自然界中的守恒定律 課件-高二上學(xué)期物理粵教版（2019）選擇性必修第一冊

1.6自然界中的守恒定律1、能量守恒：

機械能守恒的條件：2、動量守恒：

動量守恒的條件：復(fù)習(xí)：系統(tǒng)內(nèi)，只有重力或彈簧彈力做功（1）嚴格守恒：系統(tǒng)不受外力作用，或系統(tǒng)所受合外力為零.（2）近似守恒:系統(tǒng)受外力作用，但當(dāng)系統(tǒng)所受的外力遠小于系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時，系統(tǒng)的總動量近似守恒.（3）某方向上守恒：系統(tǒng)受外力作用，所受的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒.“一動碰一靜”模型：(水平地面光滑）m1m23、物體發(fā)生彈性碰撞，m1v0＝m1v1＋m2v2①①若m1＝m2，②若m1>m2，③若m1<m2，則v′1＝0，v′2＝v1，碰后兩球速度發(fā)生變換．則v1′>0和v2′>0，碰后v1′和v2′都與v1方向相同．則v1′<0，碰后v1′與v1方向相反，即m1被彈回．1.(動量守恒條件的理解)(多選)如圖所示，在光滑水平地面上有A、B兩個木塊，A、B之間用一輕彈簧連接.A靠在墻壁上，用力F向左推B使兩木塊之間的彈簧壓縮并處于靜止狀態(tài).若突然撤去力F，則下列說法中正確的是(

)A.木塊A離開墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒B.木塊A離開墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒，但機械能守恒C.木塊A離開墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒D.木塊A離開墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒，但機械能守恒課前練習(xí)：BC2.(動量守恒條件的理解)一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示.則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)(

)A.動量守恒，機械能守恒B.動量不守恒，機械能守恒C.動量守恒，機械能不守恒

D.無法判定動量、機械能是否守恒C3、如圖所示，置于光滑水平面上，B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連，木塊B的質(zhì)量為2kg，彈簧的另一端固定在豎直擋板上，當(dāng)B以4m/s的速度壓縮彈簧，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧具有的彈性勢能大小為(

)A.4J

B.8J

C.16J

D.32J

C例題：一質(zhì)量為m的物體沿如圖所示的光滑曲面自A點向下滑動，試求物體在A、B、C三點的速度、、所滿足的關(guān)系。

【討論與交流】請將上述結(jié)果與自由落體運動的情況進行比較，并討論它說明了什么問題？解：選取物體在B點時的勢能為零勢能面，根據(jù)機械能守恒定律，有得到：

【討論與交流】（1）請比較動量守恒定律與機械能守恒定律；機械能守恒定律動量守恒定律研究對象守恒條件適用范圍守恒性質(zhì)相互作用的物體組成的系統(tǒng)相互作用的物體組成的系統(tǒng)物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，其他力不做功系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零僅適用于宏觀、低速領(lǐng)域適用于目前物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域標量守恒（不考慮方向性）矢量守恒（規(guī)定正方向）

【討論與交流】（2）機械能守恒定律與能量守恒定律有什么區(qū)別？1、機械能守恒定律反映的是一個系統(tǒng)中只有重力或彈力做功，系統(tǒng)內(nèi)物體的重力勢能、彈性勢能與動能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變。2、能量守恒定律反映的是一個系統(tǒng)有機械能損失時，損失的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，總的能量不變。3、能量守恒定律比機械能守恒定律的適用范圍。燒水過程中，電熱壺和水組成的系統(tǒng)能量不守恒。熱水忽略散失的熱量，熱水和保溫鋼瓶內(nèi)膽以及其中的冷水組成的系統(tǒng)能量守恒。

1、物理規(guī)律的對稱性就是某種物理狀態(tài)或過程在一定的變換下，它所服從的物理規(guī)律不變；

2、物理規(guī)律的每一種對稱性通常都對應(yīng)這一種守恒定律。二、守恒與對稱

例3如圖所示，兩滑塊A、B在光滑的水平面上沿同一直線相向運動，滑塊A的質(zhì)量為m，速度大小為

，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為，方向向左。求滑塊發(fā)生彈性碰撞后的速度。分析

兩滑塊發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律求出兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的速度大?。猓阂?guī)定向右為正方向，設(shè)碰后A、B的速度為vA、vB，A、B兩滑塊組成系統(tǒng)動量守恒，有：

m?2v0-2m?v0=mvA+2mvB

又系統(tǒng)機械能守恒有：聯(lián)立以上方程可解得：

vA=-2v0，vB=v0

則碰后A滑塊速度水平向左，B滑塊速度水平向右

課堂小結(jié)1、守恒與不變守恒定律本質(zhì)上是某種物理量保持不變。這就是守恒與不變的關(guān)系在自然界中的四大基本守恒定律能量守恒定律、動量守恒定律、質(zhì)量守恒定律、電荷守恒定律中能量守恒是最重要的守恒形式.2、簡單性與對稱性對稱與守恒緊密聯(lián)系在一起，它體現(xiàn)了物理學(xué)的和諧美.3、能源利用新方式積極開發(fā)和利用各種新能源.練習(xí)1.列舉出生活中動量守恒、能量守恒、機械能守恒的例子.動量守恒：臺球桌上兩球碰撞；能量守恒：純電動車行駛在路面上，電能轉(zhuǎn)化為車的動能和所有摩擦產(chǎn)生熱量；機械能守恒：扔出的鉛球在空中運動時，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化練習(xí)2.人類發(fā)送地球衛(wèi)星對地球的運行軌道有影響嗎？解析：不會有影響。由于地球衛(wèi)星圍繞著地球運動，從太陽參考系看，衛(wèi)星和地球是一個整體，發(fā)射地球衛(wèi)星的相互作用力是內(nèi)力，