第五節自然界中的守恒定律第五節自然界中的守恒定律1知識點1

守恒是貫穿高中物理的重要理念

自然現象豐富多彩，物體的運動千變萬化，但在這紛繁復雜的現象中隱藏著簡單和諧的美：守恒與不變、守恒與對稱，這是物理學家開啟神奇的自然界之門的金鑰匙．1．能量守恒定律

能量守恒定律：能量____________，____________，而只會__________________________，____________．能量守恒是時間平移不變性的體現．能量守恒定律是物理學中最基本的定律之一．既不會被創生也不會被消滅從一種形式轉化為另一種形式總量保持不變知識點1守恒是貫穿高中物理的重要理念 自然現象豐富多彩，22．動量守恒定律

動量守恒定律：是指物體系統碰撞前后的總動量不変． 動量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運動物體，也適用于高速運動物體，它是一個實驗規律，也可用牛頓第三定律和動量定理推導出來．動量守恒定律的適用條件：(1)系統不受外力或系統所受外力的合力為零．2．動量守恒定律 動量守恒定律：是指物體系統碰撞前后的總動量3

(2)系統所受外力的合力雖不為零，但

F內?F外，亦即外力作用于系統中的物體導致的動量的改變較內力作用所導致的動量改變小得多，則此時可忽略外力作用，系統動量近似守恒．

(3)系統所受合外力雖不為零，但系統在某一方向所受合力為零，則系統此方向的動量守恒．3．機械能守恒定律

在__________________的條件下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但____________________．在有彈簧彈力做功的情況下，也有類似的結論成立，這個規律叫做機械能守恒定律．只有重力對物體做功機械能的總量保持不變 (2)系統所受外力的合力雖不為零，但F內?F外，亦即4例1：

一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在A中，A和木塊B用一根彈性良好的輕彈簧連在一起，如圖，則在子彈打擊木塊A及彈簧壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統（）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.均不守恒練習1：

如圖所示，V2>V1，V2與V1都是相對于地面的速度。物塊與平板車間的動摩擦因數為μ，平板車與地面之間無摩擦，則在運動過程中（）A．車的動量增加，物塊的動量減少B．車的動量減少，物塊的動量增加C．兩物體總動量增加，總機械能不變D．兩物體總動量不變，總機械能不變

CA例1：練習1：CA5知識點2利用動量、能量守恒定律解決多過程問題的題目：1.確定研究對象，分析研究對象的運動情況；2.分析所研究的物理過程中系統的受力和做功情況，判斷是否滿足動量守恒定律，選擇應用能量守恒定律或機械能守恒定律解題；3.設定正方向，分別寫出運功情況的初末狀態的總動量或總機械能；4.根據動量守恒定律和能量守恒定律列方程；5.解方程，求出所需結果。知識點2利用動量、能量守恒定律解決多過程問題的題目：1.6例2．（2019年廣州調研測試）如圖，光滑軌道abcd固定在豎直平面內，ab水平，bcd為半圓，在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B（均可視為質點），用輕質細繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質彈簧（未被拴接），其彈性勢能Ep=12J。軌道左側的光滑水平地面上停著一質量M=2kg、長L=0.5m的小車，小車上表面與ab等高。現將細繩剪斷，之后A向左滑上小車，B向右滑動且恰好能沖到圓弧軌道的最高點d處。g取10m/s2，求：（1）A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB；（2）圓弧軌道的半徑R；例2．（2019年廣州調研測試）7解：（1）設彈簧恢復到自然長度時A、B的速度分別為vA、vB，

由動量守恒定律0=mAvA-mBvB

由機械能守恒定律

聯立以上兩式解得

vA=2m/s，vB=4m/s（2）設B經過d點時的速度為vd，在d點：由機械能守恒定律：

聯立以上兩式解得

R=0.32m解：（1）設彈簧恢復到自然長度時A、B的速度分別為vA、vB8練習2：

如圖1所示，在離地面H＝5.45m的O處用長L＝0.45m的不可伸長的細線掛一質量為0.09kg的爆竹(火藥質量忽略不計)，把爆竹拉起至D點使細線水平伸直，點燃導火線后將爆竹由靜止釋放，爆竹剛好到達最低點B時炸成質量相等的兩塊，一塊朝相反方向水平拋出，落到地面上的A處，拋出的水平距離s＝5m．另一塊仍系在細線上繼續做圓周運動，空氣阻力忽略不計，取g＝10m/s2，求：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；(2)繼續做圓周運動的那一塊在B處對細線的拉力的大小T′；(3)火藥爆炸釋放的能量E.練習2：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；9第05節自然界中的守恒定律課件10練習3：

如圖2所示，質量為m的b球用長為h的細繩懸掛于水平軌道BC的出口C處．質量也為m的小球a，從距BC高為h的A處由靜止釋放，沿ABC光滑軌道滑下，在C處與b球正碰并與b粘在一起．已知BC軌道距水平地面ED的高度為0.5h，懸掛b球的細繩能承受的最大拉力為2.8mg

(1)a球與b球碰前瞬間的速度為多大？

(2)a、b兩球碰后，細繩是否會斷裂？若細繩斷裂，小球在DE水平面上的落點距C處的水平距離是多少？若細繩不斷裂，小球最高將擺多高？(小球a、b均視為質點)

練習3：

如圖2所示，質量為m的b球用長為h的細繩懸掛于水11第05節自然界中的守恒定律課件12第五節自然界中的守恒定律第五節自然界中的守恒定律13知識點1

守恒是貫穿高中物理的重要理念

自然現象豐富多彩，物體的運動千變萬化，但在這紛繁復雜的現象中隱藏著簡單和諧的美：守恒與不變、守恒與對稱，這是物理學家開啟神奇的自然界之門的金鑰匙．1．能量守恒定律

能量守恒定律：能量____________，____________，而只會__________________________，____________．能量守恒是時間平移不變性的體現．能量守恒定律是物理學中最基本的定律之一．既不會被創生也不會被消滅從一種形式轉化為另一種形式總量保持不變知識點1守恒是貫穿高中物理的重要理念 自然現象豐富多彩，142．動量守恒定律

動量守恒定律：是指物體系統碰撞前后的總動量不変． 動量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子；既適用于低速運動物體，也適用于高速運動物體，它是一個實驗規律，也可用牛頓第三定律和動量定理推導出來．動量守恒定律的適用條件：(1)系統不受外力或系統所受外力的合力為零．2．動量守恒定律 動量守恒定律：是指物體系統碰撞前后的總動量15

(2)系統所受外力的合力雖不為零，但

F內?F外，亦即外力作用于系統中的物體導致的動量的改變較內力作用所導致的動量改變小得多，則此時可忽略外力作用，系統動量近似守恒．

(3)系統所受合外力雖不為零，但系統在某一方向所受合力為零，則系統此方向的動量守恒．3．機械能守恒定律

在__________________的條件下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但____________________．在有彈簧彈力做功的情況下，也有類似的結論成立，這個規律叫做機械能守恒定律．只有重力對物體做功機械能的總量保持不變 (2)系統所受外力的合力雖不為零，但F內?F外，亦即16例1：

一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在A中，A和木塊B用一根彈性良好的輕彈簧連在一起，如圖，則在子彈打擊木塊A及彈簧壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統（）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.均不守恒練習1：

如圖所示，V2>V1，V2與V1都是相對于地面的速度。物塊與平板車間的動摩擦因數為μ，平板車與地面之間無摩擦，則在運動過程中（）A．車的動量增加，物塊的動量減少B．車的動量減少，物塊的動量增加C．兩物體總動量增加，總機械能不變D．兩物體總動量不變，總機械能不變

CA例1：練習1：CA17知識點2利用動量、能量守恒定律解決多過程問題的題目：1.確定研究對象，分析研究對象的運動情況；2.分析所研究的物理過程中系統的受力和做功情況，判斷是否滿足動量守恒定律，選擇應用能量守恒定律或機械能守恒定律解題；3.設定正方向，分別寫出運功情況的初末狀態的總動量或總機械能；4.根據動量守恒定律和能量守恒定律列方程；5.解方程，求出所需結果。知識點2利用動量、能量守恒定律解決多過程問題的題目：1.18例2．（2019年廣州調研測試）如圖，光滑軌道abcd固定在豎直平面內，ab水平，bcd為半圓，在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B（均可視為質點），用輕質細繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質彈簧（未被拴接），其彈性勢能Ep=12J。軌道左側的光滑水平地面上停著一質量M=2kg、長L=0.5m的小車，小車上表面與ab等高。現將細繩剪斷，之后A向左滑上小車，B向右滑動且恰好能沖到圓弧軌道的最高點d處。g取10m/s2，求：（1）A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB；（2）圓弧軌道的半徑R；例2．（2019年廣州調研測試）19解：（1）設彈簧恢復到自然長度時A、B的速度分別為vA、vB，

由動量守恒定律0=mAvA-mBvB

由機械能守恒定律

聯立以上兩式解得

vA=2m/s，vB=4m/s（2）設B經過d點時的速度為vd，在d點：由機械能守恒定律：

聯立以上兩式解得

R=0.32m解：（1）設彈簧恢復到自然長度時A、B的速度分別為vA、vB20練習2：

如圖1所示，在離地面H＝5.45m的O處用長L＝0.45m的不可伸長的細線掛一質量為0.09kg的爆竹(火藥質量忽略不計)，把爆竹拉起至D點使細線水平伸直，點燃導火線后將爆竹由靜止釋放，爆竹剛好到達最低點B時炸成質量相等的兩塊，一塊朝相反方向水平拋出，落到地面上的A處，拋出的水平距離s＝5m．另一塊仍系在細線上繼續做圓周運動，空氣阻力忽略不計，取g＝10m/s2，求：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；(2)繼續做圓周運動的那一塊在B處對細線的拉力的大小T′；(3)火藥爆炸釋放的能量E.練習2：(1)爆竹爆炸前瞬間的速度大小v0；21第05節自然界中的守恒定律課件22練習3：

如圖2所示，質量為m的b球用長為h的細繩懸掛于水平軌道BC的出口C處．質量也為m的小球a，從距BC