经全国中小学教材审定委员会 2005年初审通过 普通高中课程标准实验教科书 物理 选修3-5 人民教育出版社课程教材研究所编著 物理课程教材研究开发中心 人“社
目录 第十六章动量守恒定律 1实验:探究碰撞中的不变量 2动量守恒定律(一) 1260 3动量守恒定律(二) 4碰撞 13 5反冲运动火箭 6用动量概念表示牛顿第二定律 21 第十七章波粒二象性 物理学的新纪元:能量量子化 2科学的转折:光的粒子性 6707 3崭新的一页:粒子的波动性 4概率波 5不确定性关系 笫十八章原子结构 46 1电子的发现 47 2原子的核式结构模型 3氢原子光谱 4玻尔的原子模型 第十九章原子核 1原子核的组成 65 2放射性元素的衰变 3探测射线的方法 4放射性的应用与防护 0369 核力与结台能 6重核的裂变 83 7核聚变 8粒子和宇宙 课题研究研究建筑石材的放射性
想像远比知识重要,知识有涯,而想像能 环抱整个世界。 爱因斯坦 第十六章动量守恒定律 r 一个微观检子分裂前后的径迹 台球的碰撞、火箭的起飞、微观粒子的散射,这些运动似乎有天壤之别。然而,物理学的研究表 明,它们遵从相同的科学规律—动量守恒定律。动星守恒定律是自然界中最善遍的规律之一,无论是 设计火箭还是研究微观粒子,都离不开它
高中物理c选修3 实验:探究碰撞中的不变量 碰撞是自然界中常见的现象。两节火车车厢之间的挂钩碰撞连接,台球由于碰撞而改 变运动状态,徽观粒子之间更是由于相互碰撞而改变能量甚至使得一种粒子转化为其他粒 e B 台球磁筐的频闪照片 图161-1观票两球的碰撞 如图161-1,A、B是两个悬挂起来的钢球,质量初等。使B球静止,拉起A球, 放开后A与B碰撞,观察碰撞前后两球运动的变化 换成质量相差较多的两个小球,重做以上实验。 两个物体碰撞前后的速度都会发生变化,物体的质 物理学家始终在寻求自然界方 量不同时速度变化的情况也不一样。那么,碰撞前后会物运动期律,其中包在多毁的 不会有什么物理量保持不变? 世界里找出某些不变性,在《必修 下面通过实验研究这个间题。 2》的第七最中我们曾经经历过这 样的探究过程 实验的基本思路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 后仍沿这条直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。 与物体运动有关的物理量可能有哪些呢?在一维碰撞的情况下只有物体的质量和速度。 设两个物体的质量分别为m、m,碰撞前的速度分别为、,碰撞后的速度分别为、2, 如果速度与我们设定的方向一致,取正值,否则取负值。 现在的问题是,碰撞前后哪个物理量可能是不变的?质量是不变的,但质量并不描述物 体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”。速度在碰撞前后是变化的,但一个物体的质量与 2
它的速度的乘积是不是不变量?如果不是,那么,两个物体各自的 如果左式成立,那 质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量?也就是说,关系式 就表示“m+m边”是 mU1 t mU2 E mU+ m202 亚撞前后的不量 是否成立? 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?也就是说,关系式 m12+m22=m1D12+m2 是否成立? 也许,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?也就是说,关系式 第十六章动量守恒定律 mi t m, m 是否成立? 也许 碰撞可能有很多情形。例如两个物体可能碰后分开,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都不改变,这样才符合要求。 需要考虑的问题实验中首要的问题是如何保证碰撞是一维的,即如何保证两个物体在 碰撞之前沿同一直线运动,碰撞之后还沿这条直线运动。此外,还要考虑怎样测量物体的质 量、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度。 质量可以用天平测量,所以,本实验要解决的主要问题是怎样保证物体沿同一直线运动 和怎样测量物体的速度。 关于实验数据的处理,下面的表格可供参考。填表时应注意思考:如果小球碰撞后运动 的速度与原来的方向相反,应该怎样记录? 硷撞前 硷撞后 质量 U 度 M,,+mv m1+m2 m2+m功2 mU:+mUr