第六節(jié) 自然界中的守恒定律

第六節(jié)自然界中的守恒定律核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)

物理觀念知道系統(tǒng)的概念?？茖W(xué)思維知道物理的守恒是有條件的，系統(tǒng)中某個(gè)物理量的變化是由系統(tǒng)外的因素決定的。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任動(dòng)量守恒定律是自然界普適的基本定律。自然界中的守恒定律1．系統(tǒng)：物理學(xué)上常將物體及與之__________的因素視為一個(gè)系統(tǒng)。2．物理量的守恒定律：物質(zhì)所處的系統(tǒng)若沒(méi)有系統(tǒng)外的因素使系統(tǒng)的這些物理量發(fā)生改變，則系統(tǒng)內(nèi)部的這些物理量總和保持______。3．系統(tǒng)物理量的改變量：系統(tǒng)中物理量總和的增加量(或減少量)等于____向____輸入(或抽取)的量。相互作用不變外界系統(tǒng)4．系統(tǒng)動(dòng)量定理：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受的______等于系統(tǒng)在該方向動(dòng)量的改變量。5．系統(tǒng)機(jī)械能的改變量：系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械能的改變量等于系統(tǒng)內(nèi)部除重力和彈力外的其他力(如摩擦力)做的____；若有系統(tǒng)外力對(duì)系統(tǒng)做功，則系統(tǒng)機(jī)械能的改變量等于系統(tǒng)外力對(duì)系統(tǒng)所做的____。6．動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界普適的基本定律。沖量功功如圖所示，水池中質(zhì)量相等的木塊和鐵塊用細(xì)繩拴連后在水中懸浮，若不計(jì)水的阻力，剪斷細(xì)繩，則(1)木塊浮出水面前，對(duì)鐵塊和木塊組成的系統(tǒng)，動(dòng)量是否守恒？機(jī)械能是否守恒？(2)木塊到達(dá)水面靜止后，鐵塊未到達(dá)水底，對(duì)木塊和鐵塊組成的系統(tǒng)，動(dòng)量是否守恒？機(jī)械能是否守恒？提示：(1)動(dòng)量守恒機(jī)械能增加(2)動(dòng)量增加機(jī)械能減少[重點(diǎn)釋解]動(dòng)量定理和動(dòng)能定理比較相同點(diǎn)①公式中的力都是指物體所受的合外力②動(dòng)量定理和動(dòng)能定理都注重初末狀態(tài)，而不注重過(guò)程，因此都可以用來(lái)求變力作用的結(jié)果(變力的沖量或變力做功)③研究對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可以是一個(gè)系統(tǒng)；研究過(guò)程可以是整個(gè)過(guò)程，也可以是某一段過(guò)程續(xù)表[答案]

(1)3.0m/s，方向水平向右(2)0.50m[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)在光滑水平面上有質(zhì)量均為2kg的a、b兩質(zhì)點(diǎn)，a質(zhì)點(diǎn)在水平恒力Fa＝4N作用下由靜止出發(fā)運(yùn)動(dòng)4s。b質(zhì)點(diǎn)在水平恒力Fb＝4N作用下由靜止出發(fā)移動(dòng)4m。比較這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)歷的過(guò)程，可以得到的正確結(jié)論是

(

)A．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的位移比b質(zhì)點(diǎn)的位移大B．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的末速度比b質(zhì)點(diǎn)的末速度小C．力Fa做的功比力Fb做的功多D．力Fa的沖量比力Fb的沖量小答案：AC

答案：B

新知學(xué)習(xí)(二)|動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的比較[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]質(zhì)量分別為m1、m2的物體A、B靜止在光滑的水平面上，兩物體用輕彈簧連接，開始彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，其中m1<m2，某時(shí)刻同時(shí)在兩物體上施加大小相等方向相反的水平外力，如圖所示，從兩物體開始運(yùn)動(dòng)到彈簧的伸長(zhǎng)量達(dá)到最大值的過(guò)程中，(1)兩物體與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？(2)兩物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒？提示：(1)守恒。(2)不守恒，系統(tǒng)機(jī)械能一直增大。

[重點(diǎn)釋解]1．動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒的判定方法(1)動(dòng)量守恒的判定①理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。②近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒。(2)機(jī)械能守恒的判定①利用機(jī)械能的定義判斷：若物體動(dòng)能、勢(shì)能之和不變，則機(jī)械能守恒。②用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機(jī)械能守恒。③利用能量轉(zhuǎn)化判斷：若物體或系統(tǒng)與外界沒(méi)有能量交換，物體或系統(tǒng)內(nèi)也沒(méi)有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能守恒。2．常見的五種關(guān)鍵詞的“聯(lián)想”[典例體驗(yàn)][典例]一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí)，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E，且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求：(1)煙花彈從地面開始上升到彈中火