2015高考第一轮复习PPT第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核

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第一部分 专题讲练突破

专题 六 选考模块 第15讲 动量守恒定律 原子结构和原子核

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TIAN HONG SHU YE 天 宏 书 业

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知识回扣 1.动量守恒定律

规律方法

(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的 矢量和 为零，则这个系统的总动量保持不变. (2)表达式：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;

或p=p′(系统相互作用前的总动量p等于系统相互作用后的总动量p′);或Δ p=0(系统总动量的增量为零); 或Δ p1=-Δ p2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量 大小相等 、方向相反 ). (3)动量守恒定律的适用条件

①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的 合力为零. ②系统所受合外力不为零，但在某一方向上系统所受外力的合力为零，则该方向上系统动量守恒.③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程. 2.弹性碰撞与非弹性碰撞 碰撞过程遵从 动量守恒定律.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做 弹性 碰撞；如果碰撞过 程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞.

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知识回扣 3.原子的核式结构 原子核

规律方法

(1)英籍物理学家卢瑟福和他的助手进行了 α粒子散射 实验，实验的结果是绝大多数α 粒子穿过金箔 后基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数α 粒子发生较大的偏转. (2)原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核.原子的全部正电荷和几乎全部 质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转. (3)具有相同的 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，互称同位素. 4.能级和能级跃迁 (1)轨道量子化 核外电子只能在一些分立的轨道上运动 (2)能量量子化 原子只能处于一系列不连续的能量状态 (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 =Em-En.首页

rn=n2r1(n=1,2,3,…) En=E1/n2(n=1,2,3…)

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知识回扣 5.天然放射现象、衰变、放射性的应用和防护 (1) 放射性元素自发地发出射线的现象叫做 天然放射现象 种： α射线 、 β射线 、 γ射线 .

规律方法

.放射性物质放出的射线通常有三

(2)原子核放出α 粒子或β 粒子后，变成新的原子核，我

们把这种变化称为原子核的衰变.在衰变过 程中，电荷数和质量数 都守恒. (3)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.放射性元素衰变的快 慢是由 原子核 内部本身的因素决定的，跟原子所处的 物理或化学 状态无关.

(4)放射性同位素的应用：一是利用它的 射线；二是作为 示踪原子 .(5)α射线、β射线、γ射线之间的区别

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知识回扣 6.核反应 核能 裂变 轻核的聚变

规律方法

(1)在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为 核反应 .在此过程中，质量 数和电荷数都守恒.爱因斯坦的质能方程是 E=mc2 或Δ E=Δ mc2. (2)核物理中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为 裂变 ；把轻核结合成质量较大 的核，释放出核能的反应，称为 聚变 . 7.核反应规律和原子核的人工转变 (1)核反应的规律为：反应前后 质量数 守恒和 电荷数 守恒.

(2)原子核的人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为： 7N+2He→ 8O+1H.9 4 12 1 4Be+2He→ 6C+0n 查德威克发现中子的核反应方程为：

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约里奥· 居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 13Al+2He→15P+0n;15P→14Si+ 8.动量是矢量，其方向与 速度 的方向一致.

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4

30

1

30

30

+1

0

e

9.动量的变化量是物体的末动量与初动量的 矢量 差，表达式为Δ p=p末-p初，动量变化量的方向与 速度变化 的方向相同，也就是与加速度的方向相同，即与物体所受 合外力 的方向相同.

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知识回扣 1.运用动量守恒定律的步骤 (1)确定研究对象(系统);

规律方法

(2)做好受力分析，判断是否满足动量守恒的条件；(3)确定满足动量守恒的过程； (4)选取正方向，明确初、末状态； (5)列方程求解. 2.碰撞问题同时遵守的三条原则是 (1)系统动量守恒原则 (2)物理情景可行性原则 (3)不违背能量守恒原则1 2 1 2 1 1 2 2 碰撞过程满足 Ek≥Ek′即 m1v1+ m2v2≥ m1v1′ + m2v2′ 2 2 2 2 p1 p2 p1′ p2′ 或 + ≥ + 2m1 2m2 2m1 2m22 2 2 2

3.在书写核反应方程式时，一般先满足质量数守恒，后满足电荷数守恒. 4.在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定律、质能方程和能的转化与守恒定律综合分析. 5.核能的计算方法 若Δ m以kg为单位，Δ E=Δ mc2,则Δ E的单位为焦耳. 若Δ m以原子的质量单位u为单位，则Δ E=Δ m×931.5 MeV.首

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热点一

动量守恒定律的应用 解 析：从碰撞时的能量和动量守恒入 手，运用动能定理解决问题. 碰撞前 A 的速度为 v ;碰后 A 和 B 的速度分别为 v1和v2. 由能量和 动量守恒定律，得 mv2/2=mv12/2+(2m)v22/2①

典型例题

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借题发挥

例1. (2013· 高考新课标全国Ⅰ卷)在粗糙的水平 桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d.

现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短.当两木块都停止运动后，相距仍然 为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为 μ ,B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g. 求A的初速度的大小.

mv=mv1+(2m)v2②以碰撞前木块A的速度方向为 正.由①②式得 v1=-v2/2③ 设碰后A和B为d1和d2,由动能定 理得 μ mgd1=mv12/2④ μ (2m)gd2=(2m)v22/2⑤ d=d1+d2⑥ 设 A 的初速度为 v0 ,由动能定理 得μ mgd=mv02/2-mv2/2⑦ 联立②至⑦式得 v0=28 μ gd ⑧ 5

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