高中物理复习选修3-5

1、模块3-5考纲要求一、动量：一、动量：1、定义：、定义：物体的质量m和速度v的乘积。 定义式为：p=mv动量是描述物体运动状态的一个状态量，它动量是描述物体运动状态的一个状态量，它 与时刻相对应。与时刻相对应。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。讨论：动量的瞬时性讨论：动量的瞬时性 动量的相对性动量的相对性 单位单位 kgm/s(4)动量的变化量动量的变化量: 运算应用平行四边形定则运算应用平行四边形定则.如果运动变化在如果运动变化在同一直线，那么选定一个正方向，动量变化运同一直线，那么选定一个正方向，动量变化运算便简化为代数运算：算便简化为代数运算：p

2、=p2-p1=mv2-mv1.例例1:一质点在水平面内以速度一质点在水平面内以速度v做匀速圆周运动，做匀速圆周运动，质点从位置质点从位置A开始，经开始，经1/2圆周，质点的动量变圆周，质点的动量变化是多少化是多少?经过经过1/4圆周圆周,动量变化又是多少动量变化又是多少? 例例2、以初速度、以初速度v0平抛一个质量为平抛一个质量为m的物体，的物体，t 秒内物体的动量变化是多少？秒内物体的动量变化是多少？ 1 1、内容：相互作用的几个物体组成的系统，、内容：相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力作用，或它们受到的外力之和为如果不受外力作用，或它们受到的外力之和为零，则系统的总动量保持不变零，

3、则系统的总动量保持不变. .二、动量守恒定律的理解：二、动量守恒定律的理解：（3）动量守恒是矢量式，根据考纲，动量守恒定律应动量守恒是矢量式，根据考纲，动量守恒定律应用只限于一维情况用只限于一维情况. .应用时，先选定正方向，而后将矢应用时，先选定正方向，而后将矢量式化为代数式量式化为代数式. .（1）动量守恒定律的研究对象是动量守恒定律的研究对象是系统系统.（2）系统系统“总动量不变总动量不变”不仅是系统初、末两个时刻不仅是系统初、末两个时刻总动量相等，而且是指系统在整个过程中任意两个时刻总动量相等，而且是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等的总动量都相等.C C、 系统某一方向不受

4、外力或所受外力的矢量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，则该方向动量守和为零，或外力远小于内力，则该方向动量守恒（分动量守恒）恒（分动量守恒）. .2、守恒条件、守恒条件（1）总的规则：总的规则：内力不改变系统的总动量，内力不改变系统的总动量，外力才能改变系统的总动量。外力才能改变系统的总动量。（2）分类分析：分类分析：A、系统不受外力或所受外力的矢量和为、系统不受外力或所受外力的矢量和为0.理想守恒条件理想守恒条件B、 系统所受外力远小于内力。系统所受外力远小于内力。近似守恒近似守恒如：碰撞或爆炸瞬间，外力可以忽略不计。如：碰撞或爆炸瞬间，外力可以忽略不计。3、表达

5、形式、表达形式（1）p=p（系统相互作用前总动量（系统相互作用前总动量p等于相互等于相互 作用后作用后 总动量总动量p）；）；（2）=0(系统总动量的增量等于系统总动量的增量等于0)； （3）1= -2（两个物体组成的系统中，（两个物体组成的系统中， 各自动量增量大小相等、方向相反）各自动量增量大小相等、方向相反）a.m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 (适用于作用前适用于作用前 后都运动的两个物体组成的系统后都运动的两个物体组成的系统).b.0= m1v1+ m2v2（适用于原来静止的两个物体（适用于原来静止的两个物体 组成的系统，比如爆炸、反冲、人船模型等，组成的系统，比如爆炸、反冲、

6、人船模型等，两者速率及位移大小与各自质量成反比）两者速率及位移大小与各自质量成反比）.c. m1v1+ m2v2 =(m1+m2)v（适用于两物体作用（适用于两物体作用 后结合在一起或具有共同速度的情况）后结合在一起或具有共同速度的情况）4、 应用动量守恒定律的注意点：应用动量守恒定律的注意点：(1) 注意动量守恒定律的适用条件，注意动量守恒定律的适用条件，(2) 特别注意动量守恒定律的特别注意动量守恒定律的矢量性矢量性：要规定正方向，：要规定正方向，已知量跟规定正方向相同的为正值，相反的为负值，已知量跟规定正方向相同的为正值，相反的为负值，求出的未知量是正值，则跟规定正方向相同，求出的未知量

7、是正值，则跟规定正方向相同，求出的未知量是负值，则跟规定正方向相反。求出的未知量是负值，则跟规定正方向相反。(3) 注意速度的注意速度的同时性同时性和和同一性同一性。 同时性同时性指的是公式中的指的是公式中的v1 、v2必须是相互作用前必须是相互作用前同一时刻的速度，同一时刻的速度，v1 、v2必须是相互作用后同一时必须是相互作用后同一时刻的速度。刻的速度。 同一性同一性指的是公式中的所有速度都是相对于同一指的是公式中的所有速度都是相对于同一参考系的速度，一般以地面为参考系。参考系的速度，一般以地面为参考系。例例1：质量为：质量为M的小船以速度的小船以速度V0行驶，船上有两个质行驶，船上有两个

8、质量皆为量皆为m的小孩的小孩a和和b，分别静止站在船头和船尾，分别静止站在船头和船尾，现小孩现小孩a沿水平方向以速率（相对于静止水面）向前沿水平方向以速率（相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率（相对沿水平方向以同一速率（相对于静止水面）向后跃入水中于静止水面）向后跃入水中.求小孩求小孩b跃出后小船的跃出后小船的速度速度? 解：解：设小孩设小孩b 跃出后小船向前行驶的速度为跃出后小船向前行驶的速度为V，根据动量守恒定律，有根据动量守恒定律，有 1)2(0mmMVVmM 2)21 (0VMmV解得 火车机车拉着一列车厢以火车机车拉着一列车厢以v v0 0速

9、度在平直轨道速度在平直轨道上匀速前进，在某一时刻，最后一节质量为上匀速前进，在某一时刻，最后一节质量为m的车的车厢与前面的列车脱钩，脱钩后该车厢在轨道上滑行厢与前面的列车脱钩，脱钩后该车厢在轨道上滑行一段距离后停止，机车和前面车厢的总质量一段距离后停止，机车和前面车厢的总质量M不变不变设机车牵引力不变，列车所受运动阻力与其重力成设机车牵引力不变，列车所受运动阻力与其重力成正比，与其速度无关。则当脱离了列车的最后一节正比，与其速度无关。则当脱离了列车的最后一节车厢停止运动的瞬间，前面机车和列车的速度大小车厢停止运动的瞬间，前面机车和列车的速度大小等于等于 。例例2：解：解：由于系统由于系统(mM

10、)的合外力始终为的合外力始终为0，由动量守恒定律由动量守恒定律 (mM)v0=MVV= (mM)v0/M(mM)v0/M 有一质量为有一质量为m20kg的物体，以水平速度的物体，以水平速度v5m/s的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为M80kg，物体在小车上滑行距离，物体在小车上滑行距离L 4m后相对小车后相对小车静止。求：静止。求：（1）物体与小车间的滑动摩擦系数。）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。的距离。例例3解：解：画出运动示意图如图示画

11、出运动示意图如图示vmMVmMLS由动量守恒定律（由动量守恒定律（m+M)V=mvV=1m/s由能量守恒定律由能量守恒定律 mg L = 1/2 mv2 - 1/2（m+M)V2= 0.25对小车对小车 mg S =1/2MV2 S=0.8m练习练习1.1.质量为质量为M M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度的原子核，原来处于静止状态，当它以速度v v放出一个质量为放出一个质量为m m的粒子时，剩余部分速度是（的粒子时，剩余部分速度是（ ） A.mv/(M-m) B.-mv/(M-m)A.mv/(M-m) B.-mv/(M-m) C.mv/(M+m) D.-mv/(M+m) C.mv/(M

12、+m) D.-mv/(M+m)B2.2.总质量为总质量为M M的列车以匀速率的列车以匀速率v v0 0在平直的轨道上行驶，在平直的轨道上行驶，各车厢受的阻力都是车重的各车厢受的阻力都是车重的k k倍，与车速无关倍，与车速无关. .某时刻列某时刻列车后面重量为车后面重量为m m的车厢脱了钩而机车的牵引力未变，问的车厢脱了钩而机车的牵引力未变，问脱钩的车厢刚停下的瞬间，前面列车的速度为多少？脱钩的车厢刚停下的瞬间，前面列车的速度为多少？3.3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪沿水平方向发射一颗子弹，关于枪、弹、车，下列上，枪沿水

13、平方向发射一颗子弹，关于枪、弹、车，下列说法正确的是说法正确的是( )( ) A. A.枪和弹组成的系统动量守恒枪和弹组成的系统动量守恒 B. B.枪和车组成的系统动量守恒枪和车组成的系统动量守恒 C. C.枪、弹、车三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的枪、弹、车三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，系摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，系统动量近似守恒统动量近似守恒. . D. D.三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面的支持力这两个力作用，这两个力的和为零的支持力这两个力作用，这

14、两个力的和为零. .D4.4.如图所示，在光滑水平面上放置如图所示，在光滑水平面上放置A A、B B两个物体，两个物体，其中其中B B物体与一个质量不计的弹簧相连且静止在水物体与一个质量不计的弹簧相连且静止在水平面上，平面上，A A物体质量是物体质量是m m，以速度，以速度v v0 0逼近物体逼近物体B B，并，并开始压缩弹簧，在弹簧被压缩过程中开始压缩弹簧，在弹簧被压缩过程中( )( )D A.在任意时刻，在任意时刻，A、B组成的系统动量相等，都是组成的系统动量相等，都是 mv0 B.任意一段时间内，两物体所受冲量大小相等任意一段时间内，两物体所受冲量大小相等. C.在把弹簧压缩到最短过程中

15、，在把弹簧压缩到最短过程中，A物体动量减少，物体动量减少， B物体动量增加物体动量增加. D.当弹簧压缩量最大时，当弹簧压缩量最大时，A、B两物体的速度大小相等两物体的速度大小相等一、碰撞：一、碰撞：1、定义：两个物体在极短时间内发生相互、定义：两个物体在极短时间内发生相互 作用，这种情况称为碰撞作用，这种情况称为碰撞 。2、特点：、特点：3、分类：、分类： 由于作用时间极短，一般都满足内力远由于作用时间极短，一般都满足内力远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。 弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。碰撞三种。4、过程

16、分析：、过程分析：V1两者速度两者速度相同相同v弹簧恢复原长弹簧恢复原长 地面光滑，系统在全过程中动量守恒，进行地面光滑，系统在全过程中动量守恒，进行机械能的变化分析？机械能的变化分析？系统系统 动能减少全部转化为弹性势能动能减少全部转化为弹性势能 动能减少，弹性势能增加。动能减少，弹性势能增加。状态状态 动能最小而弹性势能最大动能最小而弹性势能最大 状态状态 弹性势能减少全部转化为动能弹性势能减少全部转化为动能 因此因此、状态系统动能相等状态系统动能相等 这种碰撞叫做弹性碰撞这种碰撞叫做弹性碰撞 （2）弹簧不是完全弹性的）弹簧不是完全弹性的 系统动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化系统

17、动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化为内能，为内能，状态系统动能仍和状态系统动能仍和相同，弹性势能仍最大，但相同，弹性势能仍最大，但比比小；小；弹性势能减少，部分转化为动能，部分转化弹性势能减少，部分转化为动能，部分转化为内能；因为全过程系统动能有损失（一部分动能转化为内为内能；因为全过程系统动能有损失（一部分动能转化为内能）。这种碰撞叫非弹性碰撞。能）。这种碰撞叫非弹性碰撞。（1）弹簧是完全弹性的）弹簧是完全弹性的 （3）弹簧完全没有弹性。）弹簧完全没有弹性。 系统动能减少全部转化为内能，系统动能减少全部转化为内能，状态系统动能仍状态系统动能仍和和相同，但没有弹性势能；由于没有弹性，相

18、同，但没有弹性势能；由于没有弹性，A、B不再分开，不再分开，而是共同运动，不再有而是共同运动，不再有过程。这种碰撞叫完全非弹性碰过程。这种碰撞叫完全非弹性碰撞。撞。 （一）弹性碰撞（一）弹性碰撞特点：特点：碰撞过程中，动量守恒，机械能守恒。碰撞过程中，动量守恒，机械能守恒。两个方程：两个方程：2 222 112222112211221121212121vmvmvmvmvmvmvmvm121121212112,vmmmvvmmmmv解得：解得：讨论：讨论： 021120212112VmmmVVmmmmV1. 若若 m1 = m20102VVV质量相等的两物体质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度弹性

19、碰撞后交换速度2. 若若 m1 m202012VVVV例例1、质量相等的、质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同两球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，一直线，同一方向运动，A球动量为球动量为7kgm/s，B球的动量为球的动量为5kgm/s，当，当A球追上球追上B球时发生碰撞，球时发生碰撞，则碰后则碰后A、B两球的动量两球的动量PA、PB可能值是可能值是（ ）A、PA=6kgm/s PB=6kgm/s B、PA=3kgm/s PB=9kgm/s C、PA=-2kgm/s PB=14kgm/s D、PA=-4kgm/s PB=17kgm/sA 碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）碰前、碰后

20、两个物体的位置关系（不穿越）和速度大小应保证其顺序合理。和速度大小应保证其顺序合理。方法归纳：方法归纳：碰撞中系统动量守恒；碰撞中系统动量守恒；碰撞过程中系统动能不增加；碰撞过程中系统动能不增加；（二）完全非弹性碰撞（二）完全非弹性碰撞特点：碰撞后二者合二为一，或者说具有相同的速度。特点：碰撞后二者合二为一，或者说具有相同的速度。动量守恒，机械能损失最多。动量守恒，机械能损失最多。(三三)非弹性碰撞非弹性碰撞介于两者之间。动量守恒，机械能有损失。介于两者之间。动量守恒，机械能有损失。二、动量守恒定律实验二、动量守恒定律实验实验原理1 1、两小球在水平方向发生正碰、两小球在水平方向发生正碰, ,

21、水水平方向合外力为零平方向合外力为零, ,动量守恒。动量守恒。m mA Av vA A=m=mA Av vA A+m+mB Bv vB B2 2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作两小球碰撞后均作平抛运动平抛运动, ,用用水平射程间接表水平射程间接表示小球平抛的初速度示小球平抛的初速度：OP-mOP-mA A以以v vA A平抛时的水平射程平抛时的水平射程OM-mOM-mA A以以v vA A平抛时的水平射程平抛时的水平射程O ON-mN-mB B以以v vB B平抛时的水平射程平抛时的水平射程验证的表达式：验证的表达式：m mA A

22、OP=mOP=mA AOM+mOM+mB BO ON N等效替换等效替换的思想的思想实验步骤、先先用用天平测量天平测量出两个小球的质量出两个小球的质量m mA A、m mB B。 、安装好实验装置、安装好实验装置, ,注意使实验器注意使实验器的的斜槽末端点斜槽末端点的的切线水平切线水平。 把被碰把被碰球放在斜槽前的支柱上球放在斜槽前的支柱上, ,调节实验装调节实验装置使置使两球处于同一高度两球处于同一高度, ,且两球的球且两球的球心和槽轴线在一直线上心和槽轴线在一直线上, ,两球心间的两球心间的距离即为槽和支柱间的距离。垫木距离即为槽和支柱间的距离。垫木板和白纸时板和白纸时, ,要使木板水平。

23、准确地要使木板水平。准确地标绘出槽口中心的竖直投影点标绘出槽口中心的竖直投影点O O。 、先不放被碰球、先不放被碰球B,B,让入射球让入射球A A从斜槽上从斜槽上同一高度处滚下同一高度处滚下, ,重复重复3 35 5次次, ,用圆规画用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面里面, ,该小圆的圆心该小圆的圆心, ,就是入射球的落地就是入射球的落地点点P P。 平均处理的平均处理的思想方法思想方法 实验步骤、过、过O O、N N在纸上作直线在纸上作直线, ,取取OOOO2r,O2r,O即为被即为被碰球被碰时球心投影位置。碰球被碰时球心投影位置。 、用刻度尺量

24、、用刻度尺量OMOM、OPOP、ONON的长度。把两小球的的长度。把两小球的质量和相应的质量和相应的“速度数值速度数值代入表达式看是否成立代入表达式看是否成立: : 、整理实验器材，放回原处。、整理实验器材，放回原处。 、把被碰小球、把被碰小球B B放在支柱上放在支柱上, ,让入射小球让入射小球A A从从同一同一高度滚下高度滚下, ,使它们发生正碰使它们发生正碰,重复重复3 35 5次次, ,仿步骤仿步骤, ,求出入射小球求出入射小球A A的的平均落点平均落点M M和被碰小球和被碰小球B B的的平均落平均落点点N N。 验证的表达式：验证的表达式：m mA AOP=mOP=mA AOM+mOM

25、+mB BO ON N注意事项、斜槽末端要切线要水平、斜槽末端要切线要水平; ; 、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始、每次小球下滑要从同一高度处由静止开始; ; 、要保证对心碰撞、要保证对心碰撞, ,先调高低先调高低, ,再调远近再调远近, ,最最后调左右后调左右; ; 、小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的、小球的诸多落点要用用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面圆把所有的小球落点都圈在里面, ,该小圆的圆该小圆的圆心即为小球的平均落点心即为小球的平均落点 。 、入射小球的质量、入射小球的质量m mA A和被碰小球的质量和被碰小球的质量m mB B的的大小关系是大小关系是m mA

26、 AmmB B。 氢光谱0.41010.65620.48610.4340m1 1、在原子中心有很小的核、在原子中心有很小的核( (称为原子核称为原子核) )， 核外有电子绕核高速旋转。核外有电子绕核高速旋转。2 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中 在原子核里。在原子核里。3 3、原子核的大小：、原子核的大小：原子半径数量级为原子半径数量级为10101010m, , 原子核大小数量级为原子核大小数量级为10101414m一、原子的核式结构：一、原子的核式结构：卢瑟福卢瑟福原子核具有复杂结构原子核具有复杂结构天然放射现象天然放射现象二、玻尔的原子模型二、

27、玻尔的原子模型玻尔玻尔模型模型定态假说定态假说原子只能处于一系列不连续的能量原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态状态中，这些状态称为定态。轨道假说轨道假说原子不同能量状态跟电子沿不同轨道原子不同能量状态跟电子沿不同轨道绕核运动相对应。因定态不连续，所绕核运动相对应。因定态不连续，所以电子可能轨道分布也是不连续的以电子可能轨道分布也是不连续的。跃迁假说跃迁假说原子从一种定态跃迁到另一定态时原子从一种定态跃迁到另一定态时,要辐射（或吸收）一定频率的光子要辐射（或吸收）一定频率的光子,光子能量等于两定态的能量差光子能量等于两定态的能量差。nmEEh 高能级高能级低能级低能级放出光子

28、放出光子吸收能量吸收能量三、能级：三、能级：1. 原子各个定态对应的能量是不连续的，这原子各个定态对应的能量是不连续的，这些能量值叫做能级。些能量值叫做能级。2. 基态和激发态：基态和激发态：能量最低的状态（对应能量最低的状态（对应n=1）叫做基态，）叫做基态，其它状态（对应其它状态（对应n=2、3、4）叫做激发态。）叫做激发态。3. 能级公式能级公式)( eV.EnEEn6131214. 能级图能级图 -0.851234n5-3.4-1.51-0.540E/eV-13.6)( eV.EnEEn613121 玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射

29、电磁波谱的问题，其成且预言了氢原子辐射电磁波谱的问题，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。为玻尔理论过多地保留了经典理论。 牛顿力学只适用于低速运动（相对于光牛顿力学只适用于低速运动（相对于光速）的宏观物体，对于微观粒子的运动，牛速）的宏观物体，对于微观粒子的运动，牛顿力学不适用了。顿力学不适用了。四、玻尔理论的局限性：四、玻尔理论的局限性： 例例1 1、如图给出氢原子最低的四个能级，大量如图给出氢原子最低的四个能级，大量氢原子在这些能级之间跃

30、迁所辐射的光子的频率氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有种，其中最小的频率等于最多有种，其中最小的频率等于赫（保留两个数字）赫（保留两个数字）。h=6.631034JSE（eV）3.42 21.513 30.854 413.61 1n624Cn nmEEh hEE3434191063. 6106 . 166. 0Hz14106 . 11.61014 例例2、欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行、欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：的是： （ ） A. 用用10.2eV的光子照射的光子照射. B. 用用11.5 eV的光子照射的光子照射. C. 用用14 eV的光子照射的光

31、子照射. D. 用用11.5 eV的电子碰撞的电子碰撞. E. 用用10 eV的电子碰撞的电子碰撞.提示：原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而提示：原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而 使原子在各定态之间跃迁的情况使原子在各定态之间跃迁的情况;A C D 光子和原子作用而使原子电离时则不受此条件的限制光子和原子作用而使原子电离时则不受此条件的限制 实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，粒子的实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，粒子的能量也不受上述条件的限制。能量也不受上述条件的限制。E（eV）3.42 21.513 30.854 413.61 1n 例例3、 处于基态的一群氢原子受某种单

32、色光的照射处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，时， 只发射波长为只发射波长为 的三种单色光，且的三种单色光，且 ，则照射光的波长为，则照射光的波长为( )212132323211.DCBA321、3211.513.4E（eV）2 23 313.61 1n132 D例例4、根据玻尔理论，氢原子由外层轨道跃迁、根据玻尔理论，氢原子由外层轨道跃迁到内层轨道后（到内层轨道后（ ）A.原子的能量增加，电子的动能减小原子的能量增加，电子的动能减小B.原子的能量增加，电子的动能增加原子的能量增加，电子的动能增加C.原子的能量减少，电子的动能减小原子的能量减少，电子的动能减小D.原子的能量减少，电子的动

33、能增加原子的能量减少，电子的动能增加 D)( eV.EnEEn613121原子的能量等于电子动能加上电势能，其原子的能量等于电子动能加上电势能，其形式可与形式可与天体运动天体运动进行类比。进行类比。1 1、原子核的人工转变、原子核的人工转变发现质子发现质子)卢瑟福( 1117842147HOHeN发现中子发现中子)( 101264294查得威克nCHeBe2 2、原子核的组成：、原子核的组成： 质子中子质子中子 （质子和中子统称为核子）（质子和中子统称为核子）质子的质量质子的质量mp 中子的质量中子的质量mn一、原子核的组成一、原子核的组成二、天然放射现象二、天然放射现象 1 1、天然放射现象

34、天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象：某些元素能自发地放出射线的现象 叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。2 2、三种射线三种射线高速的高速的粒子流，粒子流，粒子是氦原子核，速度粒子是氦原子核，速度 约为光速约为光速1/101/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。，贯穿能力最弱，电离能力最强。 高速的电子流，高速的电子流，粒子是速度接近光速的负粒子是速度接近光速的负 电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。 能量很高的电磁波，能量很高的电磁波，粒子是波长极短的粒子是波长极短的 光子光子, , 贯穿能力最强贯穿能力

35、最强, ,电离能力最弱。电离能力最弱。 3.3.三种射线的来源：三种射线的来源： 粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。射线经常是伴随射线经常是伴随射线和射线和射线产生的射线产生的。三、衰变三、衰变原子核放出射线后变成新的原子核原子核放出射线后变成新的原子核1. 1. 衰变规律衰变规律衰变衰变HeYXAZAZ4242质量数质量数-4,-4,电荷数电荷数-2 -2 衰变衰变eYXAZAZ011质量数不变质量数不变, ,电荷数电荷数+1 +1 原子核衰变时电荷数和质量都守恒

36、。原子核衰变时电荷数和质量都守恒。2.2.半衰期半衰期 T： 放射性元素的原子核有半数发生衰变放射性元素的原子核有半数发生衰变 所需的时间。所需的时间。半衰期短的元素衰变得快，放射性较强半衰期短的元素衰变得快，放射性较强半衰期只与元素本身有关半衰期只与元素本身有关, ,与所处的物理、化学与所处的物理、化学 状态及周围环境、温度等都无关。状态及周围环境、温度等都无关。TtNN)21(0Ttmm)21(0衰变图象衰变图象半衰期是一种统计规律，对大量原子满足，半衰期是一种统计规律，对大量原子满足，对少数几个原子不满足。对少数几个原子不满足。四、放射性同位素四、放射性同位素1、具有放射性的同位素，叫放

37、射性同位素。、具有放射性的同位素，叫放射性同位素。2、放射性同位素的原子核不稳定，能自发、放射性同位素的原子核不稳定，能自发地放出地放出射线、射线、射线和射线和射线而衰变。射线而衰变。 3、应用、应用 ：一是利用它产生的射线，：一是利用它产生的射线， 二是作为示踪原子。二是作为示踪原子。 例例1 1、放射性原子核、放射性原子核 经过一系列的经过一系列的衰变和衰变和衰变后成新原子核衰变后成新原子核 , ,其中经其中经衰变的次数为衰变的次数为n n=_, =_, 衰变的次数衰变的次数n n=_ =_ 。U2 23 38 89 92 2Pb2 20 06 68 82 2分析：写出核反应方程式如下，分

38、析：写出核反应方程式如下，PbeyHexU20682014223892)()(86例例2 2、关于元素放射性的半衰期下述正确的、关于元素放射性的半衰期下述正确的( ) ( ) A.A.放射性试样的总质量减半所需的时间放射性试样的总质量减半所需的时间B.B.放射性核的个数衰减到一半所需的时间放射性核的个数衰减到一半所需的时间C.C.加温加温, ,加压时半衰期不变加压时半衰期不变D.D.与其它物质组成化合物时半衰期将变化与其它物质组成化合物时半衰期将变化B C例例3、在中子、质子、电子、正电子、在中子、质子、电子、正电子、粒子中粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式选出一个适当的粒子，分别

39、填在下列核反应式的横线上的横线上:_126429423491234902349023892CHeBePaThThUHe42粒子粒子e01电子电子n10中子中子核反应方程：核反应方程：例4、将天然放射性物质放入顶端开有小孔的铅盒S里，放射线便从小孔中射出，沿带电平行金属板A、B之间的中线垂直于电场方向进入电场，轨道如图所示，则轨迹 是射线，轨迹 是射线，轨迹 是射线. 板带正电， 板带负电.是射线的轨迹，是射线的轨迹.1 1、核力：原子核中，将核子维系在一起的一、核力：原子核中，将核子维系在一起的一种短程强作用力种短程强作用力. .五、核能五、核能2、核能：核子结合为原子核时释放的能量或、核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能核的结合能，亦称核能.获得核能的两个基本获得核能的两个基本途径是重核裂变和轻核聚变途径是重核裂变和轻核聚变.3、质量亏损：任何一个原子核的质量总是小、质量亏损：任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量和于组成它的所有核子的质量和.这一