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高中物理选修3-5优质课件:微型专题 动量和能量的综合应用

高中物理选修3-5优质课件:微型专题 动量和能量的综合应用

二 子弹打木块模型
1.子弹打木块的过程很短暂,认为该过程内力远大于外力,系统动量守恒. 2.在子弹打木块过程中摩擦生热,系统机械能不守恒,机械能向内能转化. 3.若子弹不穿出木块,二者最后有共同速度,机械能损失最多.
例2 如图2所示,在水平地面上放置一质量为M的木块,一质量为m的子弹以水平速 度v射入木块(时间极短且未穿出),若木块与地面间的动摩擦因数为μ,求:(重力加 速度为g)
例3 如图3所示,A、B、C三个小物块放置在光滑水平面上,A紧靠竖直墙壁,A、B
之间用水平轻弹簧拴接且轻弹簧处于原长,它们的质量分别为mA=m,mB=2m,mC =m.现给C一水平向左的速度v0,C与B发生碰撞并粘合在一起.试求: (1)A离开墙壁前,弹簧的最大弹性势能;
答案 16mv02
图3
解析 B、C碰撞前后动量守恒,以水平向左为正方向,则mv0=3mv, 弹簧压缩至最短时弹性势能最大,由机械能守恒定律可得:Epm=12×3mv2 联立解得:Epm=16mv02
针对训练 如图4所示,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平面上,B、 C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连.将弹簧压紧到不能再压缩时用 细线把B和C相连,使弹簧不能伸展,以至于B、C与弹簧可视为一个整体.现A以初速 度v0沿B、C的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起以后,细线突然断开,弹簧 伸展,从而使C与A、B分离.已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的弹性势能.
解析 方法一:B向右加速过程的位移设为x2. 则 μmgx2=12×3mv2 解得:x2=332vμ0g2 木板的最小长度:L=x1-x2=38vμ0g2
方法二:从A滑上B至达到共同速度的过程中,由能量守恒得: μmgL=12mv02-12(m+3m)v2 得:L=38vμ0g2.

人教版高中物理选修3-5课件19.7核聚变

人教版高中物理选修3-5课件19.7核聚变
1、轻核聚变产能效率高 2、地球上聚变燃料的储量丰富
(每升水中就含有0.03g氘,地球上有138.6亿亿立 方米的水,大约有40万亿吨氘。氚可以利用锂来 制取,地球上锂储量有2000亿吨)
3、轻核聚变更为安全、清洁
(高温不能维持反应就能自动终止,聚变产生的 氦是没有放射性的。废物主要是泄露的氚,高速 中子、质子与其他物质反应生成的放射性物质, 比裂变反应堆生成的废物数量少,容易处理)
聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药:
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳

子 弹
U235
裂变
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H31
H42
He

01n
氢弹爆炸形成的磨姑云
核聚变普遍存在于宇宙中
二、受控热核反应——核聚变的利用
热核反应和裂变反应相比较,具有许多优越性。
2 1
H

3 1
H42
He
01n
氘核的质量:mD=2.014102u 氚核的质量:mT=3.016050u
氦核的质量:mα=4.002603u 中子的质量:mn=1.008665u
m
m D
m T
(m
m ) n
0.018884u
E mc2 0.01884 931.5MeV
高中物理课件
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人教版选修3-5
第十九章原子核
第七节核裂变
一、核聚变(热核反应)
某些轻核能够结合在一起,生成一个较大的原子核,这 种核反应叫做聚变。
2 1
H31H42

人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件

人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件

人民教育出版社 高二 |选修3-5
人民教育出版社 高二 |选修3-5
三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题: 1.什么是逸出功? 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾 ?
使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫做
这种金属的逸出功。
三.光电效应解释中的疑难
人民教育出版社 高二 |选修3-5
以上三个结论都与实验结果相矛盾的,所 以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
遏I
止 电 压
U
I
黄光( 强) 蓝光
黄光( 弱)
人民教育出版社 高二 |选修3-5
二.光电效应的实验规律
实验表明: 当入射光的频率减小到某一数值γc时,没 有光电子发出。
实验结论3:存在截止频率,当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应 。
二.光电效应的实验规律
实验表明: 产生光电流的时间不超过10-9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4:光电效应具有瞬时性
实验表明:
U1
对于一定颜色(频率) 的光,无论光的强弱如 何,遏止电压都是一样 的。且光的频率v改变 时,遏止电压也会改变 。
遏I
止 电 压
I
黄光( 强) 蓝光
黄光( 弱)
U1 U2
二.光电效应的实验规律
人民教育出版社 高二 |选修3-5
实验结论2:
存在遏制电压 ,且跟 光的频率有关 ,与光 强无关 ,进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关,与 光强无关
保持光频率不变,增大 光强,饱和电流增大
人民教育出版社 高二 |选修3-5
I
黄光(强)
Is
黄光(弱)
O
UAK
二.光电效应的实验规律

【全国百强校】山东省枣庄市第三中学高中物理选修3-5课件:19.7 核聚变(共14张PPT)

【全国百强校】山东省枣庄市第三中学高中物理选修3-5课件:19.7 核聚变(共14张PPT)
是铀裂变( 201 = 0.852MeV)的约4倍。 235 + 1
2、发生聚变的条件: 要使原子核间的距离达到10-15m,核力
才能大于电磁力
需要克服极大的库仑斥力,因此必须 让轻核具有很大的动能。
3、实现的方法有: 把原子核加热到很高的温度;
聚变反应又 叫热核反应
几百万开 尔文高温
核聚变的利用——氢弹
Δm = mD + mT - (mα + mn ) = 0.018884u
ΔE = Δmc2 = 0.01884 ×931.5MeV
= 17.59MeV
计算表明,这个核反应释放的能量是 17.6MeV 。这个量值虽然比一个铀核裂变 产生的能量(201MeV)少,但平均每个核
子产生的能量 17.6 = 3.52MeV 2+3
△E=△mc2=0.029282×931MeV= 27.3MeV
或 △E = △mc2
= 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2
= 4.37 ×10-12J
§19.7 核聚变
核子平 均质量
D E
合成
F
O
Fe
原子序数
一、核聚变
1 、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起,生成一个较 大的原子核,同时放出大量的核能。这种核 反应叫做聚变。
2 1
H
+
3 1
H

4 2
He
+
01n
计算下面核聚变放出的能量:
2 1Leabharlann H+3 1
H

4 2
He
+
01n
氘核的质量:mD=2.014102u 氚核的质量:mT=3.016050u 氦核的质量:mα=4.002603u 中子的质量:mn=1.008665u

高中物理选修3-5课件 17.2 光的粒子性

高中物理选修3-5课件 17.2 光的粒子性

课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
3.实验规律之三——光电效应具有瞬时性 当入射光的频率超过截止频率时,无论入射光强度怎么样,立刻就 能产生光电效应。精确测量表明,产生光电流的时间不超过 10-9 s。
预习交流 1
经典电磁理论为什么无法解释光电效应的瞬时性? 答案:光电效应的实验表明,入射光照射到金属上时,光电子的发射 几乎是瞬时的,一般不超过 10-9 s,也就是说,光电子的逸出不需要一个能 量的积累过程。 按照经典电磁理论,一束光照到物体表面上时,它的能量 将分布在大量的原子上,电子从入射光中吸收能量后必须积累到足够 大,才能克服内部原子对它的引力逸出表面,这就必须花较长的时间,不 可能立即逸出。所以经典电磁理论无法解释光电效应的瞬时性。
1 2 m e������������ =eUc。 2
当入射光的频率减小到某一数值 νc 时,即使不加反向电压,也没有 光电流产生,表明没有光电子了,νc 称为截止频率。 实验表明:光电子的能量与入射光的频率有关,而与入射光的强弱 无关,当入射光的频率低于截止频率时,不能发生光电效应。
2 光的粒子性 目标 预习 导航 引导
2 光的粒子性 目标 预习 导航 引导
3.康普顿效应的意义
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
(1)证明了爱因斯坦光子假说的正确性。 (2)揭示了光子不仅具有能量,还具有动量,进一步说明了光具有粒 子性。 (3)证实了微观粒子的单个碰撞事件中动量守恒和能量守恒定律仍 然成立。 4.光子的动量 根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程 E=mc2 和光子说 ε=hν,每 个光子的质量是 m= 2 ,按照动量的定义,每个光子的动量是 p= 或 p= 。 综上所述,光子具有能量、质量、动量,表现出了粒子所有的特征。

沪科版高中物理选修(3-5)2.3《光是波还是粒子》ppt课件

沪科版高中物理选修(3-5)2.3《光是波还是粒子》ppt课件
明显,在另外某种情况下光的粒子性表现明显
解析
光与其他物质相互作用时表现为粒子性,光在传播时表
现为波动性.光的波动性与粒子性都是光的本质属性.故正确 答案为B、D.
答案
BD
返回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、再探光的双缝干涉实验
问题设计
双缝干涉实验中 ( 如图 1 甲所示 ) ,在光屏处放置照相底片,并设
法减弱光的强度,使光子只能是一个一个地通过狭缝.
光电效应 实验依据 康普顿效应
2.光子的能量E=hν和动量p= 普朗克常量h把描述粒子性的 性的 频率ν 二象性. 、 波长λ
h λ
和 动量p ,与描述波动
能量E
紧密联系在一起,生动地说明光具有波粒
例1 有关光的本性,下列说法正确的是(
)
A.光既具有波动性,又具有粒子性,这是互相矛盾和对立的
干涉 波动性 衍射
返回
自我检测区
1
2
3
4
1
2
3
4
1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是( A )
A.光电效应实验
概率
概率
例2 为了验证光的波粒二象性,在双缝干涉实验中将光屏换成 照相底片,并设法减弱光的强度,下列说法正确的是( )
A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝,如果时间
足够长,底片上将出现双缝干涉图样
B.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝,如果时间 很短,底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样 C.大量光子的运动显示光的波动性 D.个别光子的运动显示光的粒子性,光只有波动性没有粒子性
要点提炼
1.对光的波粒二象性的理解
粒子性 个别光子表现出粒子性 表现相互作用时表现出粒子性 高频光粒子性显著 光的波粒二象性 干涉 实验依据 衍射 波动性 大量光子表现出波动性 表现光在传播时表现出波动性 低频光波动性显著

高中物理选修3-5优质课件:19.6 核裂变

高中物理选修3-5优质课件:19.6  核裂变
Nhomakorabea03
1.(核裂变及链式反应)(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其中的一种裂变反 应为 29325U+10n→15464Ba+8396Kr+310n,下列说法正确的有
√A.上述裂变反应中伴随着中子放出
B.铀块体积对链式反应的发生无影响
√C.铀核的链式反应可人工控制
D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响
(2)核电站发电有什么优点?
答案 核电站发电的优点 ①消耗的核燃料少. ②作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量所能提供的能量大. ③对环境的污染要比火力发电小.
知识深化
1.核电站的主要部件及作用
组成部分
材料
裂变材料(核燃料)
浓缩铀
减速剂(慢化剂) 石墨、重水或普通水(也叫轻水)
作用 提供核燃料 使裂变产生的快中子减速
知识深化
1.常见的裂变方程 (1)29325U+10n→15349Xe+9358Sr+210n (2)29325U+10n→15464Ba+8396Kr+310n 2.链式反应发生的条件 (1)铀块的体积大于或等于临界体积. (2)有足够浓度的铀235. (3)有足够数量的慢中子. 3.铀的同位素中铀235比铀238更易发生链式反应.
A.15440Xe+3963Kr C.15461Ba+9338Sr
B.15461Ba+9326Kr
√D.15440Xe+3984Sr
解析 根据核反应中的质量数和电荷数守恒可知,a和b的总质量数应为235+1-2= 234,总质子数应为92,A项中质量数为140+93=233, B项中质量数是141+92=233, C项中质量数为141+93=234,质子数为56+38=94, D项中质量数为140+94=234,质子数为54+38=92.综上可知,答案为D.

人教版高中物理选修3-5:能量量子化课件

人教版高中物理选修3-5:能量量子化课件
《波粒二象性》 之
《能量量子化》
高中物理选修3-5
(1831〜1879,出生于苏格兰爱丁堡,英国 物理学家、数学家,经典电磁学理论的创始 人 ,预言了电磁波的存在)
(1857-1894,德国物理学家,于1886年首 先证实了电磁波的存在,故频率的国际单位制 单位赫兹以他的名字命名。)
固体在温度升高 时颜色的变化:
(T )

2πh c2
3
eh / kT
1
实验值
普朗克
h=6.626×10-34J·s, 后人称之为普朗克 常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ (μ m)
能量对比
宏观 微观 经典 量子
维恩公式

瑞利
金斯
(1842-1919, 英国物理学家)
(1877-1946, 英国物理学家)
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时一份的(分立的)。
能量是h 的整数倍。
M.Planck
德国物理学家
1858-1947
h 能量子:
hc

e0(,T )
M
800K
1000K
1200K 1400K
黑体 模型
黑体辐射的实验规律
辐射强度
λ 0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理学的“两朵乌云”之一
两种 维恩公式: 短波适合;长波不符合 理论: 瑞利-金斯公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
M 0 (,T )
实验
瑞利-金斯公式
维恩
(1864-1928, 德国物理学家 )
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汤姆生如何测定出粒子的荷质比?
• 让带电粒子垂直射入匀强磁场,如果仅受磁 场力作用,将做匀速圆周运动,洛仑兹力提 供向心力:
m v2 evB r
汤姆生如何测定出粒子速度v和半径r?
• 1、让粒子垂直射入正交的电磁场做匀速
直线运动: v E B
2、让粒子垂直射入匀强电场仅受电场力作 用达到最大偏转
• 二、系统、内力和外力

1.系统:存在相互作用的几个物体所组成
的整体称为系统,系统可按解决问题的需要灵活
选取。

2.内力:系统内各个物体间相互用力称为
内力。

3.外力:系统外其他物体作用在系统内任
何一个物体上的力称为外力。

• 内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确 定了系统后,才能确定内力和外力。
• (注重动量守恒定律与机械能守恒定律适用条件的区别)
• 【例3】在光滑水平面上A、B • 两小车中间有一弹簧,如图所 • 示。用手抓住小车并将弹簧压
• 缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做 一个系统,下列说法中正确的是( )
• A.两手同时放开后,系统总动量始终为零 • B.先放开左手,再放开右手后,动量不守恒 • C.先放开左手,再放开右手后,总动量向左 • D.无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原
密立根油滴实验
密立根油滴实验的原理图
• 密立根测量出电子的电量
e 1.60221019C
根据荷质比,可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 10 31kg
16.2 动量守恒定律(一)
16.2 动量守恒定律(一)
教学目标: 理解动量的概念,明确动量守恒定律的内容,理解守恒条件
和矢量性。理解“总动量”就是系统内各个物体动量的矢量和。
②相对性:这是由于速度与参考2 系的选择有关,通常以地 球(即地面)为参考系。 ③矢量性:动量的方向与速度方向一致。运算遵循矢量运 算法则(平行四边形定则)。
例题1的功能:建立矢量运算的概念,强化矢量运算 的方法。
【例1】关于动量的概念,下列说法正确的 是;( ) A.动量大的物体惯性一定大 B.动量大的物体运动一定快 C.动量相同的物体运动方向一定相同 D.动量相同的物体速度小的惯性大
长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的 总动量不一定为零
例题3教学回顾: (1)明确系统、内力和外力,判断是否满足守恒条件。 (2)明确研究过程,分析碰撞过程的初末状态。画出初末 态的情景图 (3)分析初、末状态的总动量,最后列方程。 (4)解题过程的表述力求清楚、规范。
可以引导学生从例题总结出解决这类问题的分析思路,以 便学生更好地掌握和运用动量守恒定律分析和解决问题。
• 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- mυ1 矢量差
• 【例2】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?
动量守恒定律解题的一般步骤: (1)明确题意,明确研究对象; (2)受力分析,判断是否守恒; (3)确定动量守恒系统的作用前总动量和作用后总动量; (4) 选定正方向根据动量守恒定律列出方程; (5)解方程,得出结论。
思考与讨论:
• 把它置于光滑的水平面上,一质量为m
• 的滑块B从斜面体A的顶部由静止滑下,
• 与斜面体分离后以速度v在光滑的水平
• 面上运动,在这一现象中,物块B沿斜面体A下滑时,A与 B间的作用力(弹力和可能的摩擦力)都是内力,这些力不 予考虑。但物块B还受到重力作用,这个力是A、B系统以 外的物体的作用,是外力;物体A也受到重力和水平面的 支持力作用,这两个力也不平衡(A受到重力、水平面支持 力和B对它的弹力在竖直方向平衡),故系统的合外力不为 零。但系统在水平方向没有受到外力作用,因而在水平方 向可应用动量守恒,当滑块在水平地面上向左运动时,斜 面体将会向右运动,而且它们运动时的动量大小相等、方 向相反,其总动量还是零。
引入思路: 本节在前面科学探究的基础上提出了动量的概念
和动量守恒定律,并从物理学史的角度来加以认识。
一.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。
d2 r
h
• 计算出的荷质比大约比当时知道的 质量最小的氢离子的荷质比达 2000倍。这有两种可能:或者这 种带电粒子的电荷量很大;或者它 的质量很小。
电子的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ现
• 汤姆生发现,对于不同的放电气体,或者 用不同的金属材料制作电极,都测得相同 的荷质比,随后又发现在气体的电离和光 电效应等现象中,可从不同的物体中击出 这种带电粒子,这表明它是构成各种物体 的共同成分。随后,汤姆生直接测量出粒 子的电荷,发现粒子的电荷与氢离子的电 荷基本相同,说明它的质量比任何一种分 子和原子的质量都小得多,至此,汤姆生 完全确认了电子的存在。
三、动量守恒定律
注意: (1)应用时需注意区分内力和外力。 (2)区分“外力的矢量和”:把作用在系统上的所有 外力平移到某点后算出的矢量和。 “合外力”:作用 在某个物体(质点)上的外力的矢量和。 (3)明确“不变量”绝不是“守恒量”。确切理解 “守恒量”是学习物理的关键。
• 例如:如图所示,斜面体A的质量为M,
汤姆生 的伟大发现
• 汤姆生发现电子之前人们认为原子是组成 物体的最小微粒,是不可再分的.汤姆生对阴 极射线等现象的研究中发现了电子,从而敲 开了原子的大门.
探索阴极射线
• 1858年德国的科学家普里克(J.Plucker, 1801——1868)发现了阴极射线。
• 阴极射线究竟是什么?汤姆生如何测定阴 极射线的电荷?
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