(物理)高中物理选修3-5知识点整理.pdf
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1、高中物理选修 3-5 知识点梳理 新东方高考 一、动量动量守恒定律 1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:物体的质量跟 其速度的乘积, 叫做物体的动量。 动量是物体机械运动的一种量度。 动量的表达式P=mv。单位是smkg .动量是矢量,其方向就是瞬时 速度的方向。因为速度是相对的,所以动量也是相对的。 2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统 的总动量守恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用 等号左右分别表示系统作用前后的总动量。 运用动量守恒定律要注意以下几个问题: 动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没 有意义。 对于某些特定的问题
2、, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短 的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力 大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一 短暂时间内遵循动量守恒定律。 计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须 是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。 动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的 矢量和,而不是代数和。 动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统 所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么 在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。 动量守恒定律有广泛的应用范围。只要系统不受外力或所受的 合外力
3、为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹 力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。系统内部各物 体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论 是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动 量守恒定律也都适用。 3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。 动量与动能的比较: 动量是矢量, 动能是标量。 动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描 述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。比如 完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移速度的变化可以用动量 守恒, 若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失
4、去计 算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量。 动量守恒定律与机械能守恒定律比较:前者是矢量式,有广泛的适用 范围,而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一 定要注意。 4、碰撞:两个物体相互作用时间极短,作用力又很大,其他作用相 对很小,运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。 以物体间碰撞形式区分, 可以分为“对心碰撞”(正碰), 而物体碰 前速度沿它们质心的连线;“非对心碰撞”中学阶段不研究。 以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分,可以分为:“弹性 碰撞”。碰撞前后物体系总动能守恒;“非弹性碰撞”,完全非弹性 碰撞是非弹性碰撞的特例,这种碰撞,物体在相碰后粘
5、合在一起,动 能损失最大。 各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律,不过在非弹性碰 撞中,有一部分动能转变成了其他形式能量,因此动能不守恒了。 二、弹性碰撞和非弹性碰撞 新东方高考 碰撞:相互运动的物体相遇,在极短的时间内,通过相互作用,运动 状态发生显著变化的过程叫碰撞。 完全弹性碰撞:在弹性力的作用下,系统内只发生机械能的转移, 无机械能的损失,称完全弹性碰撞。 非弹性碰撞:非弹性碰撞:在非弹性力的作用下,部分机械能转化 为物体的内能,机械能有了损失,称非弹性碰撞。 以物体间碰撞形式 分类 以物体间碰撞前后 两物体的总动能是 否发生变化分类 碰撞的种类 正碰 斜碰 弹性碰撞 非 弹 性
6、碰完全非弹性 完全非弹性碰撞:在完全非弹性力的作用下,机械能损失最大(转 化为内能等) ,称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起,具有相同 的速度。 三、普朗克量子假说黑体和黑体辐射 新东方高考 一、量子论 1.创立标志:1900 年普朗克在德国的物理年刊上发表论正常 光谱能量分布定律的论文,标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容: 普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分 的能量单元即“能量子”或称“量子”, 也就是说组成能量的单元是 量子。 物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 1905 年,爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中,提
7、出了光量子 论。 1913 年,英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状 态,提出了一种量子化的原子结构模型,丰富了量子论。 到 1925 年左右,量子力学最终建立。 四、黑体和黑体辐射 1热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波, 并且其辐射能量 的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、 原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热 辐射。 .物体在任何温度下都会辐射能量。 .物体既会辐射能量,也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射 电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验
8、表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T) 、辐射的波长、时 间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领, 又有吸收外界辐射来的能量的本 领。 黑体是指在任何温度下,全部吸收 任何波长的辐射的物体。 3实验规律: 1)随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加; 2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 五、光电效应 新东方高考 1、光电效应 光电效应在光(包括不可见光)的照射下, 从物体发射出电子的现象称为光电效应。 光电效应的实验规律:装置:如右图。 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极限频率才能发生光电效应, 低于极限频率的光 不能
9、发生光电效应。 光电子的最大初动能与入射光的强度无关, 光随入射光频率的增大 而增大。 大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出 的光电子数的多少) ,与入射光强度成正比。 金属受到光照,光电子的发射一般不超过 109秒。 2、波动说在光电效应上遇到的困难 波动说认为:光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的 频率无关。 所以波动说对解释上述实验规律中的条都遇到困难 3、光子说 量子论:1900 年德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收 是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量h. 光子论:1905 年爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而 是一份一份的,每
10、一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成 正比。即:h. 其中是电磁波的频率,h为普朗克恒量:h=6.631034sJ 4、光子论对光电效应的解释 金属中的自由电子,获得光子后其动能增大,当功能大于脱出功时, 电子即可脱离金属表面,入射光的频率越大,光子能量越大,电子获 得的能量才能越大,飞出时最大初功能也越大。 5光电效应方程: 0 WhEk Ek是光电子的最大初动能,当Ek=0 时,c为极限频率,c= h W0 . 六、光的波粒二象性物质波 新东方高考 光既表现出波动性,又表现出粒子性 大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的 光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现
11、出的波动性强 实物粒子也具有波动性,这种波称为德布罗意波,也叫物质波。满则 下列关系: P h h , 从光子的概念上看,光波是一种概率波. 七、原子核式结构模型 新东方高考 1、电子的发现和汤姆生的原子模型: 电子的发现: 1897 年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而 发现了电子。 电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观 念。 汤姆生的原子模型: 1903 年汤姆生设想原子是一个带电小球,它 的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的 电子镶嵌在正电荷中。 2、粒子散射实验和原子核结构模型 粒子散射实验:1909 年,卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.
12、装置:如右图。 现象: a. 绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。 b. 有少数粒子发生较大角度的偏转 c. 有极少数粒子的偏转角超过了 90,有的几乎达到 180,即被反 向弹回。 原子的核式结构模型: 由于粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使粒子运 动方向发生明显的改变, 只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动 产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均 匀分布,穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,粒了运 动将不发生明显改变。散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分 布在原子中的。 1911 年, 卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提
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