江蘇省高考物理選修3-4、3-5知識點(diǎn)

1、Ocean高中物理振興計(jì)劃 Created by Ocean Wang高中物理選修3-4、3-5知識點(diǎn)（1-9頁3-4部分,10-19頁3-5部分） 選修3-4部分一、簡諧運(yùn)動 簡諧運(yùn)動的表達(dá)式和圖象 要求：I1）如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。簡諧運(yùn)動的回復(fù)力：即F = kx注意：其中x都是相對平衡位置的位移。區(qū)分：某一位置的位移（相對平衡位置）和某一過程的位移（相對起點(diǎn)）回復(fù)力始終指向平衡位置，始終與位移方向相反“k”對一般的簡諧運(yùn)動，k只是一個比例系數(shù)，而不能理解為勁度系數(shù)F回kx是證明物體是否做簡諧運(yùn)動的依據(jù)2）簡諧運(yùn)動的

2、表達(dá)式： “x = A sin (t)”3）簡諧運(yùn)動的圖象：描述振子離開平衡位置的位移隨時間遵從正弦（余弦）函數(shù)的規(guī)律變化的，要求能將圖象與恰當(dāng)?shù)哪Ｐ蛯?yīng)分析。可根據(jù)簡諧運(yùn)動的圖象的斜率判別速度的方向，注意在振幅處速度無方向。A、簡諧運(yùn)動（關(guān)于平衡位置）對稱、相等同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回復(fù)力、加速度大小相等、方向相同.對稱點(diǎn)：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回復(fù)力、加速度大小相等、方向相反.對稱段：經(jīng)歷時間相同一個周期內(nèi)，振子的路程一定為4A（A為振幅）；半個周期內(nèi)，振子的路程一定為2A；四分之一周期內(nèi)，振子的路程不一定為A每經(jīng)一個周期，振子一定回到原出發(fā)點(diǎn)；每經(jīng)半

3、個周期一定到達(dá)另一側(cè)的關(guān)于平衡位置的對稱點(diǎn)，且速度方向一定相反B、振幅與位移的區(qū)別：位移是矢量，振幅是標(biāo)量，等于最大位移的數(shù)值對于一個給定的簡諧運(yùn)動，振子的位移始終變化，而振幅不變思考：1、平衡位置的合力一定為0嗎？ （單擺）2、彈簧振子在對稱位置彈性勢能相等嗎？ （豎直彈簧振子）3、人的來回走動、拍皮球時皮球的運(yùn)動是振動嗎？二、單擺的周期與擺長的關(guān)系（實(shí)驗(yàn)、探究） 要求：1）單擺的等時性（伽利略）；即周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，在振幅較小時與振幅無關(guān)2）單擺的周期公式（惠更斯）（l為擺線長度與擺球半徑之和；周期測量：測N次全振動所用時間t，則T=t/N）3）數(shù)據(jù)處理：（1）平均值法；（2）圖象法：以

4、l和T2為縱橫坐標(biāo)，作出的圖象（變非線性關(guān)系為線性關(guān)系）；4）振動周期是2秒的單擺叫秒擺擺鐘原理：鐘面顯示時間與鐘擺擺動次數(shù)成正比三、受迫振動和共振 要求：受迫振動：在周期性外力作用下、使振幅保持不變的振動，又叫無阻尼振動或等幅振動。f迫 = f策，與f固無關(guān)。A迫 與f策f固有關(guān)，f策f固越大，A迫越小，f策f固越小，A迫越大。當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，受迫振動的振幅最大（共振）共振的防止與應(yīng)用四、機(jī)械波 橫波和縱波 橫波的圖象 要求：1）機(jī)械波產(chǎn)生機(jī)械波的條件：振源，介質(zhì)有機(jī)械振動不一定形成機(jī)械波 有機(jī)械波一定有機(jī)械振動機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，同一類的不同機(jī)械波在同一介質(zhì)中波速相等。與振

5、源振動的快慢無關(guān)機(jī)械波傳遞的是振動形式（由振源決定）、能量（由振幅體現(xiàn)）、信息2）機(jī)械波可分為橫波與縱波橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直。特點(diǎn)：有波峰、波谷. 只能在固體中傳播（條件：剪切形變），為方便將水波認(rèn)為是橫波縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上.特點(diǎn)：有疏部、密部. 氣體、液體只能傳遞縱波3）波的獨(dú)立傳播與疊加4）次聲波與超聲波次聲波：頻率小于20Hz，波長長，易衍射，傳播距離遠(yuǎn)，研究與應(yīng)用剛起步超聲波：頻率大于20000Hz，波長短，直線傳播效果好（聲納），穿透能力強(qiáng)（幾厘米厚的金屬）。 應(yīng)用廣泛：聲納、B超、雷達(dá)、探傷、超聲加濕、制照相乳膠5）橫波圖象：表示某一時

6、刻各個質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置位移情況。后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動；特別要能判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向或波的傳播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波傳播的距離與質(zhì)點(diǎn)的路程是不同的。6）波動圖象表示 “各個質(zhì)點(diǎn)”在“某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點(diǎn)”在“各個時刻”的位移。五、波長、頻率（周期）和波速的關(guān)系 要求：（由介質(zhì)決定，f由波源決定）波形向前勻速平移，質(zhì)點(diǎn)本身不遷移，x可視為波峰（波谷）移動的距離在波的圖象中，無論時間多長，質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)一定不變介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振位置一定在平衡位置，且起振方向一定與振源的起振方向相同注意雙向性、周期性注意坐標(biāo)軸的單位（是m，

7、還是cm；有無×10-n等等）注意同時涉及振動和波時，要將兩者對應(yīng)起來關(guān)于振動與波質(zhì)點(diǎn)的振動方向判斷：振動圖象（橫軸為時間軸）：順時間軸“上，下坡”波動圖象（橫軸為位移軸）：逆著波的傳播方向“上，下坡” 共同規(guī)律：同一坡面（或平行坡面）上振動方向相同，否則相反一段時間后的圖象a、振動圖象：直接向后延伸b、波動圖象：不能向后延伸，而應(yīng)該將波形向后平移幾個物理量的意義：周期（頻率）：決定振動的快慢，進(jìn)入不同介質(zhì)中，T（f）不變振幅：決定振動的強(qiáng)弱波速：決定振動能量在介質(zhì)中傳播的快慢幾個對應(yīng)關(guān)系一物動（或響）引起另一物動（或響）受迫振動共振（共鳴）不同位置，強(qiáng)弱相間干涉（要求：兩波源頻率相

8、同）干涉：a、振動加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)相互間隔； b、加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)（注意：加強(qiáng)的含義是振幅大，千萬不能誤認(rèn)為這些點(diǎn)始終位于波峰或波谷處）、減弱點(diǎn)始終減弱. c、判斷：若兩振源同相振動，則有加強(qiáng)點(diǎn)到兩振源的路程差為波長的整數(shù)倍，減弱點(diǎn)到兩振源的路程差為半波長的奇數(shù)倍.繞過障礙物衍射（要求：縫、孔或障礙物的尺寸與波長差不多或小于波長） 縫后的衍射波的振幅小于原波波的多解題型方向的多解：考慮是否既可以向左，也可以向右 波形的多解：幾種典型運(yùn)動不受力：靜止或勻速直線運(yùn)動受恒力：力大小、方向都不變直線勻加速、勻減速直線運(yùn)動勻變速曲線（類）平拋運(yùn)動受變力力大小不變，方向改變勻速圓周運(yùn)動力大小、方向均改變簡諧運(yùn)

9、動力大小改變，方向不變額定功率下的機(jī)車啟動幾種最簡單的運(yùn)動最簡單的運(yùn)動：勻速直線運(yùn)動最簡單的變速運(yùn)動：勻變速直線運(yùn)動最簡單的振動：簡諧運(yùn)動六、波的反射和折射 波的衍射和干涉 要求：1波面（波陣面）：振動狀態(tài)總是相同的點(diǎn)的集合；波線：與波面垂直的那些線。2惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的波源，其后任意時刻，這些子波的包跡就是新的波面；3（1）互不干擾原理；（2）疊加原理。反射、折射、干涉：x = k處，振動加強(qiáng)；x =（2k + 1）/2處，振動減弱。（3）衍射（產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件）4波的干涉：（1）頻率相同（2）現(xiàn)象：加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔（加強(qiáng)區(qū)永遠(yuǎn)加強(qiáng)，減弱區(qū)永

10、遠(yuǎn)減弱）七、多普勒效應(yīng) 要求：（1）現(xiàn)象：由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率（音調(diào)）發(fā)生變化的現(xiàn)象。結(jié)論：波源遠(yuǎn)離現(xiàn)察者，觀察者接收頻率減小；波源靠近觀察者，觀察者接收頻率增大。（2）應(yīng)用：A、利用發(fā)射波和接受波頻率的差異，制成測定運(yùn)動物體速度的多普勒測速儀。B、利用向人體血液發(fā)射和接收的超聲波頻率的變化，制成測定人體血流速度的“彩八、電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收 要求：1）麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場推廣：均勻變化的磁場（或電場），會產(chǎn)生恒定的電場（或磁場）。非均勻變化的磁場（或電場），會產(chǎn)生變化的電場（或磁場）。2）電磁波：電磁場由發(fā)生的區(qū)域在空

11、間由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。電磁波的特點(diǎn)：電磁波是物質(zhì)波，傳播時可不需要介質(zhì)而獨(dú)立在真空中傳播。電磁波是橫波，磁場、電場、傳播方向三者互相垂直。電磁波具有波的共性，能發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象 電磁波可脫離“波源”而獨(dú)立存在，電磁波發(fā)射出去后，產(chǎn)生電磁波的振蕩電路停止振蕩后，在空間的電磁波仍繼續(xù)傳播。電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，c3×108m/s。3）赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋電磁場理論。LC4）電磁振蕩（LC振蕩回路）線圈上的感應(yīng)電動勢等于電容器兩端的電壓電磁振蕩的周期與頻率、5）電磁波的波速：v = f同一列電磁波由一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)，頻率不變，波長、波

12、速都要發(fā)生變化。6）電磁波的發(fā)射與接收無線電波的發(fā)射a、要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：要有足夠高的振蕩頻率振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間b、調(diào)制：電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)，調(diào)制分為兩種：調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）（2）無線電波的接收：a、調(diào)諧（選臺）：使接收電路發(fā)生電諧振的過程b、解調(diào)（檢波）：調(diào)制的逆過程（3）雷達(dá)：雷達(dá)系統(tǒng)由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置及電源、計(jì)算機(jī)等組成。雷達(dá)用微波波段，每次發(fā)射時間約百萬分之一秒，結(jié)果由顯示器直接顯示。發(fā)射端和接收端合二為一（不同于電視系統(tǒng)）。九、電磁波譜電磁波及其應(yīng)用 要求：電磁波譜：波長由長到短排列（頻率由

13、低到高）順序無線電波紅外線可見光紫外線倫琴（X）射線射線 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫波長：由長到短 （紅光最容易衍射，條紋間距最大）頻率：由低到高 （能量由小到大）折射率：由小到大（紫光偏折最大，紅光偏折最?。┡R界角：由大到小 （紫光最容易發(fā)生全反射）在同種介質(zhì)中的波速：由大到小1）無線電波2）紅外線：一切物體都在輻射紅外線（1）主要性質(zhì)；最顯著的作用：熱作用，溫度越高，輻射能力越強(qiáng)一切物體都在不停地輻射紅外線（2）應(yīng)用：紅外攝影、紅外遙感、遙控、加熱3）可見光光譜（波長由長到短）：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫天空亮：大氣散射天空是藍(lán)色：波長較短的光比波長較長的光更容易散射早晨、傍晚天空為紅色：

14、紅光的波長最長，容易繞過障礙物4）紫外線：（1）主要性質(zhì)：化學(xué)作用；熒光效應(yīng)（2）應(yīng)用：激發(fā)熒光、殺菌消毒、促使人體合成維生素D 5）倫琴（X）射線：原子內(nèi)層電子受激躍遷產(chǎn)生（1）主要性質(zhì)：穿透能力很強(qiáng)，（2）應(yīng)用：金屬探傷 人體透視6）射線：原子核受激輻射（1）主要性質(zhì)：穿透能力很強(qiáng)，能穿透幾厘米的鉛板(幾十厘米厚混凝土)（2）應(yīng)用：金屬探傷7）太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個區(qū)域，其中，黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)（人眼對這個區(qū)域的電磁輻射最敏感）十、光的折射定律 折射率 要求：1）光的折射定律入射角、反射角、折射角都是各自光線與法線的夾角！ 表達(dá)式：在光的折射現(xiàn)象中，光路也是

15、可逆的2）折射率光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，用符號n表示n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的一個物理量，n越大，表明光線偏折越厲害。發(fā)生折射的原因是光在不同介質(zhì)中，速度不同2白光通過三棱鏡時，會分解出各種色光，在屏上形成紅紫的彩色光帶（注意：不同介質(zhì)中，光的頻率不變。）十一、 測定玻璃的折射率（實(shí)驗(yàn)、探究） 要求：1實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：找到入射光線和折射光線以后，可以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO、OO（或OO的延長線）交于C點(diǎn)和D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NN做垂線，交NN于C、D點(diǎn)， 則易得：n = CC/DD2實(shí)驗(yàn)方法：插針法十二、光的

16、全反射 光導(dǎo)纖維 要求：i越大，越大，折射光線越來越弱，反射光越來越強(qiáng)。1）全反射：光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)：折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)，折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)。注意：光疏和光密介質(zhì)是相對的。全反射是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射光線消失（=900），只剩下反射光線的現(xiàn)象。2）發(fā)生全反射的條件：光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角必須大于（或等于）臨界角3）臨界角4）應(yīng)用全反射棱鏡形狀：等腰直角三角形 原理：如圖條件：玻璃折射率大于1.4 優(yōu)點(diǎn)：比平面鏡反射時失真小光導(dǎo)纖維：折射率大的內(nèi)芯、折射率小的外套 P71光導(dǎo)纖維P72做一做時間計(jì)算中注意光的路程不是兩地距離及光在介質(zhì)中的速度不是光速海市蜃樓

17、：沙漠：倒立虛像；海洋：正立虛像十三、光的干涉、衍射和偏振 要求：1）光的干涉現(xiàn)象：是波動特有的現(xiàn)象，由托馬斯楊首次觀察到。（1）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋寬度或條紋間距：L：屏到擋板間的距離，d：雙縫的間距，：光的波長，x：相鄰亮紋（暗紋）間的距離（2）圖象特點(diǎn)：中央為明條紋，兩邊等間距對稱分布明暗相間條紋。紅光（最大）明、暗條紋最寬，紫光明、暗條紋最窄。白光干涉圖象中央明條紋外側(cè)為紅色。2）光的顏色、色散A、薄膜干涉（等厚干涉）：圖象特點(diǎn)：同一條亮（或暗）條紋上所對應(yīng)薄膜厚度完全相等。不同的光做實(shí)驗(yàn)，條紋間距不同單色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平狀明暗相間條紋B、薄膜干涉中的色散、各種看起來

18、是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的、原理：膜的前后兩個面反射的光形成的、現(xiàn)象：同一厚度的膜，對應(yīng)著同一亮紋（或暗紋）、厚度變化越快，條紋越密白光入射形成彩色條紋。C、折射時的色散光線經(jīng)過棱鏡后向棱鏡的底面偏折。折射率越大，偏折的程度越大不同顏色的光在同一介質(zhì)中的折射率不同。同一種介質(zhì)中，由紅光到紫光，波長越來越短、折射率越來越大、波速越來越慢3）光的衍射：單縫衍射圖象特點(diǎn)：中央最寬最亮；兩側(cè)條紋不等間隔且較暗；條紋數(shù)較少。（白光入射為彩色條紋）。光的衍射條紋：中間寬，兩側(cè)窄的明暗相間條紋（典例：泊松亮斑）共同點(diǎn)：同等條件下，波長越長，條紋越寬4）光的偏振：證明了光是橫波；常見的光的偏振現(xiàn)象：攝

19、影，太陽鏡，動感投影片，晶體的檢測，玻璃反光偏振片由特定的材料制成，它上面有一個特殊的方向（叫做透振方向），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片。當(dāng)只有一塊偏振片時，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片，透射光的強(qiáng)度不變。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向平行時，透射光的強(qiáng)度最大，但是，比通過一塊偏振片時要弱。當(dāng)兩塊偏振片的透振方向垂直時，透射光的強(qiáng)度最弱，幾乎為零。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。光波的感光作用和生理作用等主要是由電場強(qiáng)度E所引起的，因此常將E的振動稱為光振動。除了從光源（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是偏振光。自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使

20、反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，這時，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：拍攝、液晶顯示、汽車車燈（偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45°）、立體電影（左眼偏振片的偏振化方向與左面放像機(jī)上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向與右面放像機(jī)上的偏振化方向相同）十四、激光的特性及應(yīng)用 要求：激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。（1）電磁波頻率越高，能量越大，可以比無線電波傳遞更多信息。（2）特點(diǎn)：A、頻率單一（頻寬很小）。B、相干性好：可傳遞信息，可以用于全息照相；C、平行度好（方向性好），傳播很長距離后仍能保持一定強(qiáng)度，可精確測距。應(yīng)用在VCD

21、、雷達(dá)測距、測速（多普勒原理）、追蹤目標(biāo)；D、亮度高（能在很小空間、很短時間內(nèi)集中很大的能量）。應(yīng)用在“激光刀”、引起核聚變等方面。特點(diǎn)作用應(yīng)用實(shí)例相干光可進(jìn)行調(diào)制、傳遞信息光纖通信干涉全息照相（在照明光的另一側(cè)觀看）平行度好傳播很遠(yuǎn)距離能保持一定強(qiáng)度，可精確測距測速激光雷達(dá)可會聚于很小的一點(diǎn)，記錄信息密度高DVD、CD、VCD機(jī)，計(jì)算機(jī)光驅(qū)亮度高可在很小空間短時間內(nèi)集中很大能量激光切割、焊接、打孔醫(yī)療手術(shù)產(chǎn)生高壓引起核聚變?nèi)斯た刂凭圩兎磻?yīng)十五、狹義相對論的基本假設(shè) 狹義相對論時空觀與經(jīng)典時空觀的區(qū)別 要求：1）相對論的誕生（1）伽利略相對性原理：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的（2）狹義相對

22、論的兩個基本假設(shè)A、狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是相同的B、光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的結(jié)論：不論光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動，光速都是一樣的。2）時間和空間的相對性（1）同時的相對性（2）長度的相對性：一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿，其長度總比桿靜止時的長度?。?）時間間隔的相對性：從地面上觀察，飛船上的時間進(jìn)程比地面上慢（4）時空相對性的驗(yàn)證時空相對性的最早證據(jù)跟宇宙線的觀測有關(guān)相對論的第一次宏觀驗(yàn)證是在1971年進(jìn)行的。（5）相對論的時空觀經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間和時間是脫離物質(zhì)而存在的，是絕對的，空間與時間之間是沒有聯(lián)系的，相對論則認(rèn)為空間和時

23、間與物質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。 選修3-5部分一、動量 動量守恒定律 1、動量：可以從兩個側(cè)面對動量進(jìn)行定義或解釋：物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。動量是物體機(jī)械運(yùn)動的一種量度。動量的表達(dá)式P = mv。單位是.動量是矢量，其方向就是瞬時速度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄬Φ?，所以動量也是相對的?、動量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定律根據(jù)實(shí)際情況有多種表達(dá)式，一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。運(yùn)用動量守恒定律要注意以下幾個問題：動量守恒定律一般是針對物體系的，對單個物體談動量守恒沒有意義。對于某些特定的問題, 例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個非

24、常短的時間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理, 在這一短暫時間內(nèi)遵循動量守恒定律。計(jì)算動量時要涉及速度，這時一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。動量是矢量，因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和，而不是代數(shù)和。動量守恒定律也可以應(yīng)用于分動量守恒的情況。有時雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。動量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零，那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、

25、摩擦力，還是電力、磁力，動量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時，不論具有相同或相反的運(yùn)動方向；在相互作用時不論是否直接接觸；在相互作用后不論是粘在一起，還是分裂成碎塊，動量守恒定律也都適用。3、動量與動能、動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的比較。動量與動能的比較：動量是矢量, 動能是標(biāo)量。動量是用來描述機(jī)械運(yùn)動互相轉(zhuǎn)移的物理量而動能往往用來描述機(jī)械運(yùn)動與其他運(yùn)動(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的物理量。比如完全非彈性碰撞過程研究機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)移速度的變化可以用動量守恒，若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機(jī)械能則要用動能為損失去計(jì)算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機(jī)械運(yùn)動的物理量。動量守恒定律與機(jī)械

26、能守恒定律比較：前者是矢量式，有廣泛的適用范圍，而后者是標(biāo)量式其適用范圍則要窄得多。這些區(qū)別在使用中一定要注意。4、碰撞：兩個物體相互作用時間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。以物體間碰撞形式區(qū)分，可以分為“對心碰撞”(正碰), 而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線；“非對心碰撞”中學(xué)階段不研究。以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒；“非彈性碰撞”，完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例，這種碰撞，物體在相碰后粘合在一起，動能損失最大。各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律，不過在非彈性碰撞中，有一部分動能轉(zhuǎn)變成了

27、其他形式能量，因此動能不守恒了。二、驗(yàn)證動量守恒定律（實(shí)驗(yàn)、探究） 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒【實(shí)驗(yàn)原理】圖2-1利用圖2-1的裝置驗(yàn)證碰撞中的動量守恒，讓一個質(zhì)量較大的球從斜槽上滾下來，跟放在斜槽末端上的另一個質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞，兩球均做平拋運(yùn)動由于下落高度相同，從而導(dǎo)致飛行時間相等，我們用它們平拋射程的大小代替其速度小球的質(zhì)量可以測出，速度也可間接地知道，如滿足動量守恒式m1v1=m1v1+m2v2，則可驗(yàn)證動量守恒定律進(jìn)一步分析可以知道，如果一個質(zhì)量為m1，速度為v1的球與另一個質(zhì)量為m2，速度為v2的球相碰撞，碰撞后兩球的速度分別為v1和v2，則由

28、動量守恒定律有：m1v1=m1v1+m2v2.圖2-2 P【實(shí)驗(yàn)器材】兩個小球（大小相等，質(zhì)量不等）；斜槽；重錘線；白紙；復(fù)寫紙；天平；刻度尺；圓規(guī)【實(shí)驗(yàn)步驟】1.用天平分別稱出兩個小球的質(zhì)量m1和m2；2.按圖2-1安裝好斜槽，注意使其末端切線水平，并在地面適當(dāng)?shù)奈恢梅派习准埡蛷?fù)寫紙，并在白紙上記下重錘線所指的位置O點(diǎn).3.首先在不放被碰小球的前提下，讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止?jié)L下，重復(fù)數(shù)次，便可在復(fù)寫紙上打出多個點(diǎn)，用圓規(guī)作出盡可能小的圓，將這些點(diǎn)包括在圓內(nèi)，則圓心就是不發(fā)生碰撞時入射小球的平均位置P點(diǎn)如圖2-2。4.將被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球與被碰小球能發(fā)生正碰；5.讓入

29、射小球由某一定高度從靜止開始滾下，重復(fù)數(shù)次，使兩球相碰，按照步驟(3)的辦法求出入球落地點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落地點(diǎn)的平均位置N；6.過ON在紙上做一條直線，測出OM、OP、ON的長度；7.將數(shù)據(jù)代入下列公式，驗(yàn)證公式兩邊數(shù)值是否相等（在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)）：m1·OP=m1·OM+m2·ON【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測定兩球速度的方法，是以它們做平拋運(yùn)動的水平位移代表相應(yīng)的速度 3斜槽末端必須水平，檢驗(yàn)方法是將小球放在平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止?fàn)顟B(tài)4入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量5入射球每次都必須從斜槽上同一

30、位置由靜止開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6實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變7m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的單位即可【誤差分析】誤差來源于實(shí)驗(yàn)操作中，兩個小球沒有達(dá)到水平正碰，一是斜槽不夠水平，二是兩球球心不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時作用力就越大，動量守恒的誤差就越小應(yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來確定，以減小偶然誤差下列一些原因可能使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差：1若兩球不能正碰，則誤差較大；2斜槽末端若不水平，則得不到準(zhǔn)確的平拋運(yùn)動而造成誤差

31、；3O、P、M、N各點(diǎn)定位不準(zhǔn)確帶來了誤差；4測量和作圖有偏差；5儀器和實(shí)驗(yàn)操作的重復(fù)性不好，使得每次做實(shí)驗(yàn)時不是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)三、彈性碰撞和非彈性碰撞 以物體間碰撞形式分類以物體間碰撞前后兩物體的總動能是否發(fā)生變化分類碰撞的種類正碰斜碰彈性碰撞非彈性碰撞完全非彈性碰撞碰撞：相互運(yùn)動的物體相遇，在極短的時間內(nèi)，通過相互作用，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生顯著變化的過程叫碰撞。 完全彈性碰撞：在彈性力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，無機(jī)械能的損失，稱完全彈性碰撞。非彈性碰撞：非彈性碰撞：在非彈性力的作用下，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，機(jī)械能有了損失，稱非彈性碰撞。完全非彈性碰撞：在完全非彈性力的作用下，機(jī)械能損失最

32、大（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等），稱完全非彈性碰撞。碰撞物體粘合在一起，具有相同的速度。四、普朗克量子假說 黑體和黑體輻射 一、量子論1.創(chuàng)立標(biāo)志：1900年普朗克在德國的物理年刊上發(fā)表論正常光譜能量分布定律的論文，標(biāo)志著量子論的誕生。2.量子論的主要內(nèi)容：普朗克認(rèn)為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”，也就是說組成能量的單元是量子。物質(zhì)的輻射能量不是連續(xù)的，而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的。3.量子論的發(fā)展1905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。1913年，英國物理學(xué)家玻爾把量子概念推廣到原子內(nèi)部的能量狀態(tài)，提出了一種量子化的原子結(jié)構(gòu)模型

33、，豐富了量子論。到1925年左右，量子力學(xué)最終建立。二、黑體和黑體輻射1熱輻射現(xiàn)象任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。這種由于物質(zhì)中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。.物體在任何溫度下都會輻射能量。.物體既會輻射能量，也會吸收能量。物體在某個頻率范圍內(nèi)發(fā)射電磁波能力越大，則它吸收該頻率范圍內(nèi)電磁波能力也越大。輻射和吸收的能量恰相等時稱為熱平衡。此時溫度恒定不變。實(shí)驗(yàn)表明：物體輻射能多少決定于物體的溫度（T）、輻射的波長、時間的長短和發(fā)射的面積。2.黑體物體具有向四周輻射能量的本領(lǐng)，又有吸收外界輻射來的能量的本領(lǐng)

34、。黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長的輻射的物體。3實(shí)驗(yàn)規(guī)律：1）隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加；2）隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動。五、光電效應(yīng) 1、光電效應(yīng)光電效應(yīng)在光（包括不可見光）的照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：裝置：如右圖。任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，光隨入射光頻率的增大而增大。大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強(qiáng)度（反映單位時間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少），與入射光強(qiáng)度成正比。 金屬受到光照，光電子

35、的發(fā)射一般不超過109秒。2、波動說在光電效應(yīng)上遇到的困難波動說認(rèn)為：光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關(guān)。所以波動說對解釋上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律中的條都遇到困難3、光子說量子論：1900年德國物理學(xué)家普朗克提出：電磁波的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份電磁波的能量.光子論：1905年愛因斯坦提出：空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比。即：. 其中是電磁波的頻率，h為普朗克恒量：h=6.63×10344、光子論對光電效應(yīng)的解釋金屬中的自由電子，獲得光子后其動能增大，當(dāng)功能大于脫出功時，電子即可脫離金屬表面，入射

36、光的頻率越大，光子能量越大，電子獲得的能量才能越大，飛出時最大初功能也越大。5光電效應(yīng)方程：Ek 是光電子的最大初動能，當(dāng)Ek =0 時，nc為極限頻率，nc=.六、光的波粒二象性 物質(zhì)波 光既表現(xiàn)出波動性，又表現(xiàn)出粒子性大量光子表現(xiàn)出的波動性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)；頻率高的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動性強(qiáng)實(shí)物粒子也具有波動性，這種波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波。滿則下列關(guān)系：從光子的概念上看，光波是一種概率波.七、原子核式結(jié)構(gòu)模型 1、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國物理學(xué)家湯姆生，對陰極射線進(jìn)行了一系列研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子

37、存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而打破了原子不可再分的觀念。湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，而帶負(fù)電的電子鑲嵌在正電荷中。2、粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核結(jié)構(gòu)模型粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，盧瑟福及助手蓋革和馬斯頓完成的.裝置：如右圖?，F(xiàn)象：a. 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運(yùn)動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。b. 有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)c. 有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90°，有的幾乎達(dá)到180°，即被反向彈回。原子的核式結(jié)構(gòu)模型：由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會使粒子運(yùn)動方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對粒子的運(yùn)動

38、產(chǎn)生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運(yùn)動將不發(fā)生明顯改變。散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。1911年，盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析計(jì)算提出原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，帶負(fù)電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。原子核半徑約為10-15m，原子軌道半徑約為10-10m。八、氫原子光譜 氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。1885年，巴耳末對當(dāng)時已知的，在可見光區(qū)的14條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示： n=

39、3，4，5，式中R叫做里德伯常量，這個公式成為巴爾末公式。 410.29397.12 434.17 486.27 656.47 nmH H H H H除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個光區(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)典的電磁理論無法解釋。九、原子的能級 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)動是加速運(yùn)動，按照經(jīng)典理論，加速運(yùn)動的電荷，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)時輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率

40、，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)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。玻爾理論上述兩個矛盾說明，經(jīng)典電磁理論已不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設(shè)：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，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。躍遷假設(shè)：原子從一個定態(tài)（設(shè)能量為Em）躍遷到另一定態(tài)（設(shè)能量為En）時，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(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)

41、行軌道相對應(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，以及電子在各條軌道上運(yùn)行時原子的能量，（包括電子的動能和原子的熱能。）氫原子的能級圖：氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫氫原子的能級。按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。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)。十、原子核的組成 原子核1、天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國物理學(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的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。

42、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)：用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線，在電場中軌跡，如：圖1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 弱射線高速電子流較 強(qiáng)較 強(qiáng)射線高頻光子很 弱很 強(qiáng)2、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)十一、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在原子核的衰變過程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒衰 變