高二物理學案選修3–5編審：程會榮、蔡愛平、張銳、張容PAGEPAGE68第十六章動量守恒定律16．1實驗：探究碰撞中的不變量【本課時學習目標（導）】1．會結合已掌握的知識探索碰撞前后的不變量。2．通過實驗找到碰撞前后的不變量。【自主思考（思）】1.兩個物體________沿同一直線運動，________仍沿這一直線運動，這種碰撞叫做一維碰撞。2．在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，需要考慮的首要問題是________，即如何保證兩個物體在碰撞之前沿同一直線運動，碰撞之后還沿這條直線運動。此外，還要考慮怎樣測量物體的________和怎樣測量物體的________。3．關于實驗數據的處理，應用________的形式記錄，填表時注意思考：如果小球碰撞后運動的速度與原來的方向________，應該怎樣記錄？4．對于每一種碰撞的情況(例如兩個物體碰后分開或粘在一起的兩種情況)，都要填寫一個表格，然后根據表中的數據尋找碰撞前后的___。【小組合作學習（議、展、評）】5.實驗的基本思路1）一維碰撞兩個物體碰撞前沿同一直線運動，碰撞后仍沿這條直線運動。這種碰撞叫做一維碰撞。2）怎樣找出不變量？(1)質量：質量是不變的，但質量與運動狀態無關，不是要尋找的量。(2)mv：物體質量與各自速度的乘積之和是否為不變量，即是否有m1v1＋m2v2＝＋(3)mv2：物體質量與各自速度平方的乘積之和是否為不變量，即是否有(4)eq\f(v,m)：物體速度與其質量之比的和是否為不變量，即是否有eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)說明：碰撞是在物體之間進行的，碰撞前后物體的速度一般要發生變化，因此要找出碰撞中的不變量，應考慮到質量與速度的各種組合。6.需要考慮的問題=1\*GB3①怎樣才能保證碰撞是一維的可以利用凹槽或氣墊導軌限定物體在同一直線上運動，也可以利用長木板限定物體在同一直線上運動，或使兩物體重心連線與速度方向共線。=2\*GB3②怎樣測量物體運動的速度？【學習筆記】參考案例一：v＝eq\f(Δx,Δt)，式中Δx為滑塊上擋光片的寬度，Δt為光電計時器顯示的擋光片經過光電門的時間。【課堂訓練（檢）】1．在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量時，用到的測量工具有()A．秒表、天平、刻度尺B．彈簧秤、秒表、天平C．天平、刻度尺D．秒表、刻度尺2.A、B兩滑塊在同一光滑的水平直導軌上相向運動發生碰撞(碰撞時間極短)。用閃光照相，閃光4次攝得的閃光照片如下圖所示。已知閃光的時間間隔為Δt，而閃光本身持續時間極短，在這4次閃光的瞬間，A、B兩滑塊均在0-80cm刻度范圍內，且第一次閃光時，滑塊A恰好通過x=55cm處，滑塊B恰好通過x=70cm處，問：(1)碰撞發生在何處?(2)碰撞發生在第一次閃光后多長時間?(3)設兩滑塊的質量之比為mA：mB=2：3，試分析碰撞前后兩滑塊的質量與速度乘積之和是否相等?【課后練習（練）】1．在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量時，哪些因素可導致實驗誤差（）A．導軌安放不水平B．小車上擋光片傾斜C．兩小車質量不相等D．兩小車碰后連在一起2．在用氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”實驗時，左側滑塊質量m1＝170g，右側滑塊質量m2＝110g，擋光片寬度為3.00cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細線連在一起，如圖所示。開始時兩滑塊靜止，燒斷細線后，兩滑塊分別向左、右方向運動。擋光片通過光電門的時間分別為Δt1＝0.32s，Δt2＝0.21s。則兩滑塊的速度分別為＝________m/s，＝________m/s。燒斷細線前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s，燒斷細線后m1＋m2＝__________kg·m/s。可得到的結論是_______________________________。【學習筆記】3.如圖所示，在實驗室用兩端帶豎直擋板C、D的氣墊導軌和有固定擋板的質量都是M的滑塊A、B，做探究碰撞中不變量的實驗：(1)把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質量為m的砝碼，置于導軌上，用電動卡銷卡住A和B，在與A和B的固定擋板間放一彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態。(2)按下電鈕使電動卡銷放開，同時起動兩個記錄兩滑塊運動時間的電子計時器，當A和B與擋板C和D碰撞同時，電子計時器自動停表，記下A至C運動時間t1，B至D運動時間t2。(3)重復幾次取t1，t2的平均值。請回答以下幾個問題：①在調整氣墊導軌時應注意；②應測量的數據還有；③作用前A、B兩滑塊速度與質量乘積之和為，作用后A、B兩滑塊速度與質量乘積之和為。4、為了研究碰撞，實驗可以在氣墊導軌上進行，這樣就可以大大減小阻力，使滑塊在碰撞前后的運動可以看成是勻速運動，使實驗的可靠性及準確度得以提高．在某次實驗中，A、B兩鋁制滑塊在一水平長氣墊導軌上相碰，用閃光照相每隔0．4s的時間拍攝一次照片，每次拍攝時閃光的延續時間很短，可以忽略，如圖所示，已知A、B之間的質量關系是mB=1．5mA，拍攝共進行了4次，第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞之后，A原來處于靜止狀態，設A、B滑塊在拍攝閃光照片的這段時間內是在10cm至105cm這段范圍內運動，(以滑塊上的箭頭位置為準)，試根據閃光照片求出：(1)A、B兩滑塊碰撞前后的速度各為多少?(2)根據閃光照片分析說明兩滑塊碰撞前后兩個物體各自的質量與自己的速度的乘積和是不是不變量?【學習筆記】16.2動量和動量定理【本課時學習目標（導）】1．理解動量的概念，知道動量的含義，知道動量是矢量。2．知道動量的變化也是矢量，會正確計算一維動量變化。3．理解動量定理的內容，會用動量定理進行定量計算與定性分析有關現象。【自主思考（思）】一、動量：1、定義：物體的______和______的乘積。2、定義式：p=______。3、單位：______。4、方向：動量是矢量，方向與______的方向相同，因此動量的運算服從____________法則。5、動量的變化量：（1）定義：物體在某段時間內______與______的矢量差（也是矢量）。（2）公式：?P=____________（矢量式）。（3）方向：與速度變化量的方向相同，（4）同一直線上動量變化的計算：選定一個正方向，與正方向同向的動量取正值，與正方向反向的動量取負值，從而將矢量運算簡化為代數運算。計算結果中的正負號僅代表______，不代表______。二、動量定理1、與的乘積叫做力的沖量2、沖量的數學表達式為I=，單位：。3、沖量是矢量，其方向與一致。（如果力的方向在作用時間內不變，沖量的方向就與力的方向相同）4、動量定理的內容是：5、動量定理的數學表達式為：。說明：①動量定理中的Ft指的是的沖量②動量定理描述的是一個過程，它表明物體所受是物體的原因，物體動量的變化是由它受到的外力經過一段時間積累的結果.③Ft=p′-p是一個矢量式，運算應遵循．若動量定理公式中各量均在一條直線上，可規定某一方向為正，根據已知各量的方向確定它們的正負，從而把矢量運算簡化為代數運算．④動量定理說明合外力的沖量與研究對象的動量增量的數值，方向，單位．但不能認為合外力的沖量就是動量的增量．⑤動量定理既適用于恒力，也適用于．對于變力的情況，F應理解為變力在作用時間內的平均值．【小組合作學習（議、展、評）】【例1】通過解答以下兩個小題，思考動量與動能的區別。（1）質量為2kg的物體，速度由3m／s增大為6m／s，它的動量和動能【學習筆記】各增大為原來的幾倍?（2）質量為2kg的物體，速度由向東的3m／s變為向西的3m／s，它的動量和動能是否變化了?如果變化了，變化量各是多少?總結：1.動量和動能都是量（填“狀態量”或“過程量”）2.動量是量，動能是量(標量或矢量)3.動量發生變化時，動能發生變化，動能發生變化時，動量發生變化（填一定或不一定）【例2】一個質量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后，反向水平飛回，速度大小為45m/s，若球棒與壘球的作用時間為0.01s，球棒對壘球的平均作用力為多大？小組內交流討論下列問題：（1）末動量的方向與初動量的方向相同嗎？如何處理？（2）以初速度方向為正方向，用動量定理求得的平均作用力帶負號，其中負號怎么理解？【課堂訓練（檢）】1．關于動量的概念，下列說法正確的是()A．動量大的物體慣性一定大B．動量大的物體運動一定快C．動量相同的物體運動方向一定相同D．動量相同的物體速度小的慣性大2．關于動量的大小，下列敘述中正確的是()A．質量小的物體動量一定小B．質量小的物體動量不一定小C．速度大的物體動量一定大D．速度大的物體動量不一定大3．關于動量變化量的方向，下列說法中正確的是()A．與速度方向相同B．與速度變化的方向相同C．與物體受力方向相同D．與物體受到的總沖量的方向相同4．對于任何一個質量不變的物體，下列說法正確的是()A．物體的動量發生變化，其動能一定變化B．物體的動量發生變化，其動能不一定變化C．物體的動能不變，其動量一定不變D．物體的動能發生變化，其動量不一定變化【學習筆記】5．對于力的沖量的說法，正確的是()A．力越大，力的沖量就越大B．作用在物體上的力大，力的沖量也不一定大C．F1與其作用時間t1的乘積F1t1等于F2與其作用時間t2的乘積F2t2，則這兩個沖量相同D．靜置于地面的物體受到水平推力F的作用，經時間t物體仍靜止，則此推力的沖量為零6.質量為0.5kg的彈性小球，從1.25m高處自由下落，與地板碰撞后回跳高度為0.8m，設碰撞時間為0.1s，取g＝10m/s2，求小球對地板的平均沖力。【課后練習（練）】1．從同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上比掉在泥土上易碎，是因為掉在水泥地上時，杯子()A．受到的沖量大B．受到的作用力大C．動量的變化量大D．動量大2．汽車從靜止開始沿平直軌道做勻加速運動，所受的阻力始終不變，在此過程中，下列說法正確的是()A．汽車輸出功率逐漸增大B．汽車輸出功率不變C．在任意兩相等的時間內，汽車動能變化相等D．在任意兩相等的時間內，汽車動量變化的大小相等3．一個質量是0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動。求：碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？【學習筆記】4.一輛轎車強行超車時，與另一輛迎面駛來的轎車相撞，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了0.5m，據測算兩車相撞前速度約為30m/s，則：(1)假設兩車相撞時人與車一起做勻減速運動，試求車禍中車內質量約60kg的人受到的平均沖力是多大？(2)若此人系有安全帶，安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s，求這時人體受到的平均沖力為多大？5.將質量m=0.2kg的小球以水平速度v0=3m/s拋出，不計空氣阻力，g取10m/s2,求：[來源:學.科.網Z.X.X.K](1)拋出后0.4s內重力對小球的沖量.(2)拋出0.4s時小球的動量.(3)拋出后0.4s內小球動量的變化量.【學習筆記】16．3動量守恒定律【本課時學習目標（導）】1．理解內力和外力的概念。2．理解動量守恒定律的確切含義和表達式，知道定律的適用條件。3．掌握應用動量守恒定律解決問題的一般步驟。【自主思考（思）】1.系統內力和外力在物理學中，把幾個有相互作用的物體合稱為，系統內物體間的作用力叫做，系統以外的物體對系統的作用力叫做。2.動量守恒定律(1)定律的推導過程(2)內容：。(3)表達式：p＝p′對兩個物體組成的系統，可寫為：m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2。式中m1、m2分別為兩物體的質量，v1、v2為相互作用前兩物體的速度，v′1、v′2為相互作用后兩物體的速度。該表達式還可寫作p1＋p2＝p′1＋p′2。若物體1的動量變化為Δp1，物體2的動量變化為Δp2，則動量守恒定律表達式可寫為Δp1＝－Δp2。(4)動量守恒的條件①系統______________外力作用；②系統受外力作用，合外力__________。③系統的內力遠遠大于外力（如：爆炸）；④系統在某一方向上符合以上的某一條件，則系統在該方向上動量守恒。【小組合作學習（議、展、評）】【例1】如圖所示，斜面體C固定在水平地面上，物塊A、B疊放在斜面上，且保持靜止狀態，下列說法中正確的是A．在A、B、C三者組成的系統中，A所受的重力是內力B．在A、B組成的系統中，A、B之間的靜摩擦力是內力C．A、C之間的靜摩擦力是外力D．物塊B對物塊A的壓力是內力【例2】如圖16－3－3所示，A、B兩物體的質量mA＞mB，中間用一段細繩相連并有一被壓縮的彈簧，放在平板小車C上后，A、B、C均處于靜止狀態。若地面光滑，則在細繩被剪斷后，A、B從C上未滑離之前，A、B在C上沿相反方向滑動過程中 ()A．若A、B與C之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統動量守恒，A、【學習筆記】B、C組成的系統動量也守恒B．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統動量不守恒，A、B、C組成的系統動量也不守恒C．若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統動量不守恒，但A、B、C組成的系統動量守恒D．以上說法均不對【例3】．如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的。子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內，將彈簧壓縮到最短，現將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象(系統)，則此系統在子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的過程中 A．動量守恒，機械能守恒B．動量不守恒，機械能不守恒C．動量守恒，機械能不守恒D．動量不守恒，機械能守恒【例4】．如圖所示，一帶有半徑為R的1/4光滑圓弧的小車其質量為M，置于光滑水平面上，一質量為m的小球從圓弧的最頂端由靜止釋放，則球離開小車時，球和車的速度分別是多少？【課堂訓練（檢）】1．在光滑水平面上A、B兩小車中間有一彈簧，如圖所示，用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止狀態。將兩小車及彈簧看做一個系統，下面說法正確的是()A．兩手同時放開后，系統總動量始終為零B．先放開左手，再放開右手后，動量不守恒【學習筆記】C．先放開左手，后放開右手，總動量向左D．無論何時放手，兩手放開后，系統總動量都保持不變，但系統的總動量不一定為零2．一輛平板車停止在光滑水平面上，車上一人(原來也靜止)用大錘敲打車的左端，如圖所示，在錘的連續敲打下，這輛平板車將()A．左右來回運動B．向左運動C．向右運動D．靜止不動3.質量為10g的子彈，以300m/s的速度射入質量為240g、靜止在光滑水平桌面上的木塊，并留在木塊中。此后木塊運動的速度是多大？如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度為100m/s，這時木塊的速度又是多大？【課后練習（練）】1．在光滑水平面上停著一輛平板車，車左端站著一個大人，右端站著一個小孩，此時平板車靜止。在大人和小孩相向運動而交換位置的過程中，平板車的運動情況應該是()A．向右運動B．向左運動C．靜止D．上述三種情況都有可能2．如圖所示，三個小球的質量均為m，B、C兩球用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C兩球球心的連線向B球運動，碰后A、B兩球粘在一起。對A、B、C及彈簧組成的系統，下列說法正確的是()A．機械能守恒，動量守恒B．機械能不守恒，動量守恒C．三球速度相等后，將一起做勻速運動D．三球速度相等后，速度仍將變化【學習筆記】3．甲、乙兩人站在光滑的水平冰面上，他們的質量都是M，甲手持一個質量為m的球，現甲把球以對地為v的速度傳給乙，乙接球后又以對地為2v的速度把球傳回甲，甲接到球后，甲、乙兩人的速度大小之比為()A.eq\f(2M,M－m)B.eq\f(M＋m,M)C.eq\f(2(M＋m),3M)D.eq\f(M,M＋m)4．如圖所示，小車在光滑的水平面上向左運動，木塊水平向右在小車的水平車板上運動，且未滑出小車，下列說法中正確的是()A．若小車的動量大于木塊的動量，則木塊先減速再加速后勻速B．若小車的動量大于木塊的動量，則小車先減速再加速后勻速C．若小車的動量小于木塊的動量，則木塊先減速后勻速D．若小車的動量小于木塊的動量，則小車先減速后勻速5．質量為m2＝1kg的滑塊靜止于光滑的水平面上，一質量為m1＝50g的小球以1000m/s的速率碰到滑塊后又以800m/s的速率被彈回，試求滑塊獲得的速度。6．質量為m1＝10g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30cm/s的速率向右運動，恰遇上質量為m2＝50g的小球以v2＝10cm/s的速率向左運動，碰撞后，小球m2恰好靜止，則碰后小球m1【學習筆記】16．4碰撞【本課時學習目標（導）】1、了解彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞。會應用動量、能量的觀點綜合分析、解決一維碰撞問題。2、了解對心碰撞和非對心碰撞。3、了解散射和中子的發現過程，體會理論對實踐的指導作用，進一步了解動量守恒定律的普適性。【自主思考（思）】1.如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫做________。2．如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞叫做________。3．一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在________，碰撞之后兩球的速度________會沿著這條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫________碰撞。4．一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果之前球的運動速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會________原來兩球心的連線。這種碰撞稱為________碰撞。5．微觀粒子相互接近時并不發生直接接觸，因此微觀粒子的碰撞又叫做________。6.彈性碰撞和非彈性碰撞從能量是否變化的角度，碰撞可分為兩類：(1)彈性碰撞：碰撞過程中機械能守恒。(2)非彈性碰撞：碰撞過程中機械能不守恒。說明：碰撞后，若兩物體以相同的速度運動，此時損失的機械能最大。7.彈性碰撞的規律質量為m1的物體，以速度v1與原來靜止的物體m2發生完全彈性碰撞，設碰撞后它們的速度分別為v′1和v′2，碰撞前后的速度方向均在同一直線上。由動量守恒定律得m1v1＝m1v′1＋m2v′2由機械能守恒定律得eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v′eq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2v′eq\o\al(2,2)聯立兩方程解得v′1＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1，v′2＝eq\f(2m1,m1＋m2)v1。(2)推論①若m1＝m2，則v′1＝0，v′2＝v1，即質量相等的兩物體發生彈性碰撞將交換速度。惠更斯早年的實驗研究的就是這種情況。②若m1?m2，則v′1＝v1，v′2＝2v1，即質量極大的物體與質量極小的靜止物體發生彈性碰撞，前者速度不變，后者以前者速度的2倍被撞出去。【學習筆記】③若m1?m2，則v′1＝－v1，v′2＝0，即質量極小的物體與質量極大的靜止物體發生彈性碰撞，前者以原速度大小被反彈回去，后者仍靜止。乒乓球落地反彈、臺球碰到桌壁后反彈、籃球飛向籃板后彈回，都近似為這種情況。【小組合作學習（議、展、評）】【例1】在光滑水平面上有三個完全相同的小球，它們成一條直線，2、3小球靜止，并靠在一起，1球以速度v0射向它們，如圖所示。設碰撞中不損失機械能，則碰后三個小球的速度可能是 ()A．v1＝v2＝v3＝eq\f(1,\r(3))v0B．v1＝0，v2＝v3＝eq\f(1,\r(2))v0C．v1＝0，v2＝v3＝eq\f(1,2)v0D．v1＝v2＝0，v3＝v0【例2】甲、乙兩球在光滑水平軌道上同向運動，已知它們的動量分別是p甲＝5kg·m/s，p乙＝7kg·m/s，甲追上乙并發生碰撞，碰后乙球的動量變為p乙′＝10kg·m/s，則兩球質量m甲、m乙的關系可能是 ()A．m乙＝m甲B．m乙＝2mC．m乙＝4m甲D．m乙＝6【例3】一個物體靜置于光滑水平面上，外面扣一質量為M的盒子，如圖所示。現給盒子一初速度v0，此后，盒子運動的v－t圖象呈周期性變化，如圖所示。請據此求盒內物體的質量。【課堂訓練（檢）】1、光滑水平面上的兩個物體發生碰撞，下列情形可能成立的是A．碰撞后系統的總動能比碰撞前小，但系統的總動量守恒B．碰撞前后系統的總動量均為零，但系統的總動能守恒C．碰撞前后系統的總動能均為零，但系統的總動量不為零D．碰撞前后系統的總動量、總動能均守恒2、在光滑水平面上有A、B兩小球。A球動量是10kg·m/s，B球的動量是12kg·m/s，在A球追上B球時發生正碰，碰撞后A球的動量變為8kg·m/s，【學習筆記】方向和原來相同，則AB兩球的質量之比可能為()A．0.5B．0.6C．0.65D．0.753、兩個質量相等的小球在光滑水平面上沿同一直線同方向運動，A球的動量是7kg·m/s，B球的動量是5kg·m/s，A球追上B球時發生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能值是()A．pA=6kg·m/s，PB=6kg·m/sB．pA=3kg·m/s，PB=9kg·m/sC．pA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/sD．pA=－5kg·m/s，PB=15kg·m/s4、質量為m的小球A，在光滑的水平面上以速度v與靜止在光滑水平面上的質量為2m的小球B發生正碰，碰撞后，A球的動能變為原來的1/9，則碰撞后B球的速度大小可能是()A．1/3vB．2/3vC．4/9vD．8/9v【課后練習（練）】1、在光滑水平面上相向運動的A、B兩小球發生正碰后一起沿A原來的速度方向運動，這說明原來()A．A球的質量一定大于B球的質量B．A球的速度一定大于B球的速度C．A球的動量一定大于B球的動量D．A球的動能一定大于B球的動能2．三個相同的木塊A、B、C從同一高度處自由下落，其中木塊A剛開始下落的瞬間被水平飛來的子彈擊中，木塊B在下落到一定高度時，才被水平飛來的子彈擊中，木塊C未受到子彈打擊。若子彈均留在木塊中，則三木塊下落的時間tA、tB、tC的關系是()A．tA<tB<tCB．tA>tB＜tCC．tA＝tC<tBD．tA＝tB<tC3.如圖所示，P物體與一個連著彈簧的Q物體正碰，碰后P物體靜止，Q物體以P物體碰前的速度v離開，已知P與Q質量相等，彈簧質量忽略不計，那么當彈簧被壓縮至最短時，下列結論中正確的是()A．P的速度恰好為零B．P與Q具有相同的速度C．Q剛開始運動D．Q的速度等于v4.如圖所示，三個可視為質點的物塊A、B、C，在水平面上排成一條直線，且彼此間隔一定距離靜止在光滑水平面上。已知mA＝mB＝10kg，mC＝20kg，A具有20J的初動能向右運動，與靜止的B發生碰撞后粘在一起，又與靜止的C發生碰撞，最后A、B、C粘成一個整體，g＝10m／s2，求：在第二次碰撞后A、B、C組成的整體的速度大小【學習筆記】；16.5反沖火箭【本課時學習目標（導）】1．知道反沖運動的含義和反沖運動在技術上的應用。2．知道火箭的飛行原理和主要用途。【自主思考（思）】一、反沖1、一個靜止的物體在____________的作用下分裂為兩個部分，由動量守恒定律可知：一部分向某個方向運動，而另一部_______________運動，我們稱為反沖。此時動量守恒定律的表達式可表示為：_______________。2、反沖現象在生活中有著廣泛的應用，比如灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等，但我們也要____反沖現象存在著弊端，用槍射擊時，子彈向前飛去，由于反沖現象槍身會________，從而影響射擊的________。二、火箭1、工作原理：火箭的飛行應用了_____的原理，火箭的燃料點燃后燃燒生成的高溫燃氣以很大的速度______噴出，火箭由于反沖而向前運動。2、影響火箭獲得速度大小的因素：（1）____________；（2）質量比（火箭______的質量與火箭____________質量之比）；（3）______越大，______越大，火箭最終獲得的速度就越大。3、現代火箭主要用來發射探測儀器、常規彈頭或核彈頭、人造衛星或宇宙飛船，即利用火箭作為運載工具。【小組合作學習（議、展、評）】【例1】一炮艇總質量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對海岸的水平速度v沿前進方向射出一質量為m的炮彈，發射炮彈后艇的速度為v′，若不計水的阻力，則下列各關系式中正確的是()A．Mv0＝(M－m)v′＋mvB．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)D．Mv0＝Mv′＋mv【例2】質量為M的氣球上有一質量為m的人，共同靜止在距地面高為h的空中，現在從氣球中放下一根不計質量的軟繩，人沿著軟繩下滑到地面，軟繩至少為多長，人才能安全到達地面？【例3】如圖16－5－3所示，長為l、質量為M的小船停在靜水中，一個質量為m的人立在船頭。若不計水的黏滯阻力，在人從船頭走到船尾的過程中，船和人的對地位移各是多少？【學習筆記】【課堂訓練（檢）】1.下列不屬于反沖運動的是()A.噴氣式飛機的運動B.直升飛機的運動C.火箭的運動D.反擊式水輪機的運動2.運送人造地球衛星的火箭開始工作后，火箭做加速運動的原因是()A.燃料推動空氣，空氣的反作用力推動火箭B.火箭發動機用力將燃料燃燒產生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動火箭C.火箭吸入空氣，然后向后排出，空氣對火箭的反作用力推動火箭D.火箭燃料燃燒放熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動火箭3.(2012·慶陽高二檢測)一氣球由地面勻速上升，當氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子向上爬時，下列說法正確的是()A.氣球可能勻速上升B.氣球可能相對地面靜止C.氣球可能下降D.氣球運動速度不發生變化[來源:學|科|網Z4.小車上裝有一桶水,靜止在光滑水平地面上,如圖所示,桶的前、后、底及側面各裝有一個閥門,分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出),要使小車向前運動,可采用的方法是()[來源:ZA.打開閥門S1 B.打開閥門S2C.打開閥門S3 D.打開閥門S4【課后練習（練）】1.質量為m的人站在質量為2m的平板小車上，以共同的速度在水平地面上沿直線前行，車所受地面阻力的大小與車對地面壓力的大小成正比.當車速為v0時，人從車上以相對于地面大小為v0的速度水平向后跳下.跳離瞬間地面阻力的沖量忽略不計，則能正確表示車運動的v-t圖象為()2.如圖所示,裝有炮彈的火炮總質量為m1,炮彈的質量為m2,炮彈射出炮口時對地的速率為v0,若炮管與水平地面的夾角為θ,則火炮后退的速度大小為(設水平面光滑)()【學習筆記】3.如圖所示，半徑為R的光滑圓槽質量為M，靜止在光滑水平面上，其內表面有一質量為m的小球被細線吊著位于槽的邊緣處，如將線燒斷，小球滑行到最低點向右運動時，圓槽的速度為()A.0 B.，向左C.，向右 D.不能確定4.如圖所示,物體A和B質量分別為m1和m2,其圖示直角邊長分別為a和b.設B與水平地面無摩擦,當A由頂端O從靜止開始滑到B的底端時,B的水平位移是多少?5.在太空中有一枚質量為M、相對于太空站靜止的火箭，突然噴出質量為m的氣體，噴出的速度為v0(相對于太空站)，緊接著再噴出質量也為m的另一部分氣體，此后火箭獲得的速度為v(相對太空站)，求火箭第二次噴射的氣體的速度多大(相對于太空站)？【學習筆記】第十七章波粒二象性17.1能量量子化【本課時學習目標（導）】1、了解黑體和黑體輻射的實驗規律。2、體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。【自主思考（思）】一．黑體與黑體輻射1．熱輻射：周圍的一切物體都在輻射

，這種輻射與物體的

有關，所以叫做熱輻射。2．絕對黑體（簡稱黑體）：某種物體能夠

吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就是

，簡稱

。一般材料的物體，輻射的電磁波除與

有關，還與

的種類及

狀況有關。3．黑體輻射的實驗規律黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的

有關。隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有

。另一方面，輻射強度的極大值向波長較

的方向移動。二．能量量子化1．普朗克能量量子化假說：(能量子概念)普朗克認為，帶電微粒輻射或者吸收能時，只能輻射和吸收某個最小能量值的

。即：能的輻射或者吸收只能是

。這個不可再分的最小值ε叫做

。2．能量子公式：ε=hγ，其中γ是電磁波的頻率，h稱為

常量。h=

。3．能量的量子化：在微觀世界中能量是

的，或者說微觀粒子的能量是

的，這種現象叫能量的量子化。4．量子化假說的實驗證實5．普朗克能量量子化假說的意義【小組合作學習（議、展、評）】【例1】黑體輻射的實驗規律如圖所示，由圖可知A．隨溫度升高，各種波長的輻射強度都有增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強度都有增加C．隨溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動D．隨溫度降低，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動【例2】．關于對普朗克能量子假說的認識，下列說法正確的是()A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說與現實世界相矛盾，因而是錯誤的【學習筆記】【例3】．紅光和紫光相比()A．紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大B．紅光光子的能量較小；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大C．紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小D．紅光光子的能量較小；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小【例4】光是一種電磁波，可見光的波長的大致范圍是400—700nm、400nm、700nm電磁輻射的能量子的值各是多少？【課堂訓練（檢）】1．關于對黑體的認識，下列說法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關，與材料的種類及表面狀況無關D．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體2．關于對熱輻射的認識，下列說法中正確的是()A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強C．輻射強度按波長的分布情況只與物體的溫度有關，與材料種類及表面狀況無關D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色3．紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是()A．紅光 B．橙光C．黃光 D．綠光4．氦—氖激光器發出波長為633nm的激光，當激光器的輸出功率為1mW時，每秒發出的光子數為多少個？【學習筆記】【課后練習（練）】1．某激光器能發射波長為λ的激光，發射功率為P，c表示光速，h表示普朗克常量，則激光器每秒發射的能量子數為()A.eq\f(Pc,hλ) B.eq\f(hc,λ)C.eq\f(λP,hc) D.eq\f(λc,hP)2．2006年度諾貝爾物理學獎授予了兩名美國科學家，以表彰他們發現了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽為是宇宙學研究進入精密科學時代的起點。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關的說法中正確的是()A．微波是指波長在10－3m到10mB．微波和聲波一樣都只能在介質中傳播C．黑體的熱輻射實際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說3．在自然界生態系統中，蛇與老鼠和其他生物通過營養關系構成食物鏈，在維持生態平衡方面發揮著重要作用。蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發現老鼠的。假設老鼠的體溫約為37℃，它發出的最強的熱輻射的波長為λm。根據熱輻射理論，λm與輻射源的絕對溫度T的關系近似為Tλm＝2.90×10－3(1)老鼠發出最強的熱輻射的波長為()A．7.8×10－5mB．9.4×10－C．1.16×10－4mD．9.7×10－(2)老鼠發出的最強的熱輻射屬于()A．可見光波段 B．紫外波段C．紅外波段 D．X射線波段4．二氧化碳能強烈吸收紅外長波輻射，這種長波輻射的波長范圍約是1.4×10－3—1.6×10－3m，相應的頻率范圍是________，相應的光子能量的范圍是________，“溫室效應”使大氣全年的平均溫度升高，空氣溫度升高，從微觀上看就是空氣中分子的________。(已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c＝3.0×105．神光“Ⅱ”裝置是我國規模最大，國際上為數不多的高功率固體激光系統，利用它可獲得能量為2400J、波長λ為0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該紫外激光所含光子數為多少個？(取兩位有效數字)。【學習筆記】17.2光的粒子性【本課時學習目標（導）】1．通過實驗了解光電效應的實驗規律。2．知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。3．了解康普頓效應，了解光子的動量【自主思考（思）】一、光電效應定義：在照射下從物體發射出的現象，發射出來的電子叫做．二、光電效應的實驗規律1、認識研究光電效應的電路圖如右圖，光線經窗口照在陰極K上，便有逸出——光電子。光電子在電場作用下形成。2、光電效應的實驗規律（1）存在飽和電流在上圖的實驗中，保持光照的條件不變，在初始電流較小的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流，但是存在一個，即：光電流達到此值以后，即使增加電壓，光電流也不再增加。（2）存在遏止電壓在上圖的實驗中，即使電壓為0，光電流也不為，只有將所加電壓反向的時候（在光電管間形成使電子減速的電場），光電流才可能為。使光電流減小到0的反向電壓稱為，用符號表示。遏止電壓的存在表明：，初速度的上限應該滿足關系：。實驗表明：對于一定顏色的光，遏止電壓都是，與光照強度，這表明：光電子的能量只與有關，而與無關。（3）存在截止頻率實驗還表明，當入射光的頻率減小到某一數值時，即使不施加反向電壓也沒有光電流，這表明已經沒有了，這個頻率稱為，也就是說當：入射光的頻率小于時，將不發生光電效應。（4）光電效應具有瞬時性當入射光頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時產生光電流，這個時間不超過。【學習筆記】三、光電效應解釋中的疑難按照經典電磁理論，對于光電效應該如何解釋？還應得出如下的結論：（1）（2）（3）但是這些結論與觀察到的現象不符，為了解釋光電效應，愛因斯坦在能量子假說的基礎上提出光子理論，提出了光量子假設。四、愛因斯坦的光量子假設1、內容：光不僅在發射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是由一個個不可分割的組成的。頻率為的光的能量子為，這些能量子稱為。（h為普朗克常量）2、愛因斯坦光電效應方程在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子，另一部分變為光電子逸出后的。由能量守恒可得出：W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Ek為光電子的最大初動能。愛因斯坦光電效應方程：3、愛因斯坦對光電效應的解釋：①光強大，光子數多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。②電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時間的累積。③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系④從光電效應方程中，當初動能為零時，可得截止頻率：五、光電效應理論的驗證美國物理學家密立根，花了十年時間做了“光電效應”實驗，結果在1915年證實了愛因斯坦光電效應方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規律，榮獲1921年諾貝爾物理學獎。密立根由于研究基本電荷和光電效應，特別是通過著名的油滴實驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。六、康普頓效應1、光的散射光在介質中與物質微粒相互作用，因而，這種現象叫做光的散射。2、康普頓效應1923年康普頓在做X射線通過物質散射的實驗時，發現散射線中除有與【學習筆記】入射線波長相同的射線外，還有比入射線波長更長的射線，這個現象稱為：。3、光電效應和康普頓效應深入的揭示了，前者表明：，后者表明：。七、光子的動量P=【小組合作學習（議、展、評）】【例1】入射光照射到某金屬表面上發生了光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是()A．從光照射到金屬表面上到發射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能將減小C．單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少D．有可能不發生光電效應【例2】．光電效應實驗的裝置如圖所示，則下面說法中正確的是()A．用紫外線照射鋅板，驗電器指針會發生偏轉B．用綠色光照射鋅板，驗電器指針會發生偏轉C．鋅板帶的是負電荷D．使驗電器指針發生偏轉的是正電荷【例3】鋁的逸出功是4.2eV，現在將波長200nm的光照射鋁的表面。(1)求光電子的最大初動能；(2)求遏止電壓；(3)求鋁的截止頻率。【例4】．下列對光電效應的解釋正確的是 ()A．金屬內的每個電子能吸收一個或一個以上的光子，當它積累的能量足夠大時，就能逸出金屬B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發生光電效應C．發生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬發生光電效應的入射光的最低頻率也不同【例5】假如一個光子與一個靜止的電子碰撞，光子并沒有被吸收，只是被電子反彈回來，則散射光子的頻率與原來光子的頻率相比哪個大？【學習筆記】【課堂訓練（檢）】1．如圖所示，鋅板與驗電器相連，用紫外線燈照射鋅板，發現驗電器指針張開一個角度，則()A．鋅板帶正電，驗電器帶負電B．鋅板帶正電，驗電器帶正電C．若改用紅外線照射，驗電器指針仍張開D．若改用紅外線照射，驗電器指針不會張開2．光電效應中，從同一金屬逸出的電子動能的最大值()A．只跟入射光的頻率有關B．只跟入射光的強度有關C．跟入射光的頻率和強度都有關D．除跟入射光的頻率和強度有關外，還與光照的時間有關3．某單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產生光電效應的是()A．延長光照時間B．增大光的強度C．換用波長較短的光照射D．換用頻率較低的光照射4．用綠光照射一光電管，能產生光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增加，則應()A．改用紅光照射B．增大綠光的強度C．增大光電管上的加速電壓D．改用紫光照射5．某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21eV，用波長為2.5×10－7m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為3.0×108m/s，元電荷的帶電量為1.6×10－19C，普朗克常量為6.63【課后練習（練）】1．某種單色光的頻率為ν，用它照射某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬逸出功和極限頻率分別是()A．hν－Ek，ν－eq\f(Ek,h)B．Ek－hν，ν＋eq\f(Ek,h)C．hν＋Ek，ν－eq\f(h,Ek)D．Ek＋hν，ν＋eq\f(h,Ek)2.如圖所示為一真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5×1014Hz，則以下判斷正確的是()A．發生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B．發生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C．用λ＝0.5μm的光照射光電管時，電路中有光電流產生D．光照射時間越長，電路中的光電流越大3．已知鈣的逸出功是3.20eV，對此理解正確的是()A．鈣中的電子脫離鈣需做功3.20eVB．鈣表面的電子脫離鈣需做功3.20eV【學習筆記】C．鈣只需吸收3.20eV的能量就有電子逸出D．入射光子的能量必須大于3.20eV才能發生光電效應4．在做光電效應的實驗時，某種金屬被光照射發生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系如圖所示，由實驗圖可求出()A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內逸出的光電子數5．現有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa＞λb＞λc。用b光束照射某種金屬時，恰能發生光電效應。若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定()A．a光束照射時，不能發生光電效應B．c光束照射時，不能發生光電效應C．a光束照射時，釋放出的光電子數目最多D．c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小6、已知銫的極限頻率為4.55×1014Hz，鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，銀的極限頻率為1.15×1015Hz，鉑的極限頻率為1.53×1015Hz，當用波長為0.375μm的光照射它們時，可發生光電效應的是()A．銫B．鈉C．銀D．鉑7．頻率為ν的光照射某種金屬，產生光電子的最大初動能為Ek，若用頻率為2ν的光照射同一金屬，則光電子的最大初動能是多少呢？8、某種金屬的逸出功是1.25eV，為了使它發生光電效應，照射光的頻率至少應為多少？或用可見光照射它，能否發生光電效應？9、某金屬在一束黃光照射下，剛好有電子逸出（即用頻率小于黃光的光照射就沒有電子逸出）。在下述情況下，電子的最大初動能及逸出的電子數目會發生什么變化？（1）增大光強而不改變光的頻率；（2）用一束強度更大的紅光代替黃光；（3）用強度相同的紫光代替黃光【學習筆記】17.3粒子的波動性【本課時學習目標（導）】1．了解光既具有波動性，又具有粒子性。2．知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性。3．知道德布羅意波的波長和粒子動量關系。【自主思考（思）】一、光的波粒二象性1.光的本性（1）大量光子產生的效果顯示出，比如阻、、的現象表明光在傳播中具有波動性電。（2）個別光子產生的效果往往顯示出，比如、等光子與電子作用是一份一份進行的，這都體現了光的粒子性。光既具有又具有，光具有。2.光的能量和動量（1）光的能量：（2）光的動量：3.意義：能量和動量是描述物質的的重要物理量；波長和頻率是描述物質性的典型物理量，因此和揭示了光的粒子性和波動性之間的密切關系。二、粒子的波動性（1）德布羅意波每一個的粒子都與一個相應的波相聯系，這種與系的波稱為德布羅意波，也叫做。（2）物質波的波長、頻率之間的關系式【小組合作學習（議、展、評）】【例1】對光的認識，以下說法中正確的是()A．個別光子的行為表現為粒子性，大量光子的行為表現為波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現出波動性時，就不具有粒子性了，光表現出粒子性時，就不具有波動性了D．光的波粒二象性應理解為：在某種情境下光的波動性表現明顯，在另外某種情境下，光的粒子性表現明顯【例2】．關于對光的認識，下列說法正確的是()A．頻率高的光是粒子，頻率低的光是波B．光有時是波，有時是粒子C．光有時候表現出波動性，有時候表現出粒子性D．光既是宏觀概念中的波，也是宏觀概念中的粒子【學習筆記】【例3】關于物質波，下列認識中錯誤的是()A．任何運動的物體(質點)都伴隨一種波，這種波叫物質波B．X射線的衍射實驗，證實了物質波假設是正確的C．電子的衍射實驗，證實了物質波假設是正確的D．宏觀物體盡管可以看做物質波，但它們不具有干涉、衍射等現象【例4】為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質波波長很短，能防止發生明顯衍射現象，因此電子顯微鏡的分辨率高)；(2)利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進而分析出晶體的原子排列。則下列分析中正確的是A．電子顯微鏡所利用的是電子的物質波的波長比原子尺寸小得多B．電子顯微鏡中電子束運動的速度應很小C．要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長要遠小于原子的尺寸D．中子的物質波的波長可以與原子尺寸相當【課堂訓練（檢）】1．人類對光的本性的認識經歷了曲折的過程。下列關于光的本性的陳述符合科學規律或歷史事實的是()A．牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質上是一樣的B．光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性C．麥克斯韋預言了光是一種電磁波D．光具有波粒二象性2．能說明光具有波粒二象性的實驗是()A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光電效應C．光的衍射和康普頓效應D．光電效應和康普頓效應3．關于光的本性，下列說法中正確的是()A．光子說并沒有否定光的電磁說B．光電效應現象反映了光的粒子性C．光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說提出來的D．大量光子產生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產生的效果往往顯示出波動性4．下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越明顯；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性【課后練習（練）】1．關于物質波，下列說法中正確的是()A．速度相等的電子和質子，電子的波長大B．動能相等的電子和質子，電子的波長小C．動量相等的電子和中子，中子的波長小D．甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍2．已知α粒子的質量mα＝6.64×10－27kg，速度v＝3×107mA．3.3×10－10mB．3.3×10－C．3.3×10－15mD．3.3×10－【學習筆記】3．下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是()A．光顯示粒子性時是分立而不連續的，無波動性；光顯示波動性時是連續而不分立的，無粒子性B．光的頻率越高，其粒子性越明顯；光的頻率越低，其波動性越明顯C．光的波動性可以看作是大量光子運動的規律D．倫琴射線比可見光更容易發生光電效應，而更不容易產生干涉、衍射等物理現象4．關于物質波的認識，正確的是()A．電子的衍射證實了物質波的假設是正確的B．物質波也是一種概率波C．任何一個物體都有一種波和它對應，這就是物質波D．物質波就是光波【學習筆記】17.4概率波17.5不確定性關系【本課時學習目標（導）】1．了解微粒說的基本觀點及對光學現象的解釋和所遇到的問題．2．了解波動說的基本觀點及對光學現象的解釋和所遇到的問題．3．了解事物的連續性與分立性是相對的，了解光既有波動性，又有粒子性【自主思考（思）】1．經典粒子：粒子有一定的____________，有一定的__________有的還具有電荷。運動的基本特征是：任意時刻的確定的____________和____________以及時空中確定的__________。2．經典波：經典的波在時空是彌散開來的，基本特征是：具有______和______，即具有時空的周期性3概率波：光波是一種概率波，光的波動性不是光子之間____________引起的，而是光子自身_________的性質，光子在空間出現的概率可以通過波動的規律確定，所以光波是一種概率波。4．不確定性關系：（1）定義：在經典力學中，一個質點的位置和動量是可以同時測定的，在量子力學中，要同時測出位置和動量是不太可能的，這種關系叫____________關系。（2）表達式：___________【小組合作學習（議、展、評）】1．在雙縫干涉實驗中，發現100個光子中有96個通過雙縫后打到了觀察屏上的某處，則該處可能()A．出現亮條紋B．出現暗條紋C．可能出現亮條紋，可能出現暗條紋D．出現明暗相間的條紋2、由不確定關系可以得出的結論是()A．如果動量的不確定范圍越小，則與之對應的坐標的不確定范圍就越大B．如果坐標的不確定范圍越小，則動量的不確定范圍就越大C．動量的不確定范圍和與之對應的坐標的不確定范圍不成反比關系D．動量的不確定范圍和與之對應的坐標的不確定范圍有唯一確定的關系3、下列關于不確定關系說法正確的是()A．只對微觀粒子適用B．只對宏觀粒子適用C．對微觀和宏觀粒子都適用D．對微觀和宏觀粒子都不適用4．下列對物理模型和物理現象的關系理解正確的是()A．物理模型應與日常經驗相吻合，并能解釋物理現象B．物理模型可以與日常經驗相悖，但應與實驗結果一致C．物理模型不能十分古怪，讓人難以理解D．只要物理模型與實驗結果一致，它在一定范圍內就能正確代表研究的對象【學習筆記】【課堂訓練（檢）】1．用電子做雙縫干涉實驗時，少量電子在屏上看不到分布規律，體現了電子的_____________性，但大量電子通過雙縫時，在屏上就得到了清晰的干涉條紋，體現了電子的_____________性。2．電子、質子等實物粒子和光子一樣，具有波動性，這種波動性就是粒子本身在空間某處出現的_____________大小問題；但光子又不同于其他實物粒子，光子在真空中的__________________是其他粒子永遠達不到的3.一顆質量為10g的子彈，具有200m·s-1的速率，若其動量的不確定范圍為動量的0.01%(這在宏觀范圍是十分精確的了)，則該子彈位置的不確定量范圍為多大?【課后練習（練）】1．由不確定性關系可以得出的結論是()A．如果動量的不確定范圍越小，則與它對應坐標的不確定范圍就越大B．如果位置坐標的不確定范圍越小，則動量的不確定范圍就越大C．動量和位置坐標的不確定范圍之間的關系不是反比例函數D．動量和位置坐標的不確定范圍之間有唯一確定的關系2．下列關于物質波的說法中正確的是()A．實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是本質相同的物體B．物質波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易觀察D．粒子的動量越小，其波動性越易觀察3．關于電子云，下列說法正確的是()A．電子云是真實存在的實體B．電子云周圍的小黑點就是電子的真實位置C．電子云上的小黑點表示的是電子的概率分布D．電子云說明電子在繞原子核運動時有固定軌道4．如下圖所示是雙縫干涉的圖樣，我們如何用光的波粒二象性來解釋呢？【學習筆記】第十八章原子結構18.1電子的發現【本課時學習目標（導）】1、知道電子發現的過程2、知道電子的發現對人類探索原子結構的重大意義3、理解湯姆孫發現電子的研究方法【自主思考（思）】一、陰極射線1．產生：如圖所示，真空玻璃管中，K是金屬板制成的______，接在感應線圈的______上，金屬環制成的______A，接感應線圈的______，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮度的變化．2．實驗現象：德國物理學家普呂克爾在類似的實驗中看到了玻璃壁上淡淡的______及管中物體在玻璃壁上的______．3．實驗分析：熒光的實質是由于玻璃受到______發出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線被命名為__________．4.上圖中的研究陰極射線的實驗，如何判斷射線的電性?二、電子的發現湯姆孫對陰極射線的探究(1)陰極射線分別通過電場或磁場，根據現象，證明它是的粒子流并求出了其比荷．(2)換用不同材料的陰極做實驗，所得粒子的_______相同，是氫離子比荷的近兩千倍．(3)結論：粒子帶_____，其電荷量的大小與________大致相同，而質量氫離子的質量，后來組成陰極射線的粒子被稱為______．【小組合作學習（議、展、評）】一、陰極射線的產生【例1】關于陰極射線的本質，下列說法正確的是()A．陰極射線本質是氫原子B．陰極射線本質是電磁波C．陰極射線本質是電子D．陰極射線本質是X射線二、電子的發現【例2】湯姆孫用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質量之比)的實驗裝置如圖2所示。真空管內的陰極K發出的電子(不計初速、重力和電子間的【學習筆記】相互作用)經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區域。當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O′點(O′點與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計)。此時，在P和P′間的區域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場。調節磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點。已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2。(1)求打在熒光屏O點的電子速度的大小；(2)推導出電子的比荷的表達式。【課堂訓練（檢）】1．下面對陰極射線的認識正確的是()A．陰極射線是由陰極發出的粒子撞擊玻璃管壁上的熒光而產生的B．只要陰陽兩極間加有電壓，就會有陰極射線產生C．陰極射線可以穿透薄鋁片，這說明它是電磁波D．陰陽兩極間加有高壓時，電場很強，陰極中的電子受到很強的庫侖力作用而脫離陰極2．如果陰極射線像X射線一樣，則下列說法正確的是()A．陰極射線管內的高電壓能夠對其加速而增加能量B．陰極射線通過偏轉電場不會發生偏轉C．陰極射線通過偏轉電場能夠改變方向D．陰極射線通過磁場時方向可能發生改變3．如圖所示，在陰極射線管正下方平行放一通有強電流的長直導線，則陰極射線將()A．向紙內偏轉 B．向紙外偏轉C．向下偏轉 D．向上偏轉4．關于電荷量下列說法錯誤的是()A．物體的帶電荷量可以是任意值B．物體的帶電荷量只能是某些值C．物體的帶電荷量的最小值為1.6×10－19D．一個物體帶1.6×10－9C的正電荷，這是它失去了1.0×1010【課后練習（練）】1．關于陰極射線的本質，下列說法正確的是（）A．陰極射線的本質是氫原子B．陰極射線的本質是電磁波C．陰極射線的本質是電子D．陰極射線的本質是X射線【學習筆記】2．關于陰極射線的性質，下列說法正確的是（）A．陰極射線帶負電B．陰極射線帶正電C．陰極射線的荷質比比氫原子的荷質比大D．陰極射線的荷質比比氫原子的荷質比小3．關于密立根“油滴實驗”的科學意義，下列說法正確的是（）A．測得了電子的電荷量B．提出了電荷分布的量子化觀點C．為電子質量的最終獲得做出了突出貢獻D．為人類進一步研究原子的結構提供了一定的理論依據4．一只陰極射線管，左側不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導線AB時，發現射線徑跡向下偏，則：（

）A．導線中的電流由A流向BB．導線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實現D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關5．一個半徑為1.64ⅹ10-4cm的帶負電的油滴，在電場強度等于1.92ⅹ105V/m的豎直向下的勻強電場中，如果油滴受到的庫倫力恰好與重力平衡，則這個油滴帶有幾個電子的電荷量？已知油滴的密度為0.851ⅹ103kg【學習筆記】18.2原子的核式結構模型【本課時學習目標（導）】1．知道α粒子散射實驗。2．知道原子的核式結構模型的主要內容，理解模型提出的主要思想。3．知道原子的組成，了解原子核和原子大小的數量級。【自主思考（思）】1.湯姆孫原子模型：原子是一個球體，正電荷彌漫性地________分布在整個球體內，電子________其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“________模型”。2．α粒子散射實驗現象：絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上________方向前進，但有少數α粒子(約占八千分之一)發生了________偏轉，偏轉的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”3．盧瑟福原子結構模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有________質量，電子在正電體的________運動。正電體的尺度是很小的，被稱為________。所以盧瑟福的電子結構模型因而被稱為________結構模型。4．原子由帶電荷________的核與核外Z個電子組成。原子序數Z等于________與電子電荷大小的比值。原子核由________和________組成的，原子核的電荷數就是核中的________數。【小組合作學習（議、展、評）】5．α粒子散射實驗（老師講解）1909～1911年盧瑟福和他的助手做了用α粒子轟擊金箔的實驗，獲得了重要的發現。(1)實驗裝置(如圖所示)說明：①整個實驗過程在真空中進行。②金箔很薄，α粒子(42He核)很容易穿過。(2)實驗結果：絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數α粒子發生了大角度的偏轉，偏轉角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”。(3)實驗分析按照湯姆孫的“棗糕”原子模型，α粒子如果從原子之間或原子的中心線穿過時，它受到周圍的正負電荷作用的庫侖力是平衡的，α粒子不產生偏轉；如果α粒子偏離原子的中心軸線穿過，兩側電荷作用的庫侖力相當于一部分被抵消，α粒子偏轉很小；如果α粒子正對著電子射來，質量遠小于α粒子的電子不可能使α粒子發生明顯偏轉，更不可能使它反彈。所以α粒子的散射實驗結果否定了湯姆孫的原子模型。【學習筆記】一、α粒子散射實驗【例1】盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有()A．原子的中心有個核，叫原子核B．原子的正電荷均勻分布在整個原子中C．原子的全部正電荷與幾乎全部質量都集中在原子核里D．帶負電的電子在核外繞著核旋轉【例2】．下列關于盧瑟福α粒子散射實驗結果的敘述正確的是()A．全部α粒子都穿過金箔未發生偏轉B．絕大多數α粒子穿過金箔未發生偏轉，少數發生較大偏轉，極少數被彈回C．絕大多數α粒子發生很大偏轉，只有少數穿過金箔D．所有α粒子都發生較大偏轉二、原子核的電荷與尺度【例3】下列對原子結構的認識，錯誤的是()A．原子中絕大部分是空的，原子核很小B．電子在核外繞核旋轉，向心力為庫侖力C．原子的全部正電荷都集中在原子核里D．原子核的直徑大約為10－10m【例4】．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因為A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子【課堂訓練（檢）】1．如圖為α粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，關于觀察到的現象，下述說法不正確的是()A．相同時間內放在A位置時觀察到屏上的閃光次數最多B．相同時間內放在B位置時觀察到屏上的閃光次數比放在A位置時少得多C．放在C、D位置時屏上觀察不到閃光D．放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數極少2．關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．該實驗在真空環境中進行B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內的不同方向上移動C．熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的D．熒光屏只有正對α粒子源發出的射線方向上才有閃光【學習筆記】3．盧瑟福的α粒子散射實驗的結果顯示了下列哪些情況()A．原子內存在電子B．原子的大小為10－10C．原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D．原子的正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里4．在α粒子的散射實驗中，使少數α粒子發生大角度偏轉的作用力是原子核對α粒子的()A．萬有引力 B．庫侖力C．磁場力 D．核力5．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，這是因為()A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子【課后練習（練）】1．在α粒子散射實驗中，當在α粒子最接近原子核時，關于描述α粒子的有關物理量情況正