第一部分专题六第3讲碰撞与动量守恒　近代物理初步.docVIP

第3讲碰撞与动量守恒近代物理初步2016高考导航——适用于全国卷Ⅰ 热点聚焦 备考对策 本讲考查的重点和热点：①动量守恒定律及其应用；原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥三种射线的特点及应用；⑦光电效应的规律及应用等． 由于本讲涉及的知识点多且与科技相关题目新颖但难度不大因此备考中应加强对基本概念和规律的理解抓住动量守恒定律和原子核反应两条主线注意综合题目的分析思路、强化典题的训练. 一、动量守恒定律动量守恒的条件(1)系统不受外力或系统所受合外力为零．(2)系统所受的合外力虽不为零但比系统内力小得多可以忽略不计如碰撞问题中的摩擦力爆炸过程中的重力等．(3)系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零或外力远小于内力则系统在该方向动量守恒．三种表达式(1)p＝p′．(2)m1v1＋m＝m＋m(3)Δp1＝－碰撞的种类及特点种类 特点 弹性碰撞 (1)动量守恒　(2)碰撞前后总动能相等 非弹性碰撞 (1)动量守恒　(2)动能有损失完全非弹性碰撞 (1)碰后两物体合为一体 (2)动量守恒　(3)动能损失最大二、光电效应及其方程光电效应的规律(1)任何一种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于此频率才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关只随入射光的频率增大而增大．(3)入射光照射到金属板上时光电子的发射几乎是瞬时的一般不大于10－9(4)当入射光的频率大于极限频率时光电流的强度与入强度成正比．光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W或E＝hν－W(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν这些能量的一部分用来克服金属的逸出功剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．三、能级跃迁玻尔理论(1)轨道量子化：核外电子只能在一些分立的轨道上运动＝n(n＝1)．(2)能量量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态＝(n＝1)．(3)吸收或辐射能量量子化：原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子该光子的能量由前后两个能级的能量差决定即hν＝E－E氢原子能级能级图如图所示 3．跃迁分析(1)自发跃迁：高能级→低能级释放能量．(2)受激跃迁：低能级→高能级吸收能量．光照(吸收光子)：光子的能量等于能级差hν＝碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可．E外大于电离电离．(3)一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射出光谱线条数：N＝． 四、原子核的衰变、核能原子核的衰变衰变类型 衰变 β衰变 衰变方程 Y＋X→Y＋衰变实质 个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2He n→H＋衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 2.α射线、射线、射线之间的区别名称 射线 β射线 γ射线实质 高速氦核流 电子流 高频光子 速度 约为光速的约为光速的99光速电离作用 很强 较弱 很弱贯穿能力 很弱 较强 最强3.核反应方程、核能(1)核反应方程遵循的规律：电守恒和质量数守恒．(2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系物体的总能量和它的质量成正比即E＝mc(3)核能的计算根据爱因斯坦的质能方程释放的核能＝根据1原子质量单位()相当于931.5 能量释放的核能＝的单位为原子质量单位． 热点一　动量守恒定律的应用命题规律　动量守恒定律是近几年高考中的必考知识点高考对此知识点的考查主要以计算题的形式出现题目难度中等考查的题目有以下几种情况： (1)考查两个物体相互作用或碰撞的动量守恒问题；(2)考查3)考查碰撞过程的动量守恒与机械能问题． 1．(2015·高考山东卷)如图三个质量相同的滑块A、B、C间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A向右的初速度v一段时间后A与B发生碰撞碰后A、B分别以、的速度向右运动再与C发生碰撞碰后B、C滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B、C碰后瞬间共同速度的大小． [突破点拨](1)两次碰撞时间极短说明碰撞过程中动量守恒．(2)根据第1次碰后数据可求A碰前速度；根据动能定理可求A与水平轨道的动摩擦因数或克服摩擦力做的功同理可求第2次碰前B的速度．[解析]　设滑块质量为m与B碰撞前A的速度为vA由题意知碰撞后A的速度v′＝的速度v＝由动量守恒定律得＝mv′＋mv设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为W由功能关系得＝－② 设B与C碰撞前B的速度为v′克服轨道阻力所做的功为W由功能关系得W＝－③ 据题意可知＝W设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v由动量守恒定律得＝2mv⑤联立①②③④⑤式代入数据得＝[答案]　　在上述题1中求两次碰撞中损失解析：由上题解①式得＝损失的机械能为：Δ＝－2－＝ 由题1解析中②③④⑤可求得第2次碰撞前、后的速度分别为：＝v＝第二次碰撞损失的机械能为：＝－＝