1.6自然界中的守恒定律 课件 -2023-2024学年高二上学期物理粤教版(2019)选择性必修第一册

by甘腾胜@20221201 新粤教版(2019)高中物理选择性必修第一册 第一章 1.6 自然界中的守恒定律 自然界中的守恒定律 你学过哪些守恒定律，它们的内容分别是什么？适用条件又是怎样的？ 动量守恒定律 机械能守恒定律 能量守恒定律 电荷守恒定律 守恒与不变 1、系统：讨论物理量的守恒离不开与之相互作用的因素。物理学上常将物体及与之相互作用的因素视为一个系统。 2、守恒：在物理学中，守恒的意思是保持在一种完全不变的状态。 守恒与不变 （1）守恒定律是一个自然状态，它认为若没有系统外的因素使系统的某些物理量发生改变，则系统内物体在相互作用之前和之后，这些物理量的总和是不变的。 （2）如果守恒的量在某个地方有所增加时，那么在系统内的另一个地方一定有相同数量的减少。 （3）守恒定律的意义在于符合守恒条件时，可以不分析系统内相互作用过程的细节，而对系统的变化状态或一些问题做出判定。 （4）物理学中各种各样的守恒定律，本质上就是某种物理量保持不变。 一质量为m的物体沿如图所示的光滑曲面自A点向下滑动，试求物体在A、B、C三点的速度vA、vB、 vC所满足的关系。 例题1 机械能守恒定律 动量守恒定律 研究对象 守恒条件 适用范围 守恒性质 相互作用的物体组成的系统 相互作用的物体组成的系统 物体系统内只有重力或弹力做功，其他力不做功 系统不受外力或所受外力的合力为零 仅适用于宏观、低速领域 适用于目前物理学研究的一切领域 标量守恒（不考虑方向性） 矢量守恒（规定正方向） 讨论与交流 1、请比较动量守恒定律与机械能守恒定律 讨论与交流 2、机械能守恒定律与能量守恒定律有什么区别？ ①机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力或弹力做功，系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化，但总的机械能保持不变。 ②能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失时，损失的机械能转化为其他形式的能，总的能量不变。 ③能量守恒定律比机械能守恒定律的适用范围广。 例题2 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点，现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m，A和B的质量均为m=0.1kg，A和B整体与桌面之间的动摩擦因素μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）与B碰撞前瞬间，A对轨道的压力的大小； （2）碰撞过程中A对B的冲量的大小； （3）A和B整体在桌面上滑动的距离。 （1）3N （2）0.1kg·m/s （3）0.25m 守恒与对称 1、物理规律的对称性就是某种物理状态或过程在一定的变换下，它所服从的物理规律不变； 2、物理规律的每一种对称性通常都对应这一种守恒定律。 碰撞模型 【练1】(单)在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度－时间图象如图所示，下列关系式正确的是 A．ma>mb B．ma<mb C．ma＝mb D．无法判断 B 碰撞模型 【练2】(单)如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个小物块，其中物体A的左侧连接一轻质弹簧。物块A处于静止状态，物块B以一定的初速度向物块A运动，并通过弹簧与物块A发生弹性正碰。对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率-时间图像进行描述，在选项所示的图像中，图线1表示物块A的速率变化情况，图线2表示物块B的速率变化情况，则在这四个图像中可能正确的是 B 多物体、多过程 【练3】(单)如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止。若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止。则此时A车和B车的速度之比为 A． B． C． D． C 多物体、多过程 【练4】质量为M＝2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA＝2kg的物体A(可视为质点)，如图所示，一颗质量为mB＝20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A相对车静止，求平板车最后的速度是多大？ 2.5m/s 临界问题 【练5】如图所示，甲车质量m1＝20kg，车上有质量M＝50kg的人，甲车(连同车上的人)以v＝3m/s的速度向右滑行。此时质量m2＝50kg的乙车正以v0＝1.8m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)至少为多少才能避免两车相撞？不计地面和小车的摩擦，且乙车足够长。 3.8m/s 人船模型 【练6】小车静置在光滑水平面上，站在车