物理選修3-5_知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、高中物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)梳理一、動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律1、動(dòng)量：P = mv。單位是.動(dòng)量是矢量，其方向就是瞬時(shí)速度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄬?duì)的，所以動(dòng)量也是相對(duì)的。 沖量： 沖量是矢量，在作用時(shí)間內(nèi)力的方向不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同；如果力的方向是變化的，則沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的方向相同。若力為同一方向均勻變化的力，該力的沖量可以用平均力計(jì)算；若力為一般變力，則不能直接計(jì)算沖量。同一方向上動(dòng)量的變化量=這一方向上各力的沖量和。 動(dòng)量定理： 動(dòng)量與力的關(guān)系：物體動(dòng)量的變化率等于它所受的力。2、 動(dòng)量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。（適用于目前物理

2、學(xué)研究的一切領(lǐng)域。） 動(dòng)量守恒定律成立的條件：系統(tǒng)不受外力作用。系統(tǒng)雖受到了外力的作用，但所受合外力為零。系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量近似守恒（碰撞，擊打，爆炸，反沖）。系統(tǒng)所受的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。系統(tǒng)受外力，但在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，也可認(rèn)為在這一方向上系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。 常見(jiàn)類型：由彈簧組成的系統(tǒng)，在物體間發(fā)生相互作用的過(guò)程中，當(dāng)彈簧被壓縮到最短或拉伸到最長(zhǎng)時(shí)，彈簧兩端的兩個(gè)物體的速度必然相等。在物體滑上斜面（斜面放在光滑水平面上）的過(guò)程中，由于物體間彈力的作用，斜面在水平方向上將做加速運(yùn)動(dòng)，物體滑到斜面上最高

3、點(diǎn)的臨界條件是物體與斜面沿水平方向具有共同的速度，物體到達(dá)斜面頂端時(shí)，在豎直方向上的分速度等于零。子彈剛好擊穿木塊的臨界條件為子彈穿出時(shí)的速度與木塊的速度相同，子彈位移為木塊位移與木塊厚度之和。二、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（實(shí)驗(yàn)、探究） 【注意事項(xiàng)】1“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件2入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量3入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始滾下方法是在斜槽上的適當(dāng)高度處固定一檔板，小球靠著檔板后放手釋放小球4.若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)注意利用水平儀器確保導(dǎo)軌水平?！菊`差分析】誤差來(lái)源于實(shí)驗(yàn)操作中，兩個(gè)小球沒(méi)有達(dá)到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心

4、不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)作用力就越大，動(dòng)量守恒的誤差就越小應(yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來(lái)確定，以減小偶然誤差3、 碰撞與爆炸1.碰撞的特點(diǎn)：相互作用的時(shí)間極短，可忽略不計(jì)。系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力可忽略。速度發(fā)生突變，物體發(fā)生的位移極小，可認(rèn)為碰撞前后物體處于同一位置。2.爆炸的特點(diǎn)：作用時(shí)間短，內(nèi)力非常大，機(jī)械能增加，動(dòng)能會(huì)增加。3.碰撞中遵循的規(guī)律：動(dòng)量守恒，動(dòng)能不增加。4.一維碰撞：兩個(gè)物體碰撞前后斗艷同一直線運(yùn)動(dòng)，這種碰撞叫做一維碰撞。5.碰撞的廣義性：只要通過(guò)短時(shí)間作用，物體的動(dòng)量發(fā)生了明顯的變化，都可視為碰撞，與物體是否發(fā)生“

5、接觸”無(wú)關(guān)。6.碰撞的分類從運(yùn)動(dòng)角度分類；碰撞前后兩球的運(yùn)動(dòng)速度方向與兩球心的連線在同一條直線上的碰撞稱為正碰（對(duì)心碰撞）；反之則為斜碰（非對(duì)心碰撞）。從能量角度分類：彈性碰撞：碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能的損失（碰撞后能分離）非彈性碰撞：碰撞過(guò)程中機(jī)械能有了損失完全非彈性碰撞：非彈性碰撞的一種，機(jī)械能損失最大（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等），碰撞物體粘合在一起，或具有相同的速度。7.彈性正碰的討論在光滑水平面上質(zhì)量為m1的小球以速度v0與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰，碰撞后它們的速度分別為v1，v2結(jié)論：當(dāng)m1m2時(shí)，v10，v2v0，即碰撞后小球A靜止，小球B以小球A的初速度運(yùn)動(dòng)，兩球交換速度，且小球A的動(dòng)能完

6、全傳遞給小球B，因此，m1m2是動(dòng)能傳遞最大的條件。 當(dāng)m1m2時(shí)，v10，即小球A、B向同一方向運(yùn)動(dòng)，因 ，所以速度大小為v1v2，即兩小球不會(huì)發(fā)生第二次碰撞。 若m1m2時(shí)，v1v0，v22v0，即當(dāng)質(zhì)量很大的物體A碰撞質(zhì)量很小的物體B時(shí)，物體A的速度幾乎不變，物體B以2倍于物體A的速度向前運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)m1m2時(shí)，則v10，即物體A反向運(yùn)動(dòng)。 若m1m2時(shí)，v1v0，v20，即物體A以原來(lái)大小的速度反向運(yùn)動(dòng)，而物體B不動(dòng)，物體A的動(dòng)能完全沒(méi)有傳給物體B，因此，m17時(shí)氫原子所發(fā)出的光肉眼不能直接觀察到。） 410.29397.12 434.17 486.27 656.47 nmH H H H

7、 H除了巴耳末系（電子從較高能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)發(fā)出的譜線屬于巴耳末系），后來(lái)發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個(gè)光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。氫原子光譜是線狀譜，具有分立特征。用經(jīng)典的電磁理論無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征。七、原子的能級(jí) 玻爾的原子模型原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾（兩方面）a電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)，按照經(jīng)典理論，加速運(yùn)動(dòng)的電荷，要不斷地向周圍發(fā)射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最后電子要落到原子核上，這與原子通常是穩(wěn)定的事實(shí)相矛盾。b電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著旋轉(zhuǎn)軌道的連續(xù)變小，電子輻射的電磁波的頻率也應(yīng)是連續(xù)

8、變化，因此按照這種推理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實(shí)相矛盾。玻爾理論定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。躍遷假設(shè)：原子從一個(gè)定態(tài)（設(shè)能量為Em）躍遷到另一定態(tài)（設(shè)能量為En）時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，它的電子會(huì)放出或吸收能量，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即 hv=EmEn軌道量子化假設(shè)，原子的不同能量狀態(tài)，跟電子不同的運(yùn)行軌道相對(duì)應(yīng)。原子的能量不連續(xù)因而電子可能軌道的分布也是不連續(xù)的。玻爾的氫子模型：氫原子的能級(jí)公式和軌道半徑公式：玻爾在三條假設(shè)基礎(chǔ)上，利用經(jīng)典電磁理

9、論和牛頓力學(xué)，計(jì)算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑rn=n2r1，n=1,2,3，.（其中r1=0.053nm）；以及電子在各條軌道上運(yùn)行時(shí)原子的能量，對(duì)氫原子有En=E1/n2，n=1,2,3.（其中E1=-13.6eV）（包括電子的動(dòng)能和原子的熱能。）氫原子的能級(jí)圖：氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值，叫氫原子的能級(jí)。按能量的大小用圖開(kāi)像的表示出來(lái)即能級(jí)圖。其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。 處于n能級(jí)的電子向低能級(jí)躍遷時(shí)有Cn2種可能情況。試原子發(fā)生躍遷的兩種粒子：原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，其光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收。（但當(dāng)光子能量E13.6e

10、V時(shí)，氫原子仍能吸收此光子并發(fā)生電離。）原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)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兩能級(jí)的能量差就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。（電子撞擊原子時(shí)其能量不能全部傳遞給原子，光子照射原子時(shí)其能量可全部被原子吸收。）當(dāng)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，軌道半徑減小，庫(kù)侖引力做正功，原子的電勢(shì)能減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小。反之，原子電勢(shì)能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大。玻爾理論的局限性：無(wú)法解釋復(fù)雜一些的原子的光譜現(xiàn)象。保留了經(jīng)典粒子的觀念，把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。八、原子核的組成 原子核1、天然放射

11、現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國(guó)物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見(jiàn)的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。放射性：物質(zhì)能發(fā)射出上述射線的性質(zhì)稱放射性放射性元素：具有放射性的元素稱放射性元素天然放射現(xiàn)象：某種元素自發(fā)地放射射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象。這表明原子核存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，是可以再分的。放射線的成份和性質(zhì)：用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)研究放射性元素射出的射線，在電場(chǎng)中軌跡，如：圖1（三種射線都來(lái)自原子核。）射 線 種 類射 線 組 成性 質(zhì)電 離 作 用貫 穿 能 力射線氦核組成的粒子流很 強(qiáng)很 弱（用紙能擋?。┥渚€高速電子流較 強(qiáng)較 強(qiáng)（穿透幾毫米的鋁板）射線高頻光子（電磁波）

12、很 弱很 強(qiáng)（穿透幾厘米的鉛板）2、元素的放射性與元素以單質(zhì)還是化合物的存在形式無(wú)關(guān)，放射性強(qiáng)度也不受溫度，外界壓強(qiáng)的影響。3、原子核的組成原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子在原子核中有：質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)、核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減電荷數(shù)九、原子核的衰變 半衰期 衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化稱為衰變?cè)谠雍说乃プ冞^(guò)程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒衰 變 類 型衰 變 方 程衰 變 規(guī) 律 衰 變新 核 衰 變新 核 輻射伴隨著衰變和衰變產(chǎn)生，不能單獨(dú)發(fā)生衰變，這時(shí)放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會(huì)同時(shí)具有、和三種射線。 勻強(qiáng)的磁場(chǎng)中靜止的原子核發(fā)生衰變時(shí)，

13、粒子與新生核的軌跡外切，若發(fā)生衰變，粒子與新生核的軌跡內(nèi)切。半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，稱該元素的半衰期。（質(zhì)量減少很?。┓派湫栽厮プ兊目炻怯珊藘?nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系。N余=N原（1/2）t/T N原表示衰變前的原子數(shù)，N余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期。十.放射性的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素 1.探測(cè)放射線的方法主要是利用放射線粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來(lái)探知放射線的存在，這些現(xiàn)象主要是：使氣體或液體電離，放射線中的粒子可使過(guò)飽和蒸氣產(chǎn)生霧滴或使過(guò)熱液體產(chǎn)生氣泡；放射線中的粒子會(huì)使照相樹(shù)膠

14、感光；放射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。 儀器：威爾遜云室，氣泡室，蓋革-米勒計(jì)數(shù)器。2.放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素3.同位素：具有相同的質(zhì)子和不同中子數(shù)的原子互稱同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。4.正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時(shí)，發(fā)生核反應(yīng)。（實(shí)質(zhì)：用栗子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開(kāi)，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核子重組，形成新核。）5.與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：放射強(qiáng)度容易控制、可以制成各種需要的形狀、半衰期更短、放射性廢料容易處理。6.放射性同位素的應(yīng)用：利用它的射線A、由于射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)射線檢查金屬內(nèi)部

15、有沒(méi)有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷儀B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度

16、，上面的問(wèn)題就很容易解決7.放射性的防護(hù)：在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來(lái)防止放射線的外泄用過(guò)的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里在生活中要有防范意識(shí)，盡可能遠(yuǎn)離放射源十一、核反應(yīng)方程 1.熟記一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的核反應(yīng)方程式。盧瑟福用粒子轟擊氦核打出質(zhì)子： 貝克勒耳和居里夫人發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象：衰變： 衰變： 查德威克用粒子轟擊鈹核打出中子： 居里夫人發(fā)現(xiàn)正電子： 輕核聚變： 重核裂變：2.熟記一些粒子的符號(hào) 粒子（）、質(zhì)子（）、中子（）、電子（）、氘核（）、氚核（）3.注意在核反應(yīng)方程式中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。12 四種基本相互作用1.核力（強(qiáng)力）：把核子緊緊的束縛在核內(nèi)，形成

17、穩(wěn)定原子核的力。在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多。核力作用范圍在1.5*10-15m之內(nèi)，核力在大于0.8*10-15m時(shí)表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，超過(guò)1.5*10-15m，核力急劇下降幾乎消失；而在距離小于0.8*10-15m時(shí)，核力表現(xiàn)為斥力。每個(gè)核子之和臨近的核子發(fā)生核力作用。2.弱力：存在于原子核內(nèi)，是引起原子核衰變的原因。力程為10-18m，作用強(qiáng)度比電磁力小。3.四種基本相互作用包括短程力（強(qiáng)相互作用，弱相互作用），長(zhǎng)程力（電磁力，萬(wàn)有引力）（在相同距離上，電磁力大約比萬(wàn)有引力強(qiáng)1035倍。4.萬(wàn)有引力在宏觀和宇觀尺度上維系了行星、恒星、星系團(tuán)的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系，電磁力使電子繞

18、原子核運(yùn)轉(zhuǎn)而構(gòu)成原子，原子又組成分子，形成固體、液體、氣體；核力使核子聚集在一起且不能融合在一起而構(gòu)成原子核；弱相互作用使中子和質(zhì)子轉(zhuǎn)變，引起衰變。5.已發(fā)現(xiàn)的粒子分為：強(qiáng)子（質(zhì)子、中子、介子、超子）；輕子（電子、電子中微子、子、子中微子、子、子中微子）；媒介子（光子、中間玻色子、膠子）6.強(qiáng)子由夸克構(gòu)成，電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷。十三原子核中質(zhì)子和中子的比例自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等；較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，且越重的元素，兩者差越多。十四、結(jié)合能和質(zhì)量虧損1.結(jié)合能：原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要能量，這就是原子核的結(jié)

19、合能。（核力把核子緊緊地束縛在一起，核力做正功，放出能量，即為結(jié)合能。）2.比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中的核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。中等質(zhì)量的原子核最穩(wěn)定。3.質(zhì)量虧損:原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象。 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2或E=mc2 1u=931MeV（E=m931MeV） 1eV=1.6*10-19J 核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，并不是這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。4.核能的計(jì)算方法：根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算；根據(jù)能量守恒和動(dòng)量守恒來(lái)計(jì)算；利用平均結(jié)合能來(lái)計(jì)算：原子核的結(jié)合能=核子的平均結(jié)合能核子數(shù)。核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)和能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)和能