自然界中的守恒定律課件

第五節(jié)自然界中的守恒定律第五節(jié)自然界中的守恒定律1知識(shí)點(diǎn)1

守恒是貫穿高中物理的重要理念

自然現(xiàn)象豐富多彩，物體的運(yùn)動(dòng)千變?nèi)f化，但在這紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象中隱藏著簡(jiǎn)單和諧的美：守恒與不變、守恒與對(duì)稱，這是物理學(xué)家開啟神奇的自然界之門的金鑰匙．1．能量守恒定律

能量守恒定律：能量____________，____________，而只會(huì)__________________________，____________．能量守恒是時(shí)間平移不變性的體現(xiàn)．能量守恒定律是物理學(xué)中最基本的定律之一．既不會(huì)被創(chuàng)生也不會(huì)被消滅從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式總量保持不變知識(shí)點(diǎn)1守恒是貫穿高中物理的重要理念 自然現(xiàn)象豐富多彩，22．動(dòng)量守恒定律

動(dòng)量守恒定律：是指物體系統(tǒng)碰撞前后的總動(dòng)量不変． 動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體，它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，也可用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來(lái)．動(dòng)量守恒定律的適用條件：(1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零．2．動(dòng)量守恒定律 動(dòng)量守恒定律：是指物體系統(tǒng)碰撞前后的總動(dòng)量3

(2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但

F內(nèi)?F外，亦即外力作用于系統(tǒng)中的物體導(dǎo)致的動(dòng)量的改變較內(nèi)力作用所導(dǎo)致的動(dòng)量改變小得多，則此時(shí)可忽略外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒．

(3)系統(tǒng)所受合外力雖不為零，但系統(tǒng)在某一方向所受合力為零，則系統(tǒng)此方向的動(dòng)量守恒．3．機(jī)械能守恒定律

在__________________的條件下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但____________________．在有彈簧彈力做功的情況下，也有類似的結(jié)論成立，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律．只有重力對(duì)物體做功機(jī)械能的總量保持不變 (2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但F內(nèi)?F外，亦即4例1：

一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在A中，A和木塊B用一根彈性良好的輕彈簧連在一起，如圖，則在子彈打擊木塊A及彈簧壓縮的過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)（）A.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒C.動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D.均不守恒練習(xí)1：

如圖所示，V2>V1，V2與V1都是相對(duì)于地面的速度。物塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，平板車與地面之間無(wú)摩擦，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．車的動(dòng)量增加，物塊的動(dòng)量減少B．車的動(dòng)量減少，物塊的動(dòng)量增加C．兩物體總動(dòng)量增加，總機(jī)械能不變D．兩物體總動(dòng)量不變，總機(jī)械能不變

CA例1：練習(xí)1：CA5知識(shí)點(diǎn)2利用動(dòng)量、能量守恒定律解決多過(guò)程問(wèn)題的題目：1.確定研究對(duì)象，分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況；2.分析所研究的物理過(guò)程中系統(tǒng)的受力和做功情況，判斷是否滿足動(dòng)量守恒定律，選擇應(yīng)用能量守恒定律或機(jī)械能守恒定律解題；3.設(shè)定正方向，分別寫出運(yùn)功情況的初末狀態(tài)的總動(dòng)量或總機(jī)械能；4.根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律列方程；5.解方程，求出所需結(jié)果。知識(shí)點(diǎn)2利用動(dòng)量、能量守恒定律解決多過(guò)程問(wèn)題的題目：1.6例2．（2019年廣州調(diào)研測(cè)試）如圖，光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi)，ab水平，bcd為半圓，在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），用輕質(zhì)細(xì)繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧（未被拴接），其彈性勢(shì)能Ep=12J。軌道左側(cè)的光滑水平地面上停著一質(zhì)量M=2kg、長(zhǎng)L=0.5m的小車，小車上表面與ab等高?，F(xiàn)將細(xì)繩剪斷，之后A向左滑上小車，B向右滑動(dòng)且恰好能沖到圓弧軌道的最高點(diǎn)d處。g取10m/s2，求：（1）A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB；（2）圓弧軌道的半徑R；例2．（2019年廣州調(diào)研測(cè)試）7解：（1）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)A、B的速度分別為vA、vB，

由動(dòng)量守恒定律0=mAvA-mBvB

由機(jī)械能守恒定律

聯(lián)立以上兩式解得

vA=2m/s，vB=4m/s（2）設(shè)B經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的速度為vd，在d點(diǎn)：由機(jī)械能守恒定律：

聯(lián)立以上兩式解得

R=0.32m解：（1）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)A、B的速度分別為vA、vB8練習(xí)2：

如圖1所示，在離地面H＝5.45m的O處用長(zhǎng)L＝0.45m的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線掛一質(zhì)量為0.09kg的爆竹(火藥質(zhì)量忽略不計(jì))，把爆竹拉起至D點(diǎn)使細(xì)線水平伸直，點(diǎn)燃導(dǎo)火線后將爆竹由靜止釋放，爆竹剛好到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)炸成質(zhì)量相等的兩塊，一塊朝相反方向水平拋出，落到地面上的A處，拋出的水平距離s＝5m．另一塊仍系在細(xì)線上繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，空氣阻力忽略不計(jì)，取g＝10m/s2，求：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；(2)繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)的那一塊在B處對(duì)細(xì)線的拉力的大小T′；(3)火藥爆炸釋放的能量E.練習(xí)2：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；9第05節(jié)自然界中的守恒定律課件10練習(xí)3：

如圖2所示，質(zhì)量為m的b球用長(zhǎng)為h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處．質(zhì)量也為m的小球a，從距BC高為h的A處由靜止釋放，沿ABC光滑軌道滑下，在C處與b球正碰并與b粘在一起．已知BC軌道距水平地面ED的高度為0.5h，懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg

(1)a球與b球碰前瞬間的速度為多大？

(2)a、b兩球碰后，細(xì)繩是否會(huì)斷裂？若細(xì)繩斷裂，小球在DE水平面上的落點(diǎn)距C處的水平距離是多少？若細(xì)繩不斷裂，小球最高將擺多高？(小球a、b均視為質(zhì)點(diǎn))

練習(xí)3：

如圖2所示，質(zhì)量為m的b球用長(zhǎng)為h的細(xì)繩懸掛于水11第05節(jié)自然界中的守恒定律課件12第五節(jié)自然界中的守恒定律第五節(jié)自然界中的守恒定律13知識(shí)點(diǎn)1

守恒是貫穿高中物理的重要理念

自然現(xiàn)象豐富多彩，物體的運(yùn)動(dòng)千變?nèi)f化，但在這紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象中隱藏著簡(jiǎn)單和諧的美：守恒與不變、守恒與對(duì)稱，這是物理學(xué)家開啟神奇的自然界之門的金鑰匙．1．能量守恒定律

能量守恒定律：能量____________，____________，而只會(huì)__________________________，____________．能量守恒是時(shí)間平移不變性的體現(xiàn)．能量守恒定律是物理學(xué)中最基本的定律之一．既不會(huì)被創(chuàng)生也不會(huì)被消滅從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式總量保持不變知識(shí)點(diǎn)1守恒是貫穿高中物理的重要理念 自然現(xiàn)象豐富多彩，142．動(dòng)量守恒定律

動(dòng)量守恒定律：是指物體系統(tǒng)碰撞前后的總動(dòng)量不変． 動(dòng)量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于高速運(yùn)動(dòng)物體，它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，也可用牛頓第三定律和動(dòng)量定理推導(dǎo)出來(lái)．動(dòng)量守恒定律的適用條件：(1)系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零．2．動(dòng)量守恒定律 動(dòng)量守恒定律：是指物體系統(tǒng)碰撞前后的總動(dòng)量15

(2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但

F內(nèi)?F外，亦即外力作用于系統(tǒng)中的物體導(dǎo)致的動(dòng)量的改變較內(nèi)力作用所導(dǎo)致的動(dòng)量改變小得多，則此時(shí)可忽略外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒．

(3)系統(tǒng)所受合外力雖不為零，但系統(tǒng)在某一方向所受合力為零，則系統(tǒng)此方向的動(dòng)量守恒．3．機(jī)械能守恒定律

在__________________的條件下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但____________________．在有彈簧彈力做功的情況下，也有類似的結(jié)論成立，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律．只有重力對(duì)物體做功機(jī)械能的總量保持不變 (2)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但F內(nèi)?F外，亦即16例1：

一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在A中，A和木塊B用一根彈性良好的輕彈簧連在一起，如圖，則在子彈打擊木塊A及彈簧壓縮的過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)（）A.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒C.動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D.均不守恒練習(xí)1：

如圖所示，V2>V1，V2與V1都是相對(duì)于地面的速度。物塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，平板車與地面之間無(wú)摩擦，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．車的動(dòng)量增加，物塊的動(dòng)量減少B．車的動(dòng)量減少，物塊的動(dòng)量增加C．兩物體總動(dòng)量增加，總機(jī)械能不變D．兩物體總動(dòng)量不變，總機(jī)械能不變

CA例1：練習(xí)1：CA17知識(shí)點(diǎn)2利用動(dòng)量、能量守恒定律解決多過(guò)程問(wèn)題的題目：1.確定研究對(duì)象，分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況；2.分析所研究的物理過(guò)程中系統(tǒng)的受力和做功情況，判斷是否滿足動(dòng)量守恒定律，選擇應(yīng)用能量守恒定律或機(jī)械能守恒定律解題；3.設(shè)定正方向，分別寫出運(yùn)功情況的初末狀態(tài)的總動(dòng)量或總機(jī)械能；4.根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律列方程；5.解方程，求出所需結(jié)果。知識(shí)點(diǎn)2利用動(dòng)量、能量守恒定律解決多過(guò)程問(wèn)題的題目：1.18例2．（2019年廣州調(diào)研測(cè)試）如圖，光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi)，ab水平，bcd為半圓，在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B（均可視為質(zhì)點(diǎn)），用輕質(zhì)細(xì)繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧（未被拴接），其彈性勢(shì)能Ep=12J。軌道左側(cè)的光滑水平地面上停著一質(zhì)量M=2kg、長(zhǎng)L=0.5m的小車，小車上表面與ab等高?，F(xiàn)將細(xì)繩剪斷，之后A向左滑上小車，B向右滑動(dòng)且恰好能沖到圓弧軌道的最高點(diǎn)d處。g取10m/s2，求：（1）A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB；（2）圓弧軌道的半徑R；例2．（2019年廣州調(diào)研測(cè)試）19解：（1）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)A、B的速度分別為vA、vB，

由動(dòng)量守恒定律0=mAvA-mBvB

由機(jī)械能守恒定律

聯(lián)立以上兩式解得

vA=2m/s，vB=4m/s（2）設(shè)B經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)的速度為vd，在d點(diǎn)：由機(jī)械能守恒定律：

聯(lián)立以上兩式解得

R=0.32m解：（1）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)A、B的速度分別為vA、vB20練習(xí)2：

如圖1所示，在離地面H＝5.45m的O處用長(zhǎng)L＝0.45m的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線掛一質(zhì)量為0.09kg的爆竹(火藥質(zhì)量忽略不計(jì))，把爆竹拉起至D點(diǎn)使細(xì)線水平伸直，點(diǎn)燃導(dǎo)火線后將爆竹由靜止釋放，爆竹剛好到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)炸成質(zhì)量相等的兩塊，一塊朝相反方向水平拋出，落到地面上的A處，拋出的水平距離s＝5m．另一塊仍系在細(xì)線上繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，空氣阻力忽略不計(jì)，取g＝10m/s2，求：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；(2)繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)的那一塊在B處對(duì)細(xì)線的拉力的大小T′；(3)火藥爆炸釋放的能量E.練習(xí)2：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；21第05節(jié)自然界中的守恒定律課件22練習(xí)3：

如圖2所示，質(zhì)量為m的b球用長(zhǎng)為h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處．質(zhì)量也為m的小球a，從距BC