相互作用后的动量和（m 1v1 m2v2+）中的 v1、v 2、都应该是作用后同一时刻的即时速度（3）动量守恒定律中速度的相对性动量的大小和方向与参照系的选择有关，应用动量守恒列方程时，应该注意各物体的速度必须相对同一惯性参照系的速度，通常以地面为参照系
6、（4）系统性动量守恒定律的研究是相互作用的物体组成的系统（5）普适性动量守恒定律是自然界普遍规律之一，不仅适用于宏观物体的低速运动，对微观现象和高速运动仍然适用4对动量守恒定律进一步理解（1）对守恒条件的理解标准条件：系统“总动量保持不变”的条件是系统“不受外力作用”或“所受外力之和为零” 近似条件：若系统所受外力远小于内力，且作用时间很短，即外力的冲量可以忽略，则可以近似认为系统的总动量守恒，即： ，但为有限值，且 0F0t某一方向动量守恒的条件：系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒列式时，要特别注意把速度投影
7、到这个方向上，同时要注意各量的正负说明：内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因譬如：通常情况下的摩擦力的冲量在时间极短时就可忽略，子弹沿水平方向打入竖直下落的木块，子弹与木块在竖直方向的动量就近似守恒（2）对守恒的理解系统“总动量保持不变” ，不是仅指系统的初、末两个时刻的总动量相等，而是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，但决不能认为系统内的每一个物体的动量都保持不变【基本问题类型和研究方法】1应用动量守恒定律解题的基本步骤（1）分析题意，确定研究系统和一段过程在分析相互作用的物体总动
8、量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统要明确所研究的系统是由哪几个物体组成的（2）进行受力分析，确认是否满足守恒的条件弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的力，即内力；哪些是系统外的物体对系统内物体的作用力，即外力（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（4）建立动量守恒方程规定好正方向，灵活运用动量守恒定律的各种表达式建立动量守恒方程（5）求解验证讨论计算结果如果是正的，说明该量的方向和正方向相同，如果是负的，则和选定的正方优质文档优质文档向相反如果是几个方程联立解，那么各方程所选取的正方向应该相同2运用动量守恒定律的常见问题（
9、1）人船模型（1）模型：两个原来均处于静止状态的物体发生相互作用，并且它们所受的合外力为零（2）规律：系统动量守恒，任意一个时刻的总动量均为零，两个物体的动量大小总相等，即：mv=MV上式两边同乘一个 t得：mvtMVt两边再求和可得：mvt= MVt则有：ms=MS ，或者 mM=sS（2）临界问题在应用动量守恒定律解题时，常会遇到相互作用的物体相距最近、避免相撞、何时开始反向运动等临界问题，这类问题要注意挖掘隐含的临界条件【例 1】如图所示，具有一定质量的小球 A 固定在轻杆一端，另一端悬挂在小车支架的 O 点，用手将小球拉起使轻杆呈水平，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，在 B 处与
10、固定在车上的油泥撞击后粘合在一起，则此后小车的运动情况是（ C ）(A)向右运动 (B)向左运动 (C)静止不动 (D)无法判定【例 2】两个质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回，如此反复进行几次后甲、乙两人最后的速率关系为（ B ）A.若甲最先抛球，则一定是 V 甲 V 乙 B若乙最后接球，则一定是 V 甲 V 乙C只有甲先抛球，乙最后接球，才有 V 甲 V 乙 D无论怎样抛球与接球，总有V 甲 V 乙【例 3】两条磁性极强的磁铁分别固定在两辆小车上,水平面光滑,已知甲车和磁铁总质量为 0.5Kg,乙车和磁铁的总质量为 1.0Kg,
11、两磁铁 N 极相对,两车相向运动,某时刻甲车速度大小为 2m/s,乙车速度大小为 3m/s,方向相反并在同一直线上 ,求:(1)当甲车开始反向时,乙车的速度? (2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最近时,乙车的速度?答案：（1）2m/s；方向与乙车运动方向相同（2）43m/s ；方向与乙车运动方向相同 【例 4】如图所示甲、乙两人做抛球游戏，甲站在一辆平板车上，车与水平地面间摩擦不计.甲与车的总质量 M=100 kg，另有一质量 m=2 kg 的球.乙站在车的对面的地上，身旁有若干质量不等的球.开始车静止，甲将球以速度 v（相对地面）水平抛给乙，乙接到抛来的球后，马上将另一质量为
12、 m=2m 的球以相同速率 v 水平抛回给甲，甲接住后，再以相同速率 v 将此球水平抛给乙，这样往复进行.乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到的球的质量为 2 倍,求：优质文档优质文档（1）甲第二次抛出球后，车的速度大小.（2）从第一次算起，甲抛出多少个球后，再不能接到乙抛回来的球.答案：v/10 5【例 5】如图所示，AB 为一光滑水平横杆，杆上套一质量为 M的小圆环，环上系一长为 L 质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为m 的小球，现将绳拉直，且与 AB 平行，由静止释放小球，则当线绳与 A B 成 角时，圆环移动的距离是多少？解析：虽然小球、细绳及圆环在运动过程中合外力不为零（杆的支持力
13、与两圆环及小球的重力之和不相等）系统动量不守恒，但是系统在水平方向不受外力，因而水平动量守恒。设细绳与 AB 成 角时小球的水平速度为 v，圆环的水平速度为 V，则由水平动量守恒有：MV=mv且在任意时刻或位置 V 与 v 均满足这一关系，加之时间相同，公式中的 V 和 v 可分别用其水平位移替代，则上式可写为：Md= m（L- Lcos ）- d解得圆环移动的距离： d=mL（1-cos ）/ （M +m）【例 6】甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲与他所乘的冰车的总质量为 M=30kg，乙与他所乘的冰车的总质量为 M=30kg游戏时，甲推着一个质量为 m=15kg 的箱子，和他一
14、起以 V0=2m/s 的速度滑行乙以同样大小的速度迎面而来，如图，为避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住若不计冰面的摩擦力，问甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞？分析本题的关键是正确选择系统，甲与箱子作为一个系统，在甲推箱子过程中，在水平方向不受外力，只有相互作用的内力；箱子与乙作为一个系统，在乙接到箱子的过程中，也只有内力，不受外力作用；将甲、箱子、乙作为一个系统，该系统动量也守恒另一个关键点是甲、乙两小孩不相碰的临界条件是：甲推出箱子后与乙接到箱子后的速度相等解答甲与箱子系统动量守恒 ，以甲与箱子原运动方向为正方向（M+ m）V 0
15、=MV1+Mv乙与箱子的动量也守恒（mVMV 0）= （m+M）V 2要使两小孩不相碰，需满足条件 V1=V2解得 V=5.2m/s二、 验证动量守恒定律实验探究通过实验探究和理论分析理解动量守恒定律，如通过实验探究不受外力或受合外力为零的系统，两个相互作用的滑块碰撞前后系统的总动量是否保持不变，并运用动量守恒定律分析一维碰撞现象和反冲问题，如，解释火箭为什么会升空？宇航员如何实现在太空行走？等等。优质文档优质文档【例 1】质量为 M 的船静止在湖上，船身长为 L，船两头分别站着质量为 m1 和 m2 的人（m 1m 2） 若这两人互换位置，则船身移动的位移大小是多少？【例 2】一门旧式大炮，
16、炮身的质量是 1000kg，水平发射一枚质量是 2.5kg 的炮弹，如果炮弹从炮筒飞出的速度是 600m/s。则炮身后退的速度为提示：动量近似守恒的条件：合外力不为零但为有限值，且 t0，且过程中导致系统内物体动量转移的内力远大于外力。譬如此题情况下的地面摩擦力的冲量在时间极短时就可忽略解：把炮身和炮弹看成一系统，系统在发射过程中水平方向上受地面摩擦力，因时间极短，其冲量可忽略。则水平方向动量近似守恒。有 0=mv+MV，解得 V=-mv/M=-1.5m/s,负号表示炮身的速度与炮弹的速度方向相反。【例 3】A、B 两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰。用频闪照相机在 t0 = 0，t 1 = t
17、，t 2 = 2t，t 3 = 3t 各时刻闪光四次，摄得如图所示照片，其中 B 像有重叠，且在第一次闪光时，滑块 A 恰好通过 x = 55cm 处，m B = 3mA / 2，由此可判断（ 答案：B ）A碰前 B 静止，碰撞发生在 60cm 处，t = 2.5t 时刻B碰后 B 静止，碰撞发生在 60cm 处，t = 0.5t 时刻C碰前 B 静止，碰撞发生在 60cm 处，t = 2.5t 时刻D碰后 B 静止，碰撞发生在 60cm 处，t = 2.5t 时刻A A A A B B0 10 20 30 40 50 60 70 x / cm【例 4】如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、
18、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图 8713(b)所示，电源频率为 50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为_m/s，甲、乙两车的质量比 m 甲 m 乙 =_.【 解 析 】 碰 前 甲 车 做 匀 速 运 动 ， 由 纸 带 可 求 得 甲 车 碰 前 的 速 度 为v1= m/s= 0.6 m/s.碰 后 甲 、 乙 一 起 做 匀 速 运 动 ， 速 度 为 v2= = 2.Ts smTs/0.1820.4 m/s.由 动 量 守
19、恒 定 律 得 m 甲 v1=（ m 甲 +m 乙 ） v2， 甲 、 乙 两 车 质 量 之 比 为.21.406v甲乙优质文档优质文档【答案】 0.6；21【例 5】在“碰撞中的动量守恒”实验中，已测得 A、 B 两小球质量 mAE0 Dp 2p0【例 2】质量相等的 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 9kgm/s，B 球的动量是 5kgm/s。当 A 球追上 B 球时发生碰撞，则碰撞后 A、B 两球的动量的可能值是（ ）Ap A=5kgm/s，p B=7kgm/s Bp A=4kgm/s，p B=10kgm/s；Cp A=6kgm/s，p B=8kgm/
20、s Dp A=8kgm/s，p B=6kgm/s。【例 3】如图，光滑的水平面上静止放着表面光滑的表面是球面的滑块 A，小球 B 以速度 v0 向右运动，冲上滑块，并且越过了滑块（不考虑 A、B 在接触处相互作用时的机械能损失） ，则滑块将（ ）A可能向右做匀速直线运动 B可能向左做匀速直线运动C可能停在原位置右侧 C可能停在原位置左侧【例 4】 （2007 年全国理综24、 ）用放射源钋的 射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射” 。1932 年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰优质文档优质文档击）氢和氨（它们可视为处于静止状态） 。测得照射后沿铍“辐射”方向高速
21、运动的氨核和氦核的质量之比为 7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子。假设铍“辐射”中的中性粒子与氢或氦发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量。 （质量用原子质量单位 u 表示，1 u 等于 1 个 12C 原子质量的十二分之一。取氢核和氦核的质量分别为 1.0 u 和 14 u。 ）解：设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为 m 和 v，氢核的质量为 mH。构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为 v/和 vH/。由动量守恒与能量守恒定律得：mvmvm Hv
22、H 222/11解得： /H同理，对于质量为 mN 的氮核，其碰后速度为/2v可求得： /NH根据题意可知： vH7.0v N 解得： m1.2u 【例 5】云室处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一静止的质量为 M 的原于核在云室中发生一次 衰变， 粒子的质量为 ，电量为 q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得 粒子运动的轨道半径 R，试求在衰变过程中的质量亏损。分析与解 该衰变放出的 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径 R 与运动速度 的关系，由洛仑兹力和牛顿定律可得 v RvmB2由衰变过程动量守恒得（衰变过程亏损质量很小，可忽略不计）：vmM)(0又衰变过程中，能量守恒，则
23、粒子和剩余核的动能都来自于亏损质量即222)(1c联立解得： 2)(cmqBR点评 动量守恒和能量守恒是自然界普遍适用的基本规律，无论是宏观领域还是微观领域，我们都可以用上述观点来解决具体的问题。主题二：波粒二象性考点学习要求：优质文档优质文档102、量子论的建立 黑体与黑体辐射了解黑体和黑体辐射。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。103、光电效应 光子说 光电效应方程知道光电效应，通过实验了解光电效应实验规律。了解爱因斯坦光子说，并能够用它来解释光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程，并能利用它解决一些简单问题。104、康普顿效应了解康普顿效应。了解光子理论对康普顿效应的解释。认
24、识到康普顿效应进一步证明了光的粒子性。105、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系根据事实说明光具有波粒二象性。了解光在哪些不同情况下会表现出粒子性或波动性。知道光是一种概率波。了解德布罗意假说内容，知道德布罗意关系式。知道实物粒子具有波动性。不要求用德布罗意关系式进行定量计算。知道电子云。初步了解不确定性关系。了解人类探索光本质所经历的曲折过程，知道人类对世界的探究是不断深入的。特点：新教材增加了黑体辐射、能量量子化、康普顿效应（老教材中这三个内容是以阅读材料的形式呈现）、不确定性关系，概念规律方法：一、量子论的建立 黑体与黑体辐射黑体辐射作为普朗克提出量子说的基础物理现象。【例 1】
25、 （07 江苏卷）2006 年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是(答案：A C D)A、微波是指波长在 10-3m 到 10m 之间的电磁波、微波和声波一样都只能在介质中传播、黑体的热辐射实际上是电磁辐射、普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说二、光电效应、光子说 光电效应方程1、 现象：在一定频率光的照射下,从金属表面发射电子的现象,发出的电子叫光电子2、规律：.光电效应的瞬时性(10 -9 秒). .每种金属都有一个极限频率,当入射光的频率大于极限频率时,才能发生光电效应 . 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大
