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人教版高中物理选修3-5教案(全册)

物理选修3-5教案

第十六章动量和动量守恒定律 16．1 动量守恒定律（一）

1．动量及其变化

（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv . 单位：kg ·m/s 读作“千克米每秒”。

①矢量性：动量的方向与速度方向一致。

动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。（2）动量的变化量：

定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p ′，则称：△p= p ′－p 为物体在该过程中的动量变化。

强调指出：动量变化△p 是矢量。方向与速度变化量△v 相同。一维情况下：Δp =m Δυ= m υ2- m Δυ1 矢量差 2．系统内力和外力

（1）系统：相互作用的物体组成系统。（2）内力：系统内物体相互间的作用力（3）外力：外物对系统内物体的作用力 3．动量守恒定律

（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。公式：m 1υ1+ m 2υ2= m 1υ1′+ m 2υ2′

（2）注意点：

① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； ③ 同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的）

④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F 内＞＞F 外时，系统动量可视为守恒；

16．2动量守恒定律（二） 1．分析动量守恒定律成立条件有：答：①F 合=0（严格条件） ②F 内远大于F 外（近似条件）

③某方向上合力为0，在这个方向上成立。

221

12211v m v m v m v m '+'=+ 这就是动量守恒定律的表达式。 2．应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法

（1）分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。

（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。

（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。

注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。例1、（高考试题）质量为M 的小船以速度v 0行驶，船上有两个质量皆为m 的小孩a 和b ，分别静止站在船头和船尾.现在小孩a 沿水平方向以速率v （相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩b 沿水平方向以同一速率v （相对于静止水面）向后跃入水中.求小孩b 跃出后小船的速度.

解析：因均是以对地（即题中相对于静止水面）的水平速度，所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同。

设小孩b 跃出后小船向前行驶的速度为v ，取v 0

为

（M +2m ）v 0=Mv +mv -mv v =（1+M

2）

例2、如图所示，甲车的质量是2 kg ，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg 的小物体.乙车质量为4 kg ，以5 m/s 的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s 的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?（g 取10 m/s 2）

解析：乙与甲碰撞动量守恒： m 乙v 乙=m 乙v 乙′+m 甲v 甲′

小物体m 在乙上滑动至有共同速度v m 乙v 乙′=

（m +m 乙）

对小物体应用牛顿第二定律得a =μg 所以t =v /μg

=0.4 s

16．3用动量概念表示牛顿第二定律

1．用动量概念表示牛顿第二定律

假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t 时刻初速度为v ，在t ′时刻的末速度为v ′，试推导合外力的表达式。

如图所示，由牛顿第二定律得，物体的加速度 v

t v v a -'-'=

合力F=ma t

t p

p t t mv v m v t v v m -'-'=-'-'=-'-'=

由于p p p -'=?，t t t -'=? 所以，t

F ??=

（1）结论：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。

2．动量定理

将（1）式写成 mv v m -')(t t F -'= （2）

总结：表达式左边是物体从t 时刻到t ′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。（2）式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与时间的长短有关，力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。)(t t F -'这个量反映了力对时间的积累效应。

物理学中把力F 与作用时间的乘积，称为力的冲量，记为I ，即

)(t t F I -'=，单位：N ·s ，读作“牛顿秒”。

将（2）式写成 I p p =-' （3）

（3）式表明，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，这个结论叫做动量定理。

讨论：如果物体所受的力不是恒力，对动量定理的表达式应该怎样理解呢

总结：尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。可以证明：动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F 应理解为变力在作用时间内的平均值。

比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，

3．动量定理的方向性

例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况（即一维情况），此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。

《动量和动量守恒》复习课

●典型举例

问题一：动量定理的应用

例1：质量为m 的钢珠从高出沙坑表面H

米处由静止自由下落，

不考虑空气阻力，掉入沙坑后停止，如图所示，已知钢珠在沙坑中受到沙的平均阻力是f ，则钢珠在沙内运动时间为多少？

分析：此题给学生后，先要引导学生分清两个运动过程：一是在空气中的自由落体运动，二是在沙坑中的减速运动。学生可能会想到应用牛顿运动定律和运动学公式进行分段求解，此时不急于否定学生的想法，应该给予肯定。在此基础上，可以引导学生应用全过程动量定理来答题

设钢珠在空中下落时间为t 1，在沙坑中运动时间为t 2，则：在空中下落，有H=

2121gt ，得t 1=g

H 2, 对全过程有：mg(t 1 ＋t 2)－f t 2=0－0 得：mg

f gH

m t -=

例2：一根弹簧上端固定，下端系着质量为m 的物体A ，物体A 静止时的位置为P 处，再用细绳将质量也为m 的物体B 挂在物体A 的下面，平衡后将细绳剪断，如果物体A 回到P 点处时的速率为V ，此时物体B 的下落速度大小为u ，不计弹簧的质量和空气阻力，则这段时间里弹簧的弹力对物体A 的冲量大小为多少？

解析：引导学生分析，绳子剪断后，B 加速下降，A 加速上升，当A 回到P 点时，A 的速度达到最大值。尤其要强调的是本题中所求的是弹簧的弹力对物体A 的冲量，所以要分析清楚A 上升过程中A 的受力情况。

解：取向上方向为正，

对B ：－mgt=－mu ○

1 对A ：I 弹－mgt=mv ○

2 两式联立得I 弹=m （v ＋u ）问题二：动量守恒定律的应用

例3：质量为 M 的气球上有一质量为 m 的猴子，气球和猴子静止在离地高为 h 的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？

解析：设下降过程中，气球上升高度为H ，由题意知猴子下落高度为h ，取猴子和气球为系统，系统所受合外力为零，所以在竖直方向动量守恒，由动量

守恒定律得：M ·H=m ·h ，解得M mh H =

所以软梯长度至少为M

m M H h L )(+=+= 例4：一质量为M 的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态，一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向击中木块，并留在其中与木块共同运动，则子弹对木块的冲量大小是：

A 、mv 0 ；

B 、m M m Mv +0 ；

C 、mv 0－m M m v +0 ；

D 、mv 0－m

M v m +0

解析：题中要求子弹对木块的冲量大小，可以利用动量定理求解，即只需求出木块获得的动量大小即可。

对子弹和木块所组成的系统，满足动量守恒条件，根据动量守恒定律得： mv 0=（M+m ）v 解得：m

M m v v +=

，由动量定理知子弹对木块的冲量大小为

M Mm v Mv I +=

应用动量守恒定律解题的一般步骤： 1．明确研究系统，判断是否守恒；

2．选取正方向，明确作用前总动量和作用后总动量； 3．由动量守恒定律p 前=p 后列方程求解

17．1 科学的转折：光的粒子

1．光电效应

用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。 2．光电效应的实验规律

（1）光电效应实验

如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。概念：遏止电压

将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。 U c 称遏止电压。根据动能定理，有

（2）光电效应实验规律

① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。 ② 截止频率νc ----极限频率

对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率ν c 。

21c e v m c eU

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。 3．光电效应解释中的疑难

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。 4．爱因斯坦的光量子假设

（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 hV ε=的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W 0，另一部分变为光电子逸出后的动能E k 。由能量守恒可得出：0h K E W ν=+

W 0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功E k 为光电子的最大初动能。（3）爱因斯坦对光电效应的解释：

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。 ③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：h

W c 0

ν 爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

18．1 氢原子光谱

1．光谱

牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。讲述：光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。

（1）发射光谱

物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫

谱线，各条谱线对应不同波长的光。

炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。如图所示。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

（2）吸收光谱

高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。如图所示。

（3）光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

18．2 玻尔的原子模型

1．玻尔的原子理论

（1）定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。

（2）跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道（设能量为E m ）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为E n ，m ＞n ）时，会放出能量为hv 的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν

（h 为普朗克恒量）。这个式子称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子

吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。

（3）轨道量子化假设：

围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些

状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。 2、氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开

像的表示出来即能级图。能级公式：1

2n E E n

(n=1,2,3,……)

其中n =1的定态称为基态。n =2以上的定态，称为激发态。

氢原子的能级图如图所示。

3．玻尔理论对氢光谱的解释（1）基态和激发态

基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。

激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。（2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。

4．玻尔理论的局限性玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。量子化条件的引进没有适当的理论解释。 5．电子在某处单位体积内出现的概率——电子云

19．1原子核的组成

1．天然放射现象

（1）物质发射射线的性质称为放射性。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．

（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性

2．射线到底是什么

把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）

⑴射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

⑵根据左手定则，可以判断α射线是正电荷，β射线是负电荷。

⑶带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图，进行总结。

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

3．原子核的组成

⑴卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子。

⑵查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

①质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，271.672623110p m kg -=? ②中子不带电，271.674928610n m kg -=?

②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

③原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。 ④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。 ⑤原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ⑥原子核的质量数=核子数=质子数+中子数

⑦ 符号A Z X 表示原子核，X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数

例如，氦核可以表示为4

2He ，它有2个质子和2个中子，所以电荷数是2质量数是4。

又如，

23892

U 代表一种铀核，质量数是238，电荷数为92，核内有92个质子、146个中子。

4．同位素

（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

氢有三种同位素：氕（pi ē）氘（da āo ）氚（chu àn ）氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），

氚（也叫超重氢），符号分别是：123111,,H H H 。碳有两种同位素，符号分别是1214

66,C C 。

例：下列说法正确的是（BD ）

A ．β射线粒子和电子是两种不同的粒子

B ．红外线的波长比X 射线的波长长

C ．α粒子不同于氦原子核

D ．γ射线的贯穿本领比α粒子强答案：BD

点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X ，α，

β，γ射线，经研究知道，X ，γ射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从

短到长的电磁波波谱要牢记。另外，β射线是电子流，α粒子是氦核。从α，β，γ三者的穿透本领而言：γ射线最强，α射线最弱，这些知识要牢记。

19．2 放射性元素的衰变

1．原子核的衰变

原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U →23490Th+42He 衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒

（进一步解释：守恒就是反应前后相等） α衰变规律：A Z X →A-4Z-2Y+42He

钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa （镤），那它进行的是β衰变。钍234核的衰变方程式：23490Th →23491Pa+0-1e

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1

β衰变规律：A Z X→A Z+1Y+0-1e

这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化

为质子时同时要产生一个电子1

0n→1

H＋0

-1

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

2．半衰期教材上的氡的衰变图的投影：

m/m

＝(1/2)n

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。（2）用半衰期来表示。（3）大量的氡核。

总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢

放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期

半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。

例1：配平下列衰变方程

234

92U→230

Th+( 4

He ) 234

U→234

Pa+( 0

-1

e )

例2：天然放射性元素23290Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）．下列论断中止确的是(BD)

A．铅核比钍核少24个中子 B．铅核比钍核少8个质子

C．衰变过程中共有4次α衰变和8次β哀变 D．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变

解：（1）解：A、B、根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故A错误，B正确；

C、D、发生α衰变是放出4

2He，发生β衰变是放出0

-1

e电子，设发生了x次α衰变和y次

β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有2x-y+82=90 4x+208=232 解得x=6，y=4

故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确．故选BD．

19．3 放射性的应用与防护

1．核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。

人工转变核反应方程：H O He N 1117842147+→+ n C He Be 1

01264294+→+

例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。解析：根据质量数守恒和电荷数守恒得：

（1）1123Na 俘获1个α粒子后放出1个质子（1）2311Na+42He →2612Mg+11H

（2）1327Al 俘获1个α粒子后放出1个中子（2）274301132150AI He P n +→+

（3）816O 俘获1个中子后放出1个质子（3）161116

8017O n H N +→+ （4）1430Si 俘获1个质子后放出1个中子（4）30

141150si H P n +→+ 2．人工放射性同位素

（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。

（2）人工放射性同位素

（3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。

（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素 3．放射性同位素的应用：

（1）利用射线：1、射线测厚度2、放射治疗3、培育新品种，延长保质期（2）作为示踪原子1、棉花对磷肥的吸收2、甲状腺疾病的诊断

19．4 核力与结合能

1．核力与四种基本相互作用

（1）核力是强相互作用(强力)的一种表现。

（2）核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m 之内。

（3）核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

（4）除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m ，作用强度则比电磁力小。

四种基本相互作用力

弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用： ①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力 ②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力

③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体。→长程力

④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联

系着星系团，决定着宇宙的现状。→长程力

2．原子核中质子与中子的比例

随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。

总结：若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了；

若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。

由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3．结合能

由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。

从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV 时，这个反应才会发生. 相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV 的能量。

把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能.

原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定

4．质量亏损（1）质量亏损

讲述：科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来.

①在核反应中不遵守质量守恒定律、能量守恒定律;

（2）爱因斯坦质能方程： 2

E mc =

讲述：相对论指出，物体的能量（E ）和质量（m ）之间存在着密切的关系，即2

E mc =式中， c 为真空中的光速。

爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c 2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。

（3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：2

E mc

?=?

指出以下几点：

①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律;

④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

（巩固练习）已知1个质子的质量m p =1.007 277u ，1个中子的质量m n =1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 这里u 表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27 kg. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3MeV ）解析：2个中子和2个质子结合成氦核时质量亏损：△m=2mn+2mP-mHe

根据爱因斯坦质能方程，放出的能量△E=△mc 2=（2mn+2mP-mHe ）c 2=0.030375×931.5=28.3MeV

19．6核裂变

1、重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为核裂变。只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。

知识总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变

能放出大量的能量。

2、铀核的裂变

（1）铀核的裂变的一种典型反应。铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是

2351144891

0563603U n Ba Kr n +→++

（2）链式反应：

由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的的过

程，叫做核裂变的链式反应。（3）临界体积（临界质量）：

通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。（4）裂变反应中的能量的计算。裂变前的质量：27

3139.390-?=U m kg ，27106749.1-?=n

m kg

裂变后的质量：27

0016.234-?=Ba m kg ，27106047.152-?=Kr m kg ，

27100247.53-?=n m kg ，

计算：质量亏损：27103578.0-?=?m kg ，28272)100.3(103578.0???=?=?-mc E J =201MeV 3、核电站

（1）、铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。 (2)、控制棒由镉做成，用来控制反应速度。

(3)、减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。

（4）、冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外

循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。（5）、水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。

核能发电的优点、缺点

优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。

缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。

例题1、下列核反应中，表示核裂变的是(C ） A 、2382344

902U Th He →+ B 、14140

71C N e -→+ C 、

235

1141921

92056360

3U n Ba Kr n +→++ D 、941214260Be He C n +→+ 分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有α衰变、β衰变等。

238

234492

902U Th He →+是α衰变， 14140671C N e -→+是β衰变，94121

4260Be He C n +→+是人工转变

解：只有C 选项是核裂变。 2351141921

920563603U n Ba Kr n

+→++

例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW ，如果1g 铀235完全裂变时产生的能量为8.2?1010 J ，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一年按365天计算）

解：核电站每天的发电量为W =Pt =3×108×24×3600 J=2.592×1013 J.

每年的发电量W 总=365W =9.46×1015 J 而1 g 铀完全裂变时产生的能量为 8.2×1010 J. 所以，每年消耗的铀的量为

19．7 核聚变

1．聚变及其条件

两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。（1）氢的聚变反应： 21H+21H →31He+11H+4 MeV 、 21H+31H →42He+1

0 n+17.6 MeV

（2）释放能量：ΔE ＝Δmc 2

＝17.6 MeV ，平均每个核子释放能量3 MeV 以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍

得出结论

微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m ，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。

强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

2．可控热核反应

（1）聚变与裂变相比有很多优点

目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，

210

9.4610 1.15108.210

m kg kg ?==??

以使核聚变造福于人类。

例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是2

1H+3

1H →4

2He+1

0n ，其中氘核的质量：m D =2.014 102 u 、氚核的质量：m T =3.016 050 u 、氦核的质量：m α=4.002 603 u 、中子的质量：m n =1.008 665 u 、1u=1.660 6×10-27kg ，e = 1.602 2×10-19C ，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

根据质能方程，释放出的能量为：

MeV eV c m m m m mc E n T D 6.1710

6022.1)103(106606.10186.0)(19

8272

=?????=--+=?=?--α 聚变与裂变相比，（1）、轻核聚变产能效率高。（2）地球上聚变燃料的储量丰富。（3）轻核聚变反应更为安全、清洁。

高中物理必修2全套教案

高中物理必修2教案第一章抛体运动第一节什么是抛体运动【教学目标】知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化情感态度与价值观能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件【教学难点】物体做曲线运动的条件【教学课时】 1课时【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件：（1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质：（1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。（2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。

【课堂实录】【引入新课】生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片）再看两个演示第一，自由释放一只较小的粉笔头第二，平行抛出一只相同大小的粉笔头两只粉笔头的运动情况有什么不同？学生交流讨论。结论：前者是直线运动，后者是曲线运动在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。新课讲解一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？引出下一问题。二、曲线运动速度的方向看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。问题：水滴沿什么方向飞出？学生思考结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。

高中物理选修3-5全套教案(人教版)

16．1 实验：探究碰撞中的不变量 ★新课标要求（一）知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 2、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． 3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法 1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。 2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。（三）情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 ★教学重点碰撞中的不变量的探究 ★教学难点实验数据的处理． ★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。 ★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程（一）引入新课课件演示：

（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、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．师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞．课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动；如果m A

人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全

人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全第一章静电场第1课时库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-?=的电荷，叫元电荷。说明：任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 292 21C m N k r Q Q k F ??== 3. 适用条件：真空、点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。

⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式表达式 q F E /= 2/r kQ E = d U E /= 适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明 E 的大小和方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关 Q ：场源电荷的电荷量 r:研究点到场源电荷的距离 U:电场中两点的电势差 d ：两点沿电场线方向的距离（5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。（6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在

高中物理选修全套教案(人教版)

高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动一、三维目标知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学得神奇,实验得乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律三、教学难点偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化四、教学过程引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动？微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征？ [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体

各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征？归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子演示实验:气垫弹簧振子得振动讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动？物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢？简谐运动得位移指得就是什么位移？(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代

人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结

物理选修3-1 知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、电荷守恒定律表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。二、电荷量 1、电荷量：电荷的多少。 2、元电荷：电子所带电荷的绝对值1.6×10－19 C 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用 1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。 2、影响电荷间相互作用的因素二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2 2 1r Q Q k F 注意（1）适用条件为真空中静止点电荷（2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断第一章第3节电场电场强度一、电场电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。二、电场强度 1、检验电荷与场源电荷 2、电场强度检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。 q F E = 国际单位：N /C 电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E == 四、电场的叠加五、电场线 1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，

曲线上某点的切线方向表示场强的方向。 2、几种典型电场的电场线 3、电场线的特点（1）假想的（2）起----正电荷；无穷远处止----负电荷；无穷远处（3）不闭合（4）不相交（5）疏密----强弱切线方向---场强方向第一章第4节电势能电势一、电势能 1、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能. 注意：系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系 3、电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功二、电势 1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势 q E 电= ? 单位：伏特（V ）标量 2.电势的相对性 3.顺着电场线的方向，电势越来越低。三、等势面 1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点 a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。第一章第5节电势差电场力的功一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值 B A AB U ??-= 电电电电电电）＝－－＝－（－＝E E E E E W A B B A AB ?)(电势能为零的点点电＝A A W E

高中物理必修一全套教案

新人教高中物理必修1精品教案[整套] 运动的描述质点参考系和坐标系教学目标：知识与技能 1．认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法．2．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。3．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用．过程与方法 1．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法．让学生将生活实际与物理概念相联系，通过具体事例引出质点的这个理想化的模型．通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中自主升华为物理中的概念． 2．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力．

3．体会用坐标方法描述物体位置的优越性，可用不同的方法设计实验并体会比较，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力．情感态度与价值观 1．认识运动是宇宙中的普遍现象．运动和静止的相对性．培养学生热爱自然，关心科技发展、勇于探索的精神． 2．通过质点概念和参考系的学习，体会物理规律与生活的联系3．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想． 4．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观． 5．通过本节学习，激发学生学习高中物理课程的兴趣．教学重点、难点：重点： 1．理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法．2．在研究具体问题时，如何选取参考系． 3．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系．难点：在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件．教学方法：

高中物理必修2教案(全)

物理必修2教案第一章第一节什么是抛体运动一、【教学目标】知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化情感态度与价值观能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲二、【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件三、【教学难点】物体做曲线运动的条件四、【教学课时】 1课时五、【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件：（1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质：（1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。（2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。【课堂实录】

【引入新课】生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片）再看两个演示第一，自由释放一只较小的粉笔头第二，平行抛出一只相同大小的粉笔头两只粉笔头的运动情况有什么不同？学生交流讨论。结论：前者是直线运动，后者是曲线运动在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。新课讲解一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？引出下一问题。二、曲线运动速度的方向看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。问题：水滴沿什么方向飞出？学生思考结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。三、物体做曲线运动的条件

(新人教版)高中物理第二册教案全集

高中物理第二册教案全集目录第八章动量 (5) 8．1冲量和动量 (5) 8．2 动量定理（2课时） (8) 8．3动量守恒定律 (16) 实验一：验证碰撞中的动量守恒 (19) 8．4 动量守恒定律的应用（2课时） (22) 8．5 反冲运动火箭 (28) 全章复习课 (29) 第九章机械振动 (35) 9．1 简谐运动 (35) 9．2 振幅、周期和频率 (38) 9．3 简谐运动的图象 (41) 9．4 单摆（2课时） (47) 实验三、用单摆测定重力加速度 (54) 9．6 简谐运动的能量阻尼振动 (58) 9．7 受迫振动共振 (62) 全章习题课(共2课时) (66) 第十章机械波 (71) 10．1 波的形成和传播 (71) 10．2 波的图象 (74) 10．3 波长、频率和波速（2课时） (78) 10．4 波的衍射 (86) 10．5 波的干涉 (89) 10．7 多普勒效应 (94) 机械波习题课（2课时） (99) 第十一章分子运动能量守恒 (106) 11．1 物体是由大量分子组成的 (106) 11．3 分子间的相互作用力 (115)

11．4 物体的内能热量 (119) 11．5 热力学第一定律能量守恒定律 (123) 11．6 热力学第二定律 (127) 实验四用油膜法估测分子的大小 (131) 全章复习课 (134) 第十二章固体、液体和气体性质 (139) 12．8 气体的压强 (139) 12．9 气体的压强、体积、温度间的关系 (140) 第十三章电场 (141) 13．1 电荷库仑定律 (141) 13．2 电场电场强度（2课时） (147) 13．3 电场线 (159) 13．4 静电屏蔽 (164) 13．5 电势差电势（2课时） (169) 13．6 等势面 (177) 13．7 电势差与电场强度的关系 (179) 实验五用描迹法画出电场中平面上的等势线 (181) 13．8电容器的电容 (186) 13．9 带电粒子在匀强电场中的运动（2课时） (195) 全章复习课（2课时） (203) 第十四章恒定电流 (212) 14．1 欧姆定律 (212) 14．2 电阻定律电阻率 (217) 实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线 (220) 14．3 半导体及其应用 (223) 14．4 超导及其应用 (225) 14．5 电功和电功率 (226) 14．6闭合电路欧姆定律（2课时） (231) 14．7 电压表和电流表伏安法测电阻 (238)

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第四章电磁感应划时代的发现教学目标（一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学手段计算机、投影仪、录像片教学过程一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学

生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释（4）电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么谈谈自己的体会。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）

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第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第1单元直线运动的基本概念 1、机械运动：一个物体相对于另一物体位置的改变（平动、转动、直线、曲线、圆周）参考系：假定为不动的物体（1）参考系可以任意选取,一般以地面为参考系（2）同一个物体，选择不同的参考系，观察的结果可能不同（3）一切物体都在运动，运动是绝对的，而静止是相对的 2、质点：在研究物体时，不考虑物体的大小和形状，而把物体看成是有质量的点，或者说用一个有质量的点来代替整个物体，这个点叫做质点。（1）质点忽略了无关因素和次要因素，是简化出来的理想的、抽象的模型，客观上不存在。（2）大的物体不一定不能看成质点，小的物体不一定就能看成质点。（3）转动的物体不一定不能看成质点，平动的物体不一定总能看成质点。（4）某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。 3、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末。时间：前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间，第n 秒至第n+3秒的时间为3秒（对应于坐标系中的线段） 4、位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。路程：物体运动轨迹之长，是标量。路程不等于位移大小（坐标系中的点、线段和曲线的长度） 5、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是矢量。平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，υ=s/t （方向为位移的方向）平均速率：为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同（粗略描述运动的快慢）即时速度：对应于某一时刻（或位置）的速度，方向为物体的运动方向。（t s v t ??=→?0lim ）即时速率：即时速度的大小即为速率；【例1】物体M 从A 运动到B ，前半程平均速度为v 1，后半程平均速度为v 2，那么全直线运动直线运动的条件：a 、v 0共线参考系、质点、时间和时刻、位移和路程速度、速率、平均速度加速度运动的描述典型的直线运动匀速直线运动 s=v t ，s-t 图，（a ＝0）匀变速直线运动特例自由落体（a ＝g ）竖直上抛（a ＝g ） v - t 图规律 at v v t +=0,2021at t v s + =as v v t 2202=-,t v v s t 2 0+=

高中物理选修3-4全套教案(人教版)

高二物理选修3-4教案郑伟文 11．1简谐运动教学目的（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？ [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？ [演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）] （3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）] {提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？ {归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。 2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。

高中物理选修3-5全套教案--动量守恒定律

16．2 动量守恒定律（一） ★新课标要求（一）知识与技能理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围（二）过程与方法在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力（三）情感、态度与价值观培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点动量的变化和动量守恒的条件． ★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程（一）引入新课上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。（二）进行新课 1．动量（momentum）及其变化（1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念. ②矢量性：动量的方向与速度方向一致。

师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。（2）动量的变化量：定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差【例1（投影）】一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】 2．系统内力和外力【学生阅读讨论，什么是系统？什么是内力和外力？】（1）系统：相互作用的物体组成系统。（2）内力：系统内物体相互间的作用力（3）外力：外物对系统内物体的作用力〖教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解〗分析上节课两球碰撞得出的结论的条件：两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 3．动量守恒定律（law of conservation of momentum）（1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ （2）注意点： ①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ②矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向； ③同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） ④条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时，系统动量可视为守恒；思考与讨论：

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——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务—— 全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式第四章电磁感应 4.1 划时代的发现教学目标（一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点

知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学手段计算机、投影仪、录像片教学过程一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？

高中物理必修选修目录-人教版

人教版高中化学教材目录必修1 走进物理课堂之前物理学与人类文明第一章运动的描述 1 质点参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述──速度 4 实验：用打点计时器测速度 5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 3 匀变速直线运动的位移与速度的关系 4 自由落体运动 5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用 1 重力基本相互作用 2 弹力 3 摩擦力 4 力的合成 5 力的分解第四章牛顿运动定律 1 牛顿第一定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 3 牛顿第二定律 4 力学单位制 5 牛顿第三定律 6 用牛顿运动定律解决问题（一） 7 用牛顿定运动律解决问题（二）必修2 第五章曲线运动 1 曲线运动 2 平抛运动 3实验：研究平抛运动 4 圆周运动 5 向心加速度 6 向心力 7 生活中的圆周运动第六章万有引力与航天 1 行星的运动 2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律 4 万有引力理论的成就 5 宇宙航行 6 经典力学的局限性第七章机械能及其守恒定律 1 追寻守恒量—能量 2 功 3 功率 4 重力势能 5 探究弹性势能的表达式 6 实验：探究功与速度变化的关系 7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律 9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源选修1-1 第一章电场电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象四、电容器五、电流和电源六、电流的热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中

高中物理人教版选修3-5-知识点总结

选修3-5知识梳理一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （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： ①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。 ②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 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913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。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。（二）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。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.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。

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