物理選修3-5 全本超詳細(xì)總結(jié)

1、動(dòng)量守恒定律重難點(diǎn)知識(shí)歸納與講解（1）動(dòng)量守恒定律內(nèi)容及表達(dá)式a內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律b動(dòng)量守恒定律的公式為p=p或m1v2m2v2=m1v1m2v2動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是相互作用的物體組成的系統(tǒng)系統(tǒng)“總動(dòng)量保持不變”，不是僅指系統(tǒng)的初、末兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量相等，而是指系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中任意兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量都相等，但決不能認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)物體的動(dòng)量都保持不變定律適用條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零動(dòng)量守恒定律的五“性”a表達(dá)式的矢量性：對(duì)一維情況，先選定某一方向?yàn)檎较?，速度方向與正方向相同的速度取正，反之取負(fù)，把矢

2、量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算b速度的相對(duì)性：v1、v2、v1、v2必須是相對(duì)同一慣性參照系c速度的同時(shí)性：表達(dá)式中v1、v2必須是相互作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，v1、v2必須是相互作用后同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度d定律的整體性所謂整體性是把所有研究對(duì)象看成一個(gè)系統(tǒng)，在列動(dòng)量守恒方程式時(shí)，對(duì)整體列方程，這樣系統(tǒng)中物體間的相互作用力可當(dāng)作內(nèi)力處理，只考慮系統(tǒng)始末狀態(tài)的總動(dòng)量，這樣處理有利于簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程，方便準(zhǔn)確e定律的廣泛性：動(dòng)量守恒定律具有廣泛的適用范圍，不論物體間的相互作用力性質(zhì)如何；不論系統(tǒng)內(nèi)部物體的個(gè)數(shù)；不論它們是否互相接觸；不論相互作用后物體間是粘合還是分裂，只要系統(tǒng)所受外力之和為零，動(dòng)量守恒定律都適用

3、動(dòng)量守恒定律既適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子間的相互作用，大到天體，小到基本粒子間的相互作用動(dòng)量守恒定律都適用（2）定義比較法區(qū)分“外力之和”與“合外力”定義比較法是根據(jù)物理量的定義來(lái)進(jìn)行比較的一種學(xué)習(xí)方法主要用于區(qū)分兩個(gè)或幾個(gè)相近的或易相混的物理量的情況“外力之和”與“合外力”區(qū)分的學(xué)習(xí)用定義比較法動(dòng)量守恒定律的表述：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變這里所說(shuō)的“外力之和”與“合外力”不是一個(gè)概念“合外力”是指作用在某個(gè)物體（質(zhì)點(diǎn)）上的外力的矢量和，而“外力之和”是指把作用在系統(tǒng)上的所有外力平移到某點(diǎn)后算出的矢量和盡管兩概念都是外力的矢量和，

4、但各外力的受力物體有相同和不同之分“合外力”針對(duì)的是同一個(gè)物體而言的，“外力之和”是針對(duì)一個(gè)系統(tǒng)（多個(gè)物體的組合體）而言的這一點(diǎn)一定要區(qū)分典型分析例1、如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mAmB32，原來(lái)靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則A若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒解析：如果A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后A、B

5、分別相對(duì)小車向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力FA向右，F(xiàn)B向左，由于mAmB32，所以FAFB32，則A、B組成系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動(dòng)量不守恒，A選項(xiàng)錯(cuò)對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，A、B與C間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力為豎直方向的重力和支持力，它們的合力為零，故該系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，和A、B與平板車間的摩擦因數(shù)或摩擦力是否相等無(wú)關(guān)，故B、D選項(xiàng)對(duì)若A、B所受的摩擦力大小相等，則A、B組成系統(tǒng)的外力之和為零，故其動(dòng)量守恒C選項(xiàng)正確說(shuō)明：(1)判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒時(shí)，要注意動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零因此，要區(qū)分清系統(tǒng)中的物體所受的力哪些是內(nèi)力，哪些是外力(2)在同

6、一物理過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒，與系統(tǒng)的選取密切相關(guān)，如本例中第一種情況A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，而A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量卻是守恒的因此，在利用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，一定要明確在哪一過(guò)程中哪些物體組成的系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的，即要明確研究對(duì)象和過(guò)程碰撞反沖運(yùn)動(dòng)重難點(diǎn)知識(shí)歸納與講解1、碰撞模型(1)碰撞問(wèn)題碰撞是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過(guò)程.在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.兩物體相碰撞通常有兩種情形：碰撞過(guò)程無(wú)能量（動(dòng)能）損失，稱為完全彈性碰撞；碰撞過(guò)程有部分能量（動(dòng)能）損失，稱為非彈性碰撞；其中若碰后兩

7、物體合為一個(gè)整體，以共同的速度運(yùn)動(dòng)，此類碰撞能量（動(dòng)能）損失最多，稱為完全非彈性碰撞注意：相互作用的兩個(gè)物體在很多情況下皆可當(dāng)作碰撞處理，那么對(duì)相互作用中兩物體相距恰“最近”、相距恰“最遠(yuǎn)”或恰上升到“最高點(diǎn)”等一類臨界問(wèn)題，求解的關(guān)鍵都是“速度相等”，具體分析如下：甲乙丙在圖甲中，光滑水平面上的A物體以速度去撞擊靜止的B物體，A、B兩物體相距最近時(shí)，兩物體速度必定相等，此時(shí)彈簧最短，其壓縮量最大.在圖乙中，物體A以速度0滑上靜止在光滑水平面上的小車B，當(dāng)A在B上滑行的距離最遠(yuǎn)時(shí)，A、B相對(duì)靜止，A、B兩物體的速度必定相等.如圖丙所示，質(zhì)量為M的滑塊靜止在光滑水平面上，滑塊的光滑弧面底部與桌面

8、相切，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以速度0向滑塊滾來(lái)，設(shè)小球不能越過(guò)滑塊，則小球到達(dá)滑塊上的最高點(diǎn)時(shí)（即小球的豎直速度為零時(shí)），兩物體的速度肯定相等（方向?yàn)樗较蛴遥?（2）對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞1）對(duì)心碰撞碰撞前后物體的速度都在同一條直線上的碰撞，又稱正碰。2）非對(duì)心碰撞碰撞前后物體的速度不在同一條直線上的碰撞。3）散射指微觀粒子的碰撞。2、反沖運(yùn)動(dòng)（1）反沖運(yùn)動(dòng)：兩個(gè)物體相互作用，由于一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，而引起另一個(gè)物體的反退運(yùn)動(dòng)。如原來(lái)靜止的大炮，向前發(fā)射炮彈后，炮身要后退，炮身的后退就是反沖運(yùn)動(dòng)，再如，發(fā)射火箭時(shí)，火箭向下高速噴射氣體，使火箭獲得向上的速度，這也是反沖運(yùn)動(dòng)。（2）反沖運(yùn)動(dòng)遵循的規(guī)律：反

9、沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時(shí)系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。此外，如系統(tǒng)所受外力的合力不為零，但在某一方向上不受外力或在該方向上所受外力的合力為零，則在該方向上的動(dòng)量（即總動(dòng)量在該方向上的分量）是守恒的，這種某方向上的動(dòng)量守恒應(yīng)用很廣泛。3、火箭原理火箭是反沖運(yùn)動(dòng)的重要應(yīng)用，它是靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度的?，F(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓氣體以很大的速度從尾部向后噴出，火箭就向前飛去?；鸺蚯帮w行所能達(dá)到的最大速度，也就是燃料燒盡時(shí)火箭獲得的最終速度，它跟什

10、么因素有關(guān)呢？根據(jù)動(dòng)量守恒定律，理論上的計(jì)算表明，最終速度主要取決于兩個(gè)條件，一是噴氣速度，二是質(zhì)量比，即火箭開(kāi)始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燒盡時(shí)的質(zhì)量之比，噴氣速度越大，質(zhì)量比越大，火箭的最終速度也越大。為了提高噴氣速度，需要使用高質(zhì)量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑，質(zhì)量比與火箭的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)，現(xiàn)代火箭能達(dá)到的質(zhì)量比不超過(guò)10.在現(xiàn)代技術(shù)條件下，一級(jí)火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度。所以，要發(fā)射衛(wèi)星，必須采用多級(jí)火箭。典例分析例1、甲、乙兩球在光滑水平軌道上同向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是p甲=5 kg·m/s，p乙=7 kg·m/s.甲追乙并發(fā)生

11、碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)閜乙=10 kg·m/s，則兩球質(zhì)量m甲與m乙的關(guān)系可能是（）Am甲=m乙Bm乙=2m甲Cm乙=4m甲 Dm乙=6m甲點(diǎn)撥：由碰撞中動(dòng)量守恒可求得p甲=2kg·m/s.要使甲追上乙，則必有：v甲>v乙，即碰后p甲、p乙均大于零，表示同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有：v乙v甲，即碰撞過(guò)程中，動(dòng)能不增加，則正確答案應(yīng)選C動(dòng)量定理重、難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解（一）沖量（I）1、物理意義：表示物體在力的作用下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間累積的物理量。2、定義：力F與力的作用時(shí)間t的乘積，叫做力F的沖量。3、定義式：I=F·t.4、沖量是矢量，方向由力的方向決定，與方向不變的力的方

12、向相同。5、單位：牛頓·秒（N·s）6、沖量與力的比較相同點(diǎn)：都是矢量，服從矢量的運(yùn)算法則。不同點(diǎn)：力具有瞬時(shí)性，其效果是產(chǎn)生加速度；沖量是過(guò)程量，力必須有一定的時(shí)間積累，其作用效果是改變物體的動(dòng)量。7、合力的沖量（1）t相同，先求F合，再求I合=F合t.（2）t不相同，先求各分力的沖量F1t1、F2t2等，再求合沖量。（二）動(dòng)量（p）1、物理意義：動(dòng)力學(xué)中描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量，具有相對(duì)性和瞬時(shí)性。2、定義：物體的質(zhì)量m和速度v的乘積mv，叫動(dòng)量。3、公式：p=mv4、單位：千克·米/秒（kg·m/s）5、動(dòng)量是矢量，方向與速度的方向相同。

13、注：盡管1kg·m/s=1N·s，但沖量的單位必須用牛頓·秒，動(dòng)量的單位必須用千克·米/秒。6、動(dòng)量與速度的區(qū)別動(dòng)量是動(dòng)力學(xué)中反映物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，由m與v乘積決定，速度是運(yùn)動(dòng)學(xué)中反映物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，僅由v決定。7、動(dòng)量的變化（p）（1）末動(dòng)量p與初動(dòng)量p0的矢量差叫物體動(dòng)量的變化。（2）在一條直線上：p=mvmv。（選取一個(gè)正方向）。不在一條直線上：由矢量運(yùn)算法則求解。如圖：可由矢量三角形求p.（3）動(dòng)量的變化p是對(duì)應(yīng)一物理過(guò)程的過(guò)程量，它的大小和方向由過(guò)程初、末狀態(tài)動(dòng)量的矢量差決定，不能由某一時(shí)刻的動(dòng)量大小和方向決定。(可比較v與v的差別)

14、（三）動(dòng)量定理1、動(dòng)量定理的內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化。2、表達(dá)式：I合=p=pp0.F合t=mvmv0.或F1t1F2t2Fntn=mvmv0.3、對(duì)動(dòng)量定理的理解（1）動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是物體動(dòng)量變化的原因。（2）動(dòng)量定理是矢量方程，研究的對(duì)象一般是單個(gè)物體。（3）動(dòng)量定理的適用范圍：可以是恒力也可以是變力；宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，或微觀現(xiàn)象高速運(yùn)動(dòng)的粒子。4、動(dòng)量定理與牛頓第二定律動(dòng)量定理的表達(dá)式變形可以得到牛頓第二定律另一種表達(dá)式：牛頓第二定律反映的是力與狀態(tài)變化的瞬時(shí)關(guān)系，而動(dòng)量定理是沖量與狀態(tài)變化的過(guò)程關(guān)系。對(duì)于只涉及初、末狀態(tài)的問(wèn)題和變力問(wèn)題，用動(dòng)量定理這時(shí)

15、就顯露出獨(dú)到的優(yōu)越性。5、用動(dòng)量定理定性解釋某些物理現(xiàn)象用動(dòng)量定理定性解釋某些物理現(xiàn)象一般可分為兩大類：（1）物體的動(dòng)量變化量p是一定的，由可知，作用時(shí)間越短，力就越大；反之作用力越小。（2）作用力不變，由p=Ft可知，作用力時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量變化越大。例4、據(jù)報(bào)道，1980年一架英國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)在威爾士上空與一只禿鷹相撞，飛機(jī)墜毀。小小的飛鳥(niǎo)撞壞龐大、堅(jiān)實(shí)的飛機(jī)，真難以想象。試通過(guò)估計(jì)，說(shuō)明鳥(niǎo)類對(duì)飛機(jī)的飛行的威脅，設(shè)飛鳥(niǎo)的質(zhì)量m=1kg，飛機(jī)的飛行速度為v=800m/s，若兩者相撞，試估算鳥(niǎo)對(duì)飛機(jī)的撞擊力。解析：可認(rèn)為碰撞前后飛機(jī)的速度不變，一直以800m/s的速度飛行，以飛機(jī)為參考系，以鳥(niǎo)為研究對(duì)象

16、，由于撞擊的作用很大，碰撞后可認(rèn)為鳥(niǎo)同飛機(jī)一起運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于飛機(jī)的末速度v=0.設(shè)碰撞時(shí)鳥(niǎo)相對(duì)飛機(jī)的位移L=20cm（可認(rèn)為是鳥(niǎo)的尺寸），則撞擊的時(shí)間約為；選飛機(jī)飛行的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理得：由兩式解得鳥(niǎo)受的平均作用力：根據(jù)牛頓第三定律知，飛機(jī)受的撞擊力的大小也為3×106N.動(dòng)量與能量綜合重、難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解1、明確動(dòng)量與動(dòng)能的聯(lián)系和區(qū)別動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量，都與物體的某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，但它們存在明顯的不同：動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量物體動(dòng)量變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化；但動(dòng)能一旦發(fā)生改變，動(dòng)量必發(fā)生變化如做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)量不斷變化而動(dòng)能保持不變動(dòng)量是力對(duì)時(shí)

17、間的累積效應(yīng)，其變化量用所受外力沖量來(lái)量度動(dòng)能是力對(duì)空間積累效應(yīng)，其變化量用外力對(duì)物體做的功來(lái)量度動(dòng)量大小與動(dòng)能大小關(guān)系為2、正確理解兩個(gè)守恒定律的條件動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律所研究的對(duì)象都是相互作用的物體系統(tǒng)，且研究的都是某一物理過(guò)程，但兩者守恒的條件不同：系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒，決定于是否有外力作用，而機(jī)械能是否守恒，則決定于是否有重力和彈力以外的力做功所以，在利用機(jī)械能守恒定律處理問(wèn)題時(shí)要著重分析力所做的功，看除重力(彈簧彈力)做功以外，其他力是否做功；在利用動(dòng)量守恒定律處理問(wèn)題時(shí)著重分析系統(tǒng)的受力情況(不管是否做功)，看合外力是否為零應(yīng)特別注意：系統(tǒng)動(dòng)量守恒時(shí)，機(jī)械能不一定守恒；同樣機(jī)械

18、能守恒的系統(tǒng)，動(dòng)量不一定守恒3、運(yùn)用動(dòng)量、能量知識(shí)分析碰撞問(wèn)題(1)碰撞相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇，在極短時(shí)間內(nèi)，物體間發(fā)生相互作用，而使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生顯著變化的過(guò)程叫碰撞(2)分析碰撞問(wèn)題的方法碰撞時(shí)間忽略不計(jì)碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒Pl+P2=P1+P2碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能小于(或等于)碰撞前系統(tǒng)動(dòng)能碰撞前后速度要滿足一定關(guān)系如果碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則后面物體速度必大于前面物體速度，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)追擊碰撞，碰后原來(lái)運(yùn)動(dòng)在前面的物體速度一定增大，因?yàn)榇宋矬w碰撞時(shí)受沖量與其速度方向相同如果碰撞后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則前面物體速度必大于或等于后面物體速度，否則碰撞尚未結(jié)束4、運(yùn)用動(dòng)量、機(jī)械能知識(shí)分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題基本方法(1

19、)認(rèn)真審題，把題目中復(fù)雜力學(xué)過(guò)程分為若干階段(2)確定各階段研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和外力做功分析(3)列出各階段研究對(duì)象滿足的動(dòng)力學(xué)方程先判斷是否滿足守恒條件，能否用動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律列方程，若不滿足守恒條件，再考慮用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理列方程(4)解方程分析討論結(jié)果二、典型分析例1、甲、乙兩球在水平光滑軌道上同向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是p甲=5kg·m/s，p乙=7kg·m/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球動(dòng)量變化為10kg·m/s，則兩球質(zhì)量m甲與m乙之間的關(guān)系可能是()Am甲=m乙Bm乙=2m甲Cm乙=4 m甲Dm乙=6 m甲解析：利用

20、碰撞過(guò)程滿足的力學(xué)規(guī)律逐項(xiàng)分析由動(dòng)量守恒p甲p乙= p甲p乙所以p甲=2kg·m/s由能量關(guān)系：代入數(shù)據(jù)要使甲能追上乙v甲>v乙所以兩球碰后，應(yīng)滿足v乙v甲綜合可得 5m甲m乙2.5 m甲，C正確波粒二象性重、難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解（一）黑體輻射與普朗克的量子論（1）黑體與黑體輻射黑體：一種能全部吸收照射到它上面的各種波長(zhǎng)的光，同時(shí)也能發(fā)射各種波長(zhǎng)光的物體。帶有一個(gè)微孔的空心金屬球，非常接近于黑體，進(jìn)入金屬球小孔的輻射，經(jīng)過(guò)多次吸收、反射，使射入的輻射全部被吸收。當(dāng)空腔受熱時(shí)，空腔壁會(huì)發(fā)出輻射，極小部分通過(guò)小孔逸出。小孔發(fā)出的輻射就相當(dāng)于黑體輻射。（2）普朗克的量子論振動(dòng)著的帶電微

21、粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電微粒輻射或者吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份的輻射或吸收的。這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子。（二）光電效應(yīng)1、光電效應(yīng)的現(xiàn)象：在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子，產(chǎn)生的電流叫光電流。2、光電效應(yīng)的規(guī)律任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光頻率必須大于這個(gè)極限頻率（截止頻率），才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)，能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光強(qiáng)，只取決于頻率。使光電流減少到零的反向電壓UC叫遏止電壓，對(duì)同一頻率的光而言，遏止電壓是相同的，滿足。光電子最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射

22、光頻率的增大而增大。入射光照射到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)109s。當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，單位時(shí)間從金屬表面逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比。3、光電效應(yīng)與光的電磁理論的矛盾矛盾之一：按光的波動(dòng)理論，不論光的頻率如何，只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)或光的強(qiáng)度足夠大就可以產(chǎn)生光電效應(yīng)，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件卻是入射光頻率大于某一極限頻率，且光電效應(yīng)的最大初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系，均與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。根據(jù)能量的觀點(diǎn)，電子要從物體中飛出，必須使之具有一定的能量，而這一能量只能來(lái)源于照射光，為什么實(shí)驗(yàn)表明發(fā)射電子的能量與照射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)，而與光的頻率有關(guān)？這個(gè)問(wèn)題曾使物理

23、界大為困惑，使經(jīng)典的光的波動(dòng)理論面臨挑戰(zhàn)。矛盾之二：光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間極短。當(dāng)一束很細(xì)的光照射到物體上時(shí)，它的能量將分布到大量的原子上，怎么可能在極短時(shí)間內(nèi)把足夠的能量集中到電子上而使之從物體中飛出。（三）光子說(shuō)1905年愛(ài)因斯坦在普朗克建立的量子理論的基礎(chǔ)上利用光子說(shuō)成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律。1、光子說(shuō)：光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份光叫光子，光子的能量E，h6.63×1034J·s。2、光子說(shuō)對(duì)光效應(yīng)規(guī)律的解釋：當(dāng)光子照射到金屬上時(shí)，它的能量被金屬中的某個(gè)電子全部吸收，電子吸收能量后，動(dòng)能增加。當(dāng)它的動(dòng)能足夠大時(shí)，它能克服金屬內(nèi)部原子核對(duì)它的吸引而離開(kāi)金屬表

24、面逃逸出來(lái)，成為光電子，光電子的發(fā)射時(shí)間很短，不需要能量的積累過(guò)程。電子吸收光子的能量后，可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，有的向金屬內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，有的向外運(yùn)動(dòng)，由于路程不同，電子逃逸出來(lái)時(shí)損失的能量不同，因而它們離開(kāi)金屬表面的初動(dòng)能不同。只有直接從金屬表面飛出來(lái)的電子的初動(dòng)能最大，這時(shí)光電子克服原子核的引力所做的功叫這種金屬的逸出功W。對(duì)于某一金屬而言，逸出功W一定，故入射光的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能也越大；若入射光的頻率比較低，使得W，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，若W，這時(shí)光子的頻率就是發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。由于不同金屬的逸出功不同，故它們的極限頻率不同，照射光增強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多，自然產(chǎn)生的光

25、電子也越多。（四）光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦認(rèn)為，一個(gè)入射光子的能量只能被一個(gè)電子獲得，這個(gè)電子能否從金屬中逸出，取決于兩個(gè)因素：一是電子獲得了多少能量，即入射光子的能量有多大；二是金屬對(duì)逸出電子的束縛導(dǎo)致電子逸出時(shí)消耗了多少能量。光電效應(yīng)中，從金屬表面逸出的電子消耗能量最少，因而有最大初動(dòng)能。愛(ài)因斯坦提出：EkW0。其本質(zhì)是能的轉(zhuǎn)化和守恒的方程。（五）光的波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一1、大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性。2、光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣，具有能量和動(dòng)量。和其他物質(zhì)相互作用時(shí)，粒子性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過(guò)程中，光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大?。ǜ怕剩?，由波動(dòng)

26、性起主導(dǎo)作用，因此稱光波為概率波。3、光子的能量與其對(duì)應(yīng)的頻率成正比，而頻率是波動(dòng)性特征的物理量，因此E，揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間的密切聯(lián)系。4、對(duì)不同頻率的光，頻率低、波長(zhǎng)長(zhǎng)的光，波動(dòng)性特性顯著；而頻率高、波長(zhǎng)短的光，粒子性特征顯著。綜上所述，光的粒子性和波動(dòng)性組成一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體，相互間并不是獨(dú)立存在。典型例題講解有關(guān)光電效應(yīng)的問(wèn)題主要是兩個(gè)方面：一是關(guān)于光電效應(yīng)的現(xiàn)象的判斷，另一個(gè)就是運(yùn)用光電效應(yīng)方程進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。解題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律，明確各概念之間的決定關(guān)系，有：例1、用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。在這兩個(gè)過(guò)程中，對(duì)于下列四個(gè)量，一定

27、相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_。A光子的能量B光電子的逸出功C光電子動(dòng)能D光電子最大初動(dòng)能解答：光子的能量由光頻率決定，同一束單色光頻率相同，因而光子能量相同。逸出功等于電子脫離原子核束縛需要做的最少的功，因此只由材料決定，鋅片和銀片的光電效應(yīng)中，光電子的逸出功一定不相同。由于，照射光子能量相同，逸出功W0不同，則電子最大初動(dòng)能也不同。由于光電子吸收光子后到達(dá)金屬表面的路徑不同，途中損失的能量也不同，因而脫離金屬時(shí)的可能動(dòng)能分布在零到最大初動(dòng)能之間。所以，兩個(gè)不同光電效應(yīng)的光電子中，有時(shí)初動(dòng)能是可能相等的答案：A D；C ；B原子的結(jié)構(gòu)重難點(diǎn)知識(shí)歸納和講解1、湯姆生的“棗糕”模型(

28、1)1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，揭開(kāi)了人類研究原子結(jié)構(gòu)的序幕。(2)“棗糕”模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里。2、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)規(guī)律及盧瑟福對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析如下表：粒子散射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律盧瑟福的分析絕大多數(shù)粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)原子中間絕大部分是空隙少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)極少數(shù)的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90°有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°粒子碰到了質(zhì)量比自己大得多的帶正電的物質(zhì)，原子的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的范圍內(nèi)(2)通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析，盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很

29、小的核，叫原子核；原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里；帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。(3)從粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)約為10151014m；原子的半徑約為1010m。3、玻爾的軌道量子化模型(1)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)與經(jīng)典電磁理論的矛盾：原子的穩(wěn)定性；原子光譜是連續(xù)光譜還是明線光譜(2)玻爾為了解決上述矛盾，提出了原子的軌道量子化模型，這種模型的內(nèi)容是以下三條假設(shè)：原子定態(tài)假設(shè)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)叫做定態(tài)，也叫能級(jí)。這條假設(shè)承認(rèn)核式模型，但假定原子只能處于一系列的不連續(xù)的穩(wěn)定狀態(tài)中，處于穩(wěn)定狀態(tài)的原子中的電子雖然作加速運(yùn)動(dòng)，但

30、不對(duì)外輻射能量；躍遷假設(shè)原子向外輻射(或吸收)光子的能量與發(fā)生躍遷的兩個(gè)軌道有關(guān)，即hv=E初E終，這就能解釋原子光譜是明線光譜；電子軌道假設(shè)原子不同能量狀態(tài)對(duì)應(yīng)電子的不同軌道，因而電子軌道也是不連續(xù)的。(3)玻爾模型的兩個(gè)基本公式：這兩個(gè)公式僅適用于氫原子。式中n叫做量子數(shù)，n=1，2，3；En是第n條軌道所對(duì)應(yīng)的定態(tài)的原子的能量(能級(jí))，它等于核外電子在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能和電勢(shì)能之和，若規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)，則E1=13.6eV；rn是核外電子在第n條軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑，核外電子的最小軌道半徑為n=0.53×1010m。通過(guò)以上兩個(gè)基本公式我們可以了解氫原子能級(jí)、軌道半徑和

31、量子數(shù)n的關(guān)系。(4)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射的光譜條數(shù)為。(5)玻爾模型的成功之處在于它引入了量子觀念，失敗之處在于它保留了過(guò)多的經(jīng)典理論。三、典型例題解析例1、氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道的過(guò)程中（）A原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大B原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小C原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小D原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大原子核（一）重、難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解1、天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)的發(fā)出射線的現(xiàn)象。貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，打開(kāi)了人類認(rèn)識(shí)原子內(nèi)部世界的窗口。三種射線

32、的本質(zhì)和特征比較如下表：2、原子核的組成：質(zhì)子和中子組成原子核。質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)，質(zhì)子數(shù)中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）3、原子核的衰變(1)定義：放射性元素的原子核在放出某種粒子后，本身變成新的原子核的變化叫做原子核的衰變。(2)衰變規(guī)律：在原子核的衰變過(guò)程中，總的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。衰變（新核的核電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4）衰變（新核的核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，中子變質(zhì)子）衰變是隨衰變或衰變同時(shí)發(fā)生的，衰變不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)，其實(shí)質(zhì)是放射性元素的原子核在發(fā)生衰變或衰變時(shí)，產(chǎn)生的某些新核由于具有過(guò)多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子。(3)半衰期定義：放射性元素的半數(shù)原子核發(fā)

33、生衰變所需的時(shí)間，叫做半衰期。意義：表示原子核衰變快慢的一個(gè)重要概念。理解：A、表示大量原子核中有50%發(fā)生衰變所需的時(shí)間，是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別原子核研究沒(méi)有意義。B、半衰期由放射性元素的原子核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理狀態(tài)（如壓強(qiáng)、溫度等）或化學(xué)狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物等）無(wú)關(guān)。*公式：，其中t為衰變時(shí)間。4、原子核的組成原子核的人工轉(zhuǎn)變：用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過(guò)程。(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為(3)約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子核反應(yīng)方程為，同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子放射性同位素的應(yīng)用：利

34、用它的射線；作為示蹤原子（了解我國(guó)科學(xué)家1965年9月首先用人工方法合成了牛胰島素的史實(shí)）。典型例題解析例1、試寫(xiě)出經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變后變成的核反應(yīng)方程。解析：假設(shè)變成的過(guò)程中，發(fā)生了x次衰變和y次衰變，則其核反應(yīng)方程為，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒列出方程92=822xy，238=2064x，聯(lián)立解得：x=8，y=6。則該題所求核反應(yīng)方程為小結(jié)：由上分析可以看出：確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。仔細(xì)研究衰變規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)：由于衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的減少，所以可以先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù)為x=(238206)/4=8，再根據(jù)電荷數(shù)守恒確定衰變的次數(shù)。例2、一小瓶含有某種放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6000次，將它注射到一個(gè)病人的血液中，經(jīng)過(guò)15小時(shí)，從病人身上取出10cm3的血樣，測(cè)得每分鐘衰變2次。已知這種同位素半衰期為5小時(shí)。試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算人體血液的總體積。解析：設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0，15小時(shí)后剩余質(zhì)量為m，人體血液的總體積為Vcm3，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得。再由半衰期公式得，其中，聯(lián)立以上幾式可解得V=3750cm3。原子核（二）重、難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解1、核力：核力之間的引力，有如下