高中物理 1.5 自然界中的守恒定律課件 粵教版選修3-5.ppt

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,,,高中物理選修3-5粵教版,第五節(jié) 自然界中的守恒定律,[目標(biāo)定位] 1.加深對(duì)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的理 解，能運(yùn)用這兩個(gè)守恒定律解決一些簡(jiǎn)單的與生產(chǎn)、生活相 關(guān)的實(shí)際問題.2.通過物理學(xué)中的守恒定律，體會(huì)自然界的和 諧與統(tǒng)一．,一、動(dòng)量守恒定律 1．內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受______，或者所受______的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變． 2．表達(dá)式：對(duì)于兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，常寫成：p1＋p2＝ _________或m1v1＋m2v2＝____________ 3．適用條件：系統(tǒng)不受______或者所受______矢量和為零．,外力,外力,p1′＋P2′,m1v1′＋m2v2′,外力,外力,二、機(jī)械能守恒定律 1. 內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)只有___________做功，則系統(tǒng)在發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過程中，________的總量保持不變． 3．適用條件：只有______或______做功． 三、守恒與不變 1．能量守恒：______是物理學(xué)中最重要的物理量之一，而且具有__________的形式，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化但總能量______．,重力或彈力,機(jī)械能,重力,彈力,能量,各種各樣,不變,2．動(dòng)量守恒：動(dòng)量守恒定律通常是對(duì)__________的物體所構(gòu)成的系統(tǒng)而言的．適用于__________的運(yùn)動(dòng)，因此常用來推斷系統(tǒng)在發(fā)生碰撞前后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的______． 3．守恒定律的本質(zhì)，就是某種物理量保持不變．能量守恒是對(duì)應(yīng)著__________變換中的不變性；動(dòng)量守恒是對(duì)應(yīng)著__________變換中的不變性． 四、守恒與對(duì)稱 1．對(duì)稱的本質(zhì)：也是具有某種不變性．所以守恒與對(duì)稱性之間有著必然的聯(lián)系． 2．自然界應(yīng)該是和諧對(duì)稱的，在探索未知的物理規(guī)律的時(shí)候，允許以普遍的對(duì)稱性作為指引.,相互作用,任何形式,變化,某種時(shí)間,某種空間,一、爆炸類問題 解決爆炸類問題時(shí)，要抓住以下三個(gè)特征： 1．動(dòng)量守恒：由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒． 2．動(dòng)能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此爆炸后系統(tǒng)的總動(dòng)能增加． 3．位置不變：爆炸的時(shí)間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸后， 物體仍然從爆炸的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)．,【例1】 從某高度自由下落一個(gè)質(zhì)量為M的物體，當(dāng)物體下落h時(shí)，突然炸裂成兩塊，已知質(zhì)量為m的一塊碎片恰能沿豎直方向回到開始下落的位置，求： (1)剛炸裂時(shí)另一塊碎片的速度； (2)爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能？,二、滑塊滑板模型 1．把滑塊、滑板看作一個(gè)整體，摩擦力為內(nèi)力，則在光滑水平面上滑塊和滑板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒． 2．由于摩擦生熱，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．應(yīng)結(jié)合能量守恒求解問題． 3．注意滑塊若不滑離木板，最后二者具有共同速度．,【例2】 如圖1－5－1所示，在光滑的 水平面上有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板，以 速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量 為m的小鐵塊輕輕放在木板上的A點(diǎn)，這時(shí)小鐵塊相對(duì)地面速度為零，小鐵塊相對(duì)木板向左滑動(dòng)．由于小鐵塊和木板間有摩擦，最后它們之間相對(duì)靜止，已知它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，問： (1)小鐵塊跟木板相對(duì)靜止時(shí)，它們的共同速度多大？ (2)它們相對(duì)靜止時(shí)，小鐵塊與A點(diǎn)距離多遠(yuǎn)？ (3)在全過程中有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？,圖1－5－1,三、子彈打木塊類模型 1．子彈打木塊的過程很短暫，認(rèn)為該過程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒． 2．在子彈打木塊過程中摩擦生熱，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化．系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于阻力乘于相對(duì)位移．即ΔE＝fs相對(duì) 3．若子彈不穿出木塊，則二者最后有共同速度，機(jī)械能損失最多．,【例3】 一質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平飛來打進(jìn)木塊并留在其中，設(shè)木塊與子彈的相互作用力為f.試求： (1)子彈、木塊相對(duì)靜止時(shí)的速度v. (2)系統(tǒng)損失的機(jī)械能、系統(tǒng)增加的內(nèi)能分別為多少？ (3)子彈打進(jìn)木塊的深度l深為多少？,四、彈簧類模型 1．對(duì)于彈簧類問題，在作用過程中，系統(tǒng)合外力為零，滿足動(dòng)量守恒． 2．整個(gè)過程涉及到彈性勢(shì)能、動(dòng)能、內(nèi)能、重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)用能量守恒定律解決此類問題． 3．注意：彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧連接的兩物體速度相等，此時(shí)彈簧最短，具有最大彈性勢(shì)能．,【例4】 如圖1－5－2所示，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連．將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體．現(xiàn)A以初速v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起．以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知C離開彈簧后的速度恰為v0.求彈簧釋放的勢(shì)能．,圖1－5－2,