1、高中物理人教版选修高中物理人教版选修3-5全册课件汇总全册课件汇总第十八章：第十八章： 原子结构原子结构第十六章：第十六章： 动量守恒定律动量守恒定律第十七章：第十七章： 波粒二象性波粒二象性第十九章：第十九章： 原子核原子核16.1 16.1 实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量16.2 16.2 动量和动量定理动量和动量定理16.3 16.3 动量守恒定律动量守恒定律16.4 16.4 碰撞碰撞16.5 16.5 反冲运动反冲运动 火箭火箭第十六章：第十六章：动量守恒定律动量守恒定律选修选修3 35 5 第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律16.1实验：探究碰撞中的不变量
2、实验：探究碰撞中的不变量1、实验：探究碰撞中的不变量、实验：探究碰撞中的不变量【知识目标【知识目标】1 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路、明确探究碰撞中的不变量的基本思路2 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法前后的速度的测量方法3 3、掌握实验数据处理的方法、掌握实验数据处理的方法【重点、难点【重点、难点】1 1、碰撞中的不变量的探究；、碰撞中的不变量的探究；2 2、实验数据的处理、实验数据的处理一、碰撞现象一、碰撞现象台球由于两球的碰撞而改变运动状态台球由于两球的碰撞而改变运动状态 碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现碰撞是日
3、常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化 两个物体的质量不同时，它们的速度变化情两个物体的质量不同时，它们的速度变化情况也不一样况也不一样 那么碰撞前后会有什么物理量保持不变？那么碰撞前后会有什么物理量保持不变？ 二、在实验中寻找不变的量二、在实验中寻找不变的量 （1 1）碰撞的最简单情况）碰撞的最简单情况- - 一维碰撞一维碰撞即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后即两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动还沿同一直线运动. .（2)2)设两个物体的质量分别为设两个物体的质量分别为 m m1 1、m m2 2、
4、碰撞前、碰撞前速度分别为速度分别为v v1 1、v v2 2、碰撞后速度分别为、碰撞后速度分别为v v1 1/ /、v v2 2/ /。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。速度与设定方向一致取正值，否则取负值。1 1、模型构建、模型构建2 2、基本思路、基本思路（1 1）质量虽然不变，但并不描述物体的运动状）质量虽然不变，但并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的态，不是我们追寻的“不变量不变量”。而速度在碰。而速度在碰撞前后是变化的撞前后是变化的（2 2）那么，两个物体各自的质量与自己的速度）那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？的乘积之和是不是不变量？ m m1 1v
5、 v1 1 + + m m2 2v v2 2 = = m m1 1v v1 1/ / + + m m2 2v v2 2/ / ？（3 3）或者，各自的质量与自己的速度的二次方）或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？的乘积之和是不变量？ m m1 1v v1 12 2 + + m m2 2v v2 22 2 = = m m1 1v v1 1/ / 2 2 + + m m2 2v v2 2/ / 2 2 ？（4 4）也许是两个物体的速度与自己质量的比值）也许是两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？之和在碰撞前后保持不变？ +=3 3、碰撞可能有很多情形、碰撞可能有
6、很多情形（1 1）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相）两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞。差悬殊的物体相碰撞。（2 2） 两个速度大小相同、方向相反的物体相两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞。（3 3）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开）碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开碰后也可能粘在一起不再分开碰后也可能粘在一起不再分开 我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。都不改变，这样才符合要求。4 4、需要考虑的问题、需要考虑的问题讨论
7、操作和数据处理中讨论操作和数据处理中的技术性问题：的技术性问题：（1 1）要保证碰撞是一维的）要保证碰撞是一维的（2 2）质量测量）质量测量（3 3）速度测量）速度测量（4 4）实验数据的处理）实验数据的处理 本实验主要解决的问题是：怎样保证物体本实验主要解决的问题是：怎样保证物体在同一直线上运动和怎样测物体的速度。在同一直线上运动和怎样测物体的速度。天平天平 速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制导轨、打点计时器和纸
8、带等来达到实验目的和控制实验条件实验条件+案例一：阅读教材，如何进行实验案例一：阅读教材，如何进行实验 三、实验案例三、实验案例 图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为度，设为L气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置并与计时装置相连，构成光电计时装置 当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在，则滑块相当于在L的位移上运动了时间的位移上运动了时间t
9、，所以滑块匀速运动的速度，所以滑块匀速运动的速度v=L/t案例二：阅读教材，如何进行实验案例二：阅读教材，如何进行实验 通过测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速通过测量小球被拉起的角度，从而算出落下时的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度；测量被撞小球摆起的角度，从而算出被撞后的速度。度。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。也可以用贴胶布等方法增大两球碰撞时的能量损失。案例三：阅读教材，如何进行实验案例三：阅读教材，如何进行实验 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车带穿过打点计时器，连在
10、小车的后面。让小车A A运动，小车运动，小车B B静止。在两小车的碰撞端分别装上静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体两个小车连接成一体( (如上图如上图) )。通过纸带测出。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。它们碰撞前后的速度。 光滑桌面上有两光滑桌面上有两1 1、2 2两个小球。两个小球。1 1球的质量为球的质量为0.3 0.3 kgkg，以速度，以速度8 m/s8 m/s跟质量跟质量0.1 kg0.1 kg的静止的的静止的2 2球发生碰撞，球发生碰撞，碰撞后碰撞后2 2球的速度变为球的速度变为9 m/
11、s9 m/s，1 1球的速度变为球的速度变为5 m/s5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。撞的规律做了如下几项猜想。（1 1）碰撞后）碰撞后2 2球获得了速度，是否是球获得了速度，是否是1 1球把速度传递球把速度传递给了给了2 2球？球？（2 2）碰撞后）碰撞后2 2球获得了动能，是否是球获得了动能，是否是1 1球把动能传递球把动能传递给了给了2 2球？球？（3 3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中，量，在这次碰撞中，2 2球所增加的这
12、个量与球所增加的这个量与1 1球所减小球所减小的这个量相等？请计算表明。的这个量相等？请计算表明。【思考思考1】【思考思考2】 基本思路基本思路(一维碰撞一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？与物体运动有关的物理量可能有哪些？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？碰撞前后哪个物理量可能是不变的？需要考虑需要考虑 的问题的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞碰撞必须包括各种情况的碰撞;物体质量的测量物体质量的测量(天平天平);碰撞前后物体速度的测量碰撞前后物体速度的测量(利用光电门利用光电门或打点计时器等或打点计时器等).实验：探究碰撞中的不变量实验：探究碰撞中的不变量选修选修3 35 5 第十六章第
13、十六章 动量守恒定律动量守恒定律16.2动量和动量定理动量和动量定理一、动量请同学们看书思考动量的定义、定请同学们看书思考动量的定义、定义式、单位、是否是矢量（如果矢义式、单位、是否是矢量（如果矢量它的方向如何确定）？量它的方向如何确定）？动量的变化量如何计算？运算遵循动量的变化量如何计算？运算遵循的法则是什么？是否是矢量（如果的法则是什么？是否是矢量（如果矢量它的方向如何确定）？矢量它的方向如何确定）？思考1：思考2：一、动量1、定义：、定义：在物理学中，物体的在物理学中，物体的质量质量m和和速度速度v的乘积叫做的乘积叫做动量动量。2、定义式：、定义式： p= m v3、单位：、单位：千克米
14、每秒，符号是千克米每秒，符号是kgkgm/sm/s4、标、矢量：、标、矢量：矢量矢量与与速度速度方向一致方向一致5、方向：、方向：vp（ p =mv）变化量变化量v= v2v1 变化量标、变化量标、矢量：矢量： 矢量矢量方向：方向： p与与v的方向的方向： p= p2p1矢量矢量一致一致一、动量动量的变化量动量的变化量匀速直线运动匀速直线运动动量方向不变，动量方向不变，大小大小随时间推移而随时间推移而增大增大动量动量方向方向时刻时刻改变改变，大小大小随时间推移而随时间推移而增大增大动量动量方向方向时刻时刻改变改变，大小不变，大小不变动量大小、方向均动量大小、方向均不变不变自由落体运动自由落体运
15、动平抛运动平抛运动匀速圆周运动匀速圆周运动辨一辩：辨一辩：例例1 1、一个质量是、一个质量是1kg1kg的钢球，以的钢球，以6m/s6m/s的速度，的速度，3m/s3m/s2 2的加速度水平向右做匀减速直线运动，的加速度水平向右做匀减速直线运动，求：求：（1 1）1s1s时、时、2s2s时、时、4s4s时动量时动量是多少？是多少？（2 2）1s1s时、时、2s2s时、时、4s4s时相对时相对于初始状态动量变化了多少？于初始状态动量变化了多少？拓展：拓展：一个质量是一个质量是1kg1kg的钢球，以的钢球，以6m/s6m/s的速的速度水平向右匀速运动，碰到一个坚硬物后被度水平向右匀速运动，碰到一个
16、坚硬物后被弹回弹回, ,沿着同一直线以沿着同一直线以6m/s6m/s的速度水平向左的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？解：解：碰前：碰前：smkgsmkgp/6/61碰后：碰后：smkgsmkgp/6/610/66smkgppp拓展：拓展：一个质量是一个质量是1kg1kg的钢球，以的钢球，以6m/s6m/s的速的速度水平向右匀速运动，碰到一个坚硬物后被度水平向右匀速运动，碰到一个坚硬物后被弹回弹回, ,沿着同一直线以沿着同一直线以6m/s6m/s的速度水平向左的速度水平向左
17、运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？解：取解：取向右方向向右方向为为正方向正方向碰前：碰前：smkgsmkgp/6/61碰后：碰后：smkgsmkgp/6/61smkgsmkgppp/12/66 设一个物体质量为m ，在恒力F 作用下，在时刻t 物体的速度为v ，经过一段时间 ，在时刻t t 物体的速度为v ，尝试由F=ma和运动学知识得出力和动量变化的关系？vv Fmtt F动量定理的内容：动量定理的内容：物体在一个过程始末的动量变化量(P)等于它所受力的冲量(I )动量定理的表达式：
18、动量定理的表达式： m（v v）= F(t t)或或 P P = I牛顿第二定律的另一种表达方式牛顿第二定律的另一种表达方式F=p/ t 即物体动量变化率等于它所受的即物体动量变化率等于它所受的力力动量定理的应用动量定理的应用若图中鹿的质量为若图中鹿的质量为，奔，奔跑至树前的速度大小为跑至树前的速度大小为，撞后反弹的速度撞后反弹的速度大小大小为为，与树的撞击时间约为与树的撞击时间约为.，试用，试用动量定理求出鹿受到的撞击作用力？动量定理求出鹿受到的撞击作用力？4、求解方程，检验结果、求解方程，检验结果3、规定正方向，根据动量定理列方程、规定正方向，根据动量定理列方程2、画出受力分析示意图、画出
19、受力分析示意图1、明确研究对象和过程、明确研究对象和过程步骤步骤撞前撞前撞后撞后实例应用：实例应用：鸡蛋质量m=0.05Kg，自高为 h=0.8m处自由落下，求下列两种情况下，鸡蛋所受到的平均冲力？(g=10m/s2 ) (1) 若鸡蛋落在硬面上，与硬面作用时间为t=0.01s ，则鸡蛋所受到的平均冲力？（2）若鸡蛋落在软垫上，与软垫作用时间为t =1 s，则鸡蛋所受到的平均冲力？(不计算仅结合实验定性分析不计算仅结合实验定性分析)实例分析：实例分析：鸡蛋落在软垫上不易碎的 原因是：（ ） A、减小了鸡蛋的动量 B、减小了鸡蛋的动量变化 C、减小了对鸡蛋的冲量 D、延长了鸡蛋与接触面的作用时间
20、，从而减小了对鸡蛋的冲力Dh m t例题例题1：在篮球运动中的接球时你会在篮球运动中的接球时你会选择图片中的那种方式？并说出你选择图片中的那种方式？并说出你这样做的理由这样做的理由 ？甲甲乙乙 例题例题2：将装置中的重锤分别提至悬将装置中的重锤分别提至悬点处自由释放，观察悬线是否断裂？点处自由释放，观察悬线是否断裂？想一想为什么？想一想为什么？橡皮绳例题例题3：你能在基本不影响重物的前提下，将压在重物下的纸条抽出吗？试着做一做，想一想这样做的道理？F纸条重物例题例题4：观察观察“跳伞跳伞”图片，运动员利用图片，运动员利用降落伞为什么能对自身起保护作用？降落伞为什么能对自身起保护作用？想一想想一
21、想联想你的所见所闻，举出联想你的所见所闻，举出生活中与动量定理有关的例子生活中与动量定理有关的例子4、定性讨论动量定理的应用、定性讨论动量定理的应用在动量变化一定在动量变化一定的情况下的情况下, ,如果如果需要增大作用力需要增大作用力, ,必须缩短作用时必须缩短作用时间间. .如果需要减如果需要减小作用力小作用力, ,必须必须延长作用时间延长作用时间-缓冲作用缓冲作用. .包装用的泡沫材料苹果的包装泡沫网摩托车帽里的衬垫锤子锤子瓦片瓦片砖块砖块硬纸板硬纸板毛巾毛巾鸡蛋鸡蛋毛巾毛巾瓦碎蛋全的原因是：（A）敲瓦人有特异功夫敲瓦人有特异功夫（B）鸡蛋是特制的鸡蛋是特制的（C）实验装置有讲究实验装置有
22、讲究正确的是正确的是（ ）瓦瓦碎碎蛋蛋全全?蛋蛋碎碎瓦瓦全全?选修选修3 35 5 第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律16.3动量守恒定律动量守恒定律一、动量守恒定律与牛顿运动定律一、动量守恒定律与牛顿运动定律设光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是设光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是是v1和和v2，且，且v1v2，经过一段时间后，经过一段时间后，m2追上了追上了m1两两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1和和v2。碰撞过程。碰撞过程中第一球所受另一
23、球对它的作用力是中第一球所受另一球对它的作用力是F1,第二球所受另第二球所受另一球对它的作用力是一球对它的作用力是F2,试用牛顿定律分析两个小球的试用牛顿定律分析两个小球的碰撞。碰撞。推导推导:v2v1v2v1m2F1F2m1m1m2m1m2思考下列问题分析每个小球的受力。分析每个小球的受力。两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和和 F2有什么关系？有什么关系？设两小球碰撞持续时间为设两小球碰撞持续时间为t，写出碰撞过程中小，写出碰撞过程中小 球各自的加速度与所受到的平均作用力、碰撞前球各自的加速度与所受到的平均作用力、碰撞前 后速度的关系。后速度的
24、关系。两球在碰撞中所受的平均作用力两球在碰撞中所受的平均作用力F1和和F2是一对相互是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，它们大小相等，方向作用力，根据牛顿第三定律，它们大小相等，方向相反；即：相反；即：F1= -F21、2两球的加速度分别是：两球的加速度分别是：222111,mFamFaN1G1结合牛顿运动定律，推导得到一个什么表达式。结合牛顿运动定律，推导得到一个什么表达式。 加速度与碰撞前后速度的关系是：加速度与碰撞前后速度的关系是：tvva111tvva222将上式联立整理得：将上式联立整理得：vmvmvmvm2112211上式上式表达式的含义表达式的含义什么？什么？两个小球碰撞前的总动
25、量等于碰撞后的总动量。两个小球碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。即碰撞过程中系统的总动量守恒。即碰撞过程中系统的总动量守恒。说说 明明在两个物体碰撞过程中每个时刻都有：在两个物体碰撞过程中每个时刻都有：F1= -F2因因此，系统此，系统“总动量保持不变总动量保持不变”不仅是指系统的初、不仅是指系统的初、末两个时刻的总动量相等，系统在整个过程中任末两个时刻的总动量相等，系统在整个过程中任意两个时刻的总动量也都相等，但决不能认为系意两个时刻的总动量也都相等，但决不能认为系统内的每一个物体的总动量都保持不变。统内的每一个物体的总动量都保持不变。二、动量守恒定律的普适性动量守恒定律与牛顿运动定律在经典
26、力学中都动量守恒定律与牛顿运动定律在经典力学中都占有重要的地位，两者密切相关。牛顿运动定占有重要的地位，两者密切相关。牛顿运动定律从律从“力力”的角度反映物体间的相互作用；动的角度反映物体间的相互作用；动量守恒定律从量守恒定律从“动量动量”的角度描述物体间的相的角度描述物体间的相互作用，但两者的在使用中却有深刻的区别。互作用，但两者的在使用中却有深刻的区别。动量守恒定律与牛顿运动定律的比较动量守恒定律与牛顿运动定律的比较应用过程：牛顿定律涉及整个过程中的力，而应用过程：牛顿定律涉及整个过程中的力，而 动量守恒只涉及过程始末两个状态，与过程中动量守恒只涉及过程始末两个状态，与过程中 力的过程和细
27、节无关力的过程和细节无关,因此因此,用动量守恒定律使用动量守恒定律使 问题简化问题简化适用范围：牛顿定律只适合研究宏观、低速适用范围：牛顿定律只适合研究宏观、低速 问题，而动量守恒定律适合于目前为止物理学问题，而动量守恒定律适合于目前为止物理学 研究的一切领域研究的一切领域1、当系统的内力远大于系统、当系统的内力远大于系统所受的外力时，外力的影响很所受的外力时，外力的影响很小，系统的动量可以看作近似小，系统的动量可以看作近似守恒守恒三、动量守恒定律的应用回顾动量守恒定律应用的条件回顾动量守恒定律应用的条件 在列车编组站里，一辆在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8104 kg 的货车在平直轨道
28、上以的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一的速度运动，碰上一辆辆 m2 = 2.2104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。v1m2m1例题例题 1本题中相互作用的系统是什么？本题中相互作用的系统是什么？分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？件？ 本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？分别是什么？代入数值，得代入数值，得v = 0.9
29、 m/s即两车接合后以即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方的速度沿着第一辆车原来运动的方向继续运动向继续运动参考解答参考解答解：取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向，设两车接合解：取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向，设两车接合后的速度为后的速度为v， 则两车碰撞前的总动量为则两车碰撞前的总动量为m1v1，碰撞后的，碰撞后的总动量为总动量为(m1+m2)v,由动量守恒定律可得：由动量守恒定律可得：（m1+m2）v=m1v12111mmvmv定律体验定律体验一枚在空中飞行的导弹，质量为一枚在空中飞行的导弹，质量为 m ，在某点的速度为在某点的速度为 v ，方向水平，如，方向水平，
30、如图所示。导弹在该点突然炸裂成两图所示。导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为块，其中质量为 m1 的一块沿着与的一块沿着与 v 相反的方向飞去，速度相反的方向飞去，速度 v1 。求炸裂。求炸裂后另一块的速度后另一块的速度 v2 。分析分析导弹在空中爆炸时所受合外力应是它受导弹在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力到的重力G(m1+m2)g，可见系统的动，可见系统的动量并不守恒。但爆炸的内力远大于所受量并不守恒。但爆炸的内力远大于所受的外力即重力，系统的动量可以看作近的外力即重力，系统的动量可以看作近似守恒。似守恒。定律体验定律体验1一枚在空中飞行的导弹，质量为一枚在空中飞行的导弹，质量为 m
31、，在某点的速度为在某点的速度为 v ，方向水平，如，方向水平，如图所示。导弹在该点突然炸裂成两图所示。导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为块，其中质量为 m1 的一块沿着与的一块沿着与 v 相反的方向飞去，速度相反的方向飞去，速度 v1 。求炸裂。求炸裂后另一块的速度后另一块的速度 v2 。小结：上述两例属碰撞和爆炸过程小结：上述两例属碰撞和爆炸过程,由于由于对碰撞和爆炸过程的瞬间对碰撞和爆炸过程的瞬间,其内力远大于其内力远大于 外力外力,所以在此过程系统的动量是守恒的所以在此过程系统的动量是守恒的参考解答：参考解答：解解 : 取炸裂前速度取炸裂前速度v的方向为正方向，根据动量守恒的方向为正方
32、向，根据动量守恒定律，可得定律，可得 m1v1+(m-m1)v2=mv 解得解得:1112mmvmmvv2系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零，则系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零，则 这个方向上的动量守恒这个方向上的动量守恒 选定的研究对象是什么？选定的研究对象是什么？ 系统所受到的力有哪一些？系统所受到的力有哪一些？ 在水平方向是否符合动量守恒的条件？在水平方向是否符合动量守恒的条件？分析回答分析回答在水平轨道上放置一门质量为在水平轨道上放置一门质量为M的炮的炮车，发射炮弹的质量为车，发射炮弹的质量为m，炮车与轨，炮车与轨道间摩擦力不计，当炮身与水平方向道间摩擦力不计，当
33、炮身与水平方向成成角发射炮弹时，炮弹相对于炮身角发射炮弹时，炮弹相对于炮身的出口速度为的出口速度为v0，试求炮车后退的速，试求炮车后退的速度有多大？度有多大？例题例题 2v0 注意注意v v0 0是炮是炮 弹相对炮弹相对炮 身的速度身的速度解解: :以以v v0 0在水平方向的分量为正在水平方向的分量为正方向方向, ,则炮弹对地的水平分速度则炮弹对地的水平分速度为：为：vx=v v0 0cos- vcos- v 据水平方向动量守恒得：据水平方向动量守恒得：m(vm(v0 0cos-v)-Mv=0cos-v)-Mv=0解得：解得： mMmvvcos0小结小结: :当系统受到的合外力不为零时，系统
34、总动量不当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不 守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受 外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒，外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒， 或者说总动量在该方向上的分量守恒或者说总动量在该方向上的分量守恒定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验定律体验 质量为 1 kg 的物体在距地面前 5 m 处由静止自由下落，正落在以 5 m/s 速度沿光滑水平面匀速行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为4 kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？v v参考解答参考解答:解解 :取小车开始
35、运动方向为正方向取小车开始运动方向为正方向, 当物体落入小车两者当物体落入小车两者相对静止时速度为相对静止时速度为 v 由在水平方向上动量守恒，有由在水平方向上动量守恒，有 M v = ( M + m ) v 可得可得: 解得：解得： v =4m/smMMvv定律体验定律体验 质量为质量为 1 kg 的物体在距地面前的物体在距地面前 5 m 处由静处由静止自由下落，正落在以止自由下落，正落在以 5 m/s 速度沿光滑水平面匀速速度沿光滑水平面匀速行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为4 kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？当物体与小车相
36、对静止后，小车的速度为多大？v v小结小结当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒，外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒，或者说总动量在该方向上的分量守恒或者说总动量在该方向上的分量守恒应用动量守恒定律解题时应注意应用动量守恒定律解题时应注意矢量性：表达式中的速度、动量均为矢量，在矢量性：表达式中的速度、动量均为矢量，在 一维情况下，选定一个正方向，将矢量运算转一维情况下，选定一个正方向，将矢量运算转 化为代数运算化为代数运算同一性：表
37、达式中各个速度必须是相对同一同一性：表达式中各个速度必须是相对同一 参照物的参照物的同时性：表达式中等式一边的速度必须是同一同时性：表达式中等式一边的速度必须是同一 时刻的时刻的问题与练习问题与练习1.2.原来静止在滑冰场上的两个人原来静止在滑冰场上的两个人, ,不不论谁来催谁一下论谁来催谁一下, ,两个人都会向相两个人都会向相反的方向滑去反的方向滑去, ,他们的动量都发生他们的动量都发生了变化了变化. .两个人本来都没有动量两个人本来都没有动量, ,现现在都有了动量在都有了动量, ,他们的动量变化服他们的动量变化服从什么规律呢从什么规律呢? ?质量为质量为60kg60kg的运动员站在一艘质量
38、是的运动员站在一艘质量是120kg120kg的小平的小平板木船上板木船上. .从某时刻开始，运动员开始从船头向船从某时刻开始，运动员开始从船头向船尾跑去尾跑去,2s,2s末到达船尾时获得了末到达船尾时获得了6m/s6m/s相对于河岸的相对于河岸的水平速度以下不考虑水的阻力水平速度以下不考虑水的阻力. .（）设运动员在这（）设运动员在这s s内的运动是匀加速直线运内的运动是匀加速直线运动，运动员受到的水平作用力是多大？动，运动员受到的水平作用力是多大？3.（）这（）这s s内运动员对船的水平作用力是多大？内运动员对船的水平作用力是多大？（）这（）这s s内船倒退的加速度是多大？内船倒退的加速度是
39、多大？s s末船获得了末船获得了多大的速度？多大的速度？ （）不考虑运动员与船相互作用过程的细节，请用动（）不考虑运动员与船相互作用过程的细节，请用动 量守恒定律计算量守恒定律计算s s末船的速度末船的速度（）如果运动员与船的相互作用力是变力，船的速度（）如果运动员与船的相互作用力是变力，船的速度还是（）小题计算的值吗？还是（）小题计算的值吗？（）如果运动员在某一瞬时的速度是（）如果运动员在某一瞬时的速度是m/sm/s，此时刻，此时刻船的速度是多大？船的速度是多大？在光滑的水平面上有一辆平板在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端（图打车的左端（
40、图. .- -）. .在连续的敲打下在连续的敲打下, ,这辆车能持这辆车能持续地向右运动吗续地向右运动吗? ?说明理由说明理由. .能用牛顿运动定律推导出动量守恒定律能用牛顿运动定律推导出动量守恒定律 三、 动量守恒定律的应用动量守恒定律（二）动量守恒定律（二）课堂小结 一、动量守恒定律与牛顿运动定律二、动量守恒定律的普适性只涉及过程始末两个状态，与过程中力的过程和细节无只涉及过程始末两个状态，与过程中力的过程和细节无关关,适合于目前为止物理学研究的一切领域适合于目前为止物理学研究的一切领域第一、系统满足第一、系统满足F外外m1 ， 则则v1= -v1 ， v2=0 若若 m1 m2 ， 则则
41、v1= v1，v2=2v1 若若m1m2 ， 则则v10；且；且v2一定大于一定大于0若若m1m2 ， 则则v1WW0 0时，才有光电子逸出，时，才有光电子逸出， 就是就是光电效应的截止频率。光电效应的截止频率。hWc0电子一次性吸收光子的全部能量，不需要电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。生的。光强较大时，包含的光子数较多，照射金光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。属时产生的光电子多，因而饱和电流大。思考与讨论课本P36ceUWh0cceKeUvm：E221因为可得代入0Wh
42、Ek（1 1）. .在演示光电效应的实验中，原来不在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，个角度，如图所示，这时这时( )( )A.A.锌板带正电，指针带负电锌板带正电，指针带负电B.B.锌板带正电，指针带正电锌板带正电，指针带正电C.C.锌板带负电，指针带正电锌板带负电，指针带正电D.D.锌板带负电，指针带负电锌板带负电，指针带负电B练习练习P190（2 2）一束黄光照射某金属表面时，不）一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施
43、中可能使能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是该金属产生光电效应的是( )( )A.A.延长光照时间延长光照时间B.B.增大光束的强度增大光束的强度C.C.换用红光照射换用红光照射D.D.换用紫光照射换用紫光照射D练习练习P190练习练习课本课本P391、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？想看，这种光是否一定最亮？为什么？在可见光范围内，紫光的光子能量最大，因为其在可见光范围内，紫光的光子能量最大，因为其频率最高。频率最高。紫光不是最亮的。紫光不是最亮的。一为光强，一为光强，因为光的亮度
44、由两个因素决定，因为光的亮度由两个因素决定，二为人眼的视觉灵敏度。二为人眼的视觉灵敏度。在光强相同的前提下，由于人眼对可见光中心部位在光强相同的前提下，由于人眼对可见光中心部位的黄绿色光感觉最灵敏，因此黄绿色光应最亮。的黄绿色光感觉最灵敏，因此黄绿色光应最亮。练习练习课本课本P392、在光电效应实验中、在光电效应实验中 （1）如果入射光强度增加，将产生什么结果？）如果入射光强度增加，将产生什么结果？（2）如果入射光频率增加，将产生什么结果？）如果入射光频率增加，将产生什么结果？（1）当入射光频率高于截止频率时，光强增加，）当入射光频率高于截止频率时，光强增加，发射的光电子数增多；发射的光电子数
45、增多； 当入射光频率低于当入射光频率低于截止频率时，无论光强怎么增加，都不会有光截止频率时，无论光强怎么增加，都不会有光电子发射出来。电子发射出来。 （2）入射光的频率增加，发射的光电子最大初）入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增加。动能增加。练习练习课本例题P36分析ceUWh0由上面讨论结果eWehUc0可得： 对于一定金属，逸出功对于一定金属，逸出功W0是确定的，电子电荷是确定的，电子电荷e和普朗克常量和普朗克常量h都是常量。都是常量。所以遏止电压UC与光的频率之间是线性关系eW0hW0即：Uc图象是一条斜率为 的直线eh练习练习课本例题P36分析ceUWh0由上面讨论结果eWeh
46、Uc0可得：eW0hW0cceKeUvm：E221因为遏止电压Uc与光电子的最大初动能Ek有关Ek越大， Uc越高；Uc为零，Ek为零，即没有光电子所以与遏止电压所以与遏止电压U Uc c=0=0对应的频率应该是截止频率对应的频率应该是截止频率c c00ceUWh0WhC由以上分析可知：由以上分析可知：根据数据作根据数据作Uc图象即可求得图象即可求得遏止电压遏止电压U Uc c=0=0对应的频率就是截止频率对应的频率就是截止频率c cU Uc c图象是一条斜率为图象是一条斜率为 的直线的直线eh练习练习课本课本P395 5、根据图、根据图17.2-217.2-2所示研究光电效应的电路，利用能所
47、示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。朗克常量的关系式。GVAKR单色光单色光分析：阳极与电源负极相接分析：阳极与电源负极相接 阴极与电源正极相接阴极与电源正极相接测出两种不同频率测出两种不同频率1、2光的遏止电压光的遏止电压U1、U2代入公式：代入公式：ceUWh0101eUWh202eUWh 当入射光频率分别为
48、当入射光频率分别为1、2时，测出遏止电压时，测出遏止电压U1、U2，由爱因斯坦光电效应方程可得，由爱因斯坦光电效应方程可得联立上两式，解得联立上两式，解得eUUh2121其中其中e为电子的电量，测出为电子的电量，测出U1与与U2就可测出普朗克就可测出普朗克常量常量实验步骤：实验步骤：（1 1）将图）将图17.2-217.2-2电路图电源正负对调，滑动变阻器电路图电源正负对调，滑动变阻器滑动触头滑至最左边，用频率为滑动触头滑至最左边，用频率为1 1 的光照射，此时的光照射，此时电流表中有电流。电流表中有电流。将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑，将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑，同时观察电流表，当电流表示数
49、为零时，停止滑动。同时观察电流表，当电流表示数为零时，停止滑动。记下伏特表的示数记下伏特表的示数U U1 1。（2 2）用频率为）用频率为2 2的光照射，重复（的光照射，重复（1 1）的操作，记）的操作，记下伏特表的示数下伏特表的示数U U2 2。 （3 3）应用）应用 计算计算h h。（4 4）多次测量取平均值。）多次测量取平均值。eUUh2121本节课小结本节课小结光的粒子性光的粒子性一、光电效应现象一、光电效应现象二、光电效应的基本规律二、光电效应的基本规律2 2、存在着遏止电压和截止频率、存在着遏止电压和截止频率3 3、效应具有瞬时性、效应具有瞬时性1 1、存在着饱和电流、存在着饱和电
50、流入射光越强，饱和电流越大入射光越强，饱和电流越大; ;入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多. .入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应，入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应，不同金属的截止频率不同；不同金属的截止频率不同；（3 3）光子说对光电效应的解释）光子说对光电效应的解释（2）爱因斯坦的光电效应方程）爱因斯坦的光电效应方程四、爱因斯坦的光电效应方程四、爱因斯坦的光电效应方程（1 1）光子：）光子：三、光电效应解释中的疑难三、光电效应解释中的疑难选修选修3 35 5 第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性17.3粒子的波动性粒子的波动
