選修《自然界中的守恒定律》知識梳理

1、優(yōu)選文檔優(yōu)選文檔PAGEPAGE14優(yōu)選文檔PAGE自然界中的守恒定律【2011考綱解讀】考綱領(lǐng)求能力要求考向定位動量守恒定律（說會用動量守恒定律解析、解1子彈打木塊模型；2有明：只限于一維）決碰撞、爆炸等相互作用彈簧參加的追碰模型；會應(yīng)用動量守恒定律解決一3有阻截板參加的碰撞問維運動有關(guān)問題題；知道什么是反沖，4墜落中的碰撞問題；知道火箭的翱翔原理和用5兩大守恒定律在圓周運途，能講解噴氣飛機(jī)的原理動中的的綜合應(yīng)用；認(rèn)識動量守恒定律在實質(zhì)生6應(yīng)用兩大守恒定律辦理活中的意義和作用多體問題等問題【必備知識梳理】一、動量和動能動量和動能都是描述物體運動狀態(tài)的物理量，但它們存在顯然的不同樣：動量是矢量

2、，動能是標(biāo)量物體動量變化時，動能不用然變化；但動能一旦發(fā)生變化，動量必發(fā)生變化如做勻速圓周運動的物體，動量不斷變化而動能保持不變動量是力對時間的積累效應(yīng)，動量的大小反響物體能夠戰(zhàn)勝必然阻力運動多久，其變化量用所受沖量來量度；動能是力對空間的積累效應(yīng)，動能的大小反響物體能夠戰(zhàn)勝必然阻力運動多么遠(yuǎn)，其變化量用外力對物體做的功來量度動量的大小與速度成正比，動能大小與速率的平方成正比不同樣物體動能同樣時動量能夠不2同，反之亦然，p2mEk，常用于比較動能同樣而質(zhì)量不同樣物體的動量大??；Ekp常用來2m比較動量同樣而質(zhì)量不同樣物體的動能大小二、動量守恒定律與機(jī)械能守恒（包括能量守恒）定律動量守恒定律和機(jī)

3、械能守恒定律所研究的對象都是相互作用的物體組成的系統(tǒng)，且研究的都是某一物理過程一但兩者守恒的條件不同樣：系統(tǒng)動量可否守恒，決定于系統(tǒng)所受合外力可否為零；而機(jī)械能可否守恒，則決定于可否有重力以外的力（不論是內(nèi)力還是外力）做功所以，在利用機(jī)械能守恒定律辦理問題時要重視解析力的做功情況，看可否有重力以外的力做功；在利用動量守恒定律辦理問題時重視解析系統(tǒng)的受力情況（不論可否做功），并重視分1/9析可否滿足合外力為零應(yīng)特別注意：系統(tǒng)動量守恒時，機(jī)械能不用然守恒；同樣機(jī)械能守恒時，動量不用然守恒，這是由于兩個守恒定律的守恒條件不同樣必然以致的結(jié)果如各種爆炸、碰撞、反沖現(xiàn)象中，因F內(nèi)F外，動量都是守恒的，但

4、因很多情況下有內(nèi)力做功使其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而使其機(jī)械能不守恒別的，動量守恒定律表示成為矢量式，應(yīng)用時必定注意方向，且可在某一方向獨立使用；機(jī)械能守恒定律表示成為標(biāo)量式，對功或能量只需代數(shù)加減，不能夠按矢量法規(guī)進(jìn)行分解或合成三、辦理力學(xué)問題的基本方法辦理力學(xué)問題的基本方法有三種：一是牛頓定律，二是動量關(guān)系，三是能量關(guān)系若觀察有關(guān)物理量的瞬時對應(yīng)關(guān)系，須應(yīng)用牛頓定律，若觀察一個過程，三種方法都有可能，但方法不同樣，辦理問題的難易、繁簡程度可能有很大的差別若研究對象為一個系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮兩大守恒定律，若研究對象為單一物體，可優(yōu)先考慮兩個定理，特別波及時間問題時應(yīng)優(yōu)先考慮動量定理，涉及功和位移問

5、題的應(yīng)優(yōu)先考慮動能定理由于兩個守恒定律和兩個定理只觀察一個物理過程的始末兩個狀態(tài)有關(guān)物理量間關(guān)系，對過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究，這正是它們的方便之處特別對于變力作用問題，在中學(xué)階段無法用牛頓定律辦理時，就更顯示出它們的優(yōu)越性四、求解動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、動能定理、功能關(guān)系的綜合應(yīng)用類題目時要注意：1.仔細(xì)審題，明確物理過程這類問題過程經(jīng)常比較復(fù)雜，必定仔細(xì)閱讀原題，搞清已知條件，判斷哪一個過程機(jī)械能守恒，哪一個過程動量守恒2.靈便應(yīng)用動量、能量關(guān)系有的題目可能動量守恒，機(jī)械能不守恒，或機(jī)械能守恒，動量不守恒，也許動量在整個變化過程中守恒，而機(jī)械能在某一個過程中有損失等，過程的采用要靈便，既要熟

6、悉必然的典型題，又不能夠死套題型、公式【高頻考點解讀】考點一子彈打木塊模型子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能不守恒，系統(tǒng)部分機(jī)械能單向轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能【例1】如圖6-3-1所示，設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度V0射向靜止在圓滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊，并留在木塊中不再射出，子彈鉆入木塊深度為d求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離2/9圖6-3-1【解讀】子彈和木塊最后共同運動，相當(dāng)于完好非彈性碰撞從動量的角度看，子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒：mV0=（M+m）V。從能量的角度看，該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的內(nèi)能設(shè)平均阻力大小為f，設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2，如圖所示

7、，顯然有s12-s=d對子彈用動能定理：fs11mv021mv222對木塊用動能定理：fs21Mv22、相減得：fd1mv021Mmv2Mmv02222Mm這個式子的物理意義是：fd恰好等于系統(tǒng)動能的損失；依照能量守恒定律，系統(tǒng)動能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加；可見fdQ，即兩物體由于相對運動而摩擦產(chǎn)生的熱（機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能），等于摩擦力大小與兩物體相對滑動的行程的乘積（由于摩擦力是耗散力，摩擦生熱跟路徑有關(guān)，因此這里應(yīng)該用行程，而不是用位移）由上式不難求得平均阻力的大?。篗mv02f2Mmd至于木塊前進(jìn)的距離s2，能夠由以上、對照得出：s2mdMm從牛頓運動定律和運動學(xué)公式出發(fā)，也能夠得出同

8、樣的結(jié)論由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運動，位移與平均速度成正比：s2dv0v/2v0v，s2v/2vdv0Mm，s2ms2vmMm一般情況下Mm，因此s21）若第一次敲擊使釘進(jìn)入木板深度為L1，問最少敲擊多少次才能將釘全部敲入木板？并就你的解答談?wù)撘獙⑨斎壳萌肽景?，L1必定滿足什么條件？【解讀】設(shè)鐵錘每次敲擊鐵釘后以共同速度V運動，依照動量守恒定律可得：MV0=（M+m）V設(shè)第一次受擊進(jìn)入木板過程中受平均阻力為f1，則依照動能定理可得：f1L101MV2M2V0222(Mm)第二次受擊進(jìn)入木板過程中受平均阻力為f2=Kf1，依照動能定理可得：Kf1L201MV2M2V0222(Mm)因此L21同理可得3=L1/K2，L41/K3Ln1N(N-1)=L/KL=L=L/KKn11