1.6 自然界中的守恒定律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

第六节　自然界中的守恒定律 核心素养导学 物理观念 知道系统的概念。 科学思维 知道物理的守恒是有条件的，系统中某个物理量的变化是由系统外的因素决定的。 科学态度与责任 动量守恒定律是自然界普适的基本定律。 自然界中的守恒定律 1．系统：物理学上常将物体及与之__________的因素视为一个系统。 2．物理量的守恒条件：物质所处的系统没有系统外的因素使系统的这些物理量发生改变，则这些物理量的总和保持______。 3．系统物理量的改变量：系统中物理量总和的增加量(或减少量)等于____对____输入(或抽取)的量。 相互作用 不变 外界 系统 4．系统动量定理：系统在某个方向上所受的______等于系统在该方向动量的改变量。 5．系统机械能的改变量：系统内部机械能的改变量等于系统内部除重力和弹力外的其他力(如摩擦力)做的____；若有系统外力对系统做功，则系统机械能的改变量等于系统外力对系统所做的____。 6．动量守恒定律和能量守恒定律是自然界普适的基本定律。 冲量 功 功 如图所示，水池中质量相等的木块和铁块用细绳拴连后在水中悬 浮，若不计水的阻力，剪断细绳，则 (1)木块浮出水面前，对铁块和木块组成的系统，动量是否守恒？ 机械能是否守恒？ (2)木块到达水面静止后，铁块未到达水底，木块和铁块组成的系统，动量是否守恒？机械能是否守恒？ 提示：(1)动量守恒　机械能增加 (2)动量增加　机械能减少 [重点释解] 动量定理和动能定理比较 相同点 ①公式中的力都是指物体所受的合外力 ②动量定理和动能定理都注重初末状态，而不注重过程，因此都可以用来求变力作用的结果(变力的冲量或变力做功) ③研究对象可以是一个物体，也可以是一个系统；研究过程可以是整个过程，也可以是某一段过程 续表 [答案]　(1)3.0 m/s，方向水平向右　(2)0.50 m [针对训练] 1．(多选)在光滑水平面上有质量均为2 kg的a、b两质点，a质点在水平恒力Fa＝4 N作用下由静止出发运动4 s。b质点在水平恒力Fb＝4 N作用下由静止出发移动4 m。比较这两个质点所经历的过程，可以得到的正确结论是 (　 ) A．a质点的位移比b质点的位移大 B．a质点的末速度比b质点的未速度小 C．力Fa做的功比力Fb做的功多 D．力Fa的冲量比力Fb的冲量小 答案：AC　 答案：B　 新知学习(二)|动量和机械能守恒定律的比较 [任务驱动] 质量分别为m1、m2的物体A、B静止在光滑的水平面上， 两物体用轻弹簧连接，开始弹簧处于原长状态，其中m1<m2，某时刻同时在两物体上施加大小相等方向相反的水平外力，如图所示，从两物体开始运动到弹簧的伸长量达到最大值的过程中， (1)两物体与弹簧组成的系统动量是否守恒？ (2)两物体与弹簧组成的系统机械能是否守恒？ 提示：(1)守恒。 (2)不守恒，系统机械能一直增大。　　　　 [重点释解] 1．动量守恒与机械能守恒的判定方法 (1)动量守恒的判定 ①理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。 ②近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。 (2)机械能守恒的判定 ①利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒。 ②用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。 ③利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。 2．常见的五种关键词的“联想” [典例体验] [典例]　(2018·全国卷Ⅰ)一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。 答案：A　 ““四翼”检测评价”见““四翼”检测评价（五）” (单击进入电子文档) 25 新知学习(一)|动量定理与动能定理的比较 [任务驱动] 如图所示是一种弹射装置，弹丸的质量为m，底座的质量为M＝3m，开始时均处于静止状态，释放弹簧，将弹丸以对地速度v向左发射出去后，底座反冲速度的大小为v，则 (1)摩擦力对底座的冲量是多大？方向如何？ (2)合外力对底座做的功是多大？ 提示：(1)摩擦力对底座的冲量等于系统动量的增量，故I＝mv－M＝mv，方向水平向左。 (2)合外力对底座做的功等于底座动能的增量，即W合＝M2＝mv2。　 类别 动量定律 动能定理 公式 F合(t