粤教版高中物理选修(3-5)1.5《自然界中的守恒定律》ppt课件
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的不变性；动量守恒是对应着__________变换中的不变性． 四、守恒与对称
某种时间
某种空间 1．对称的本质 ：也是具有某种不变性．所以守恒与对称性之间有着必然的联系．
2．自然界应该是和谐对称的，在探索未知的物理规律的时候，允许以普遍的对称性作 为指引.
一、爆炸类问题
解决爆炸类问题时，要抓住以下三个特征：
(1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？
(2)它们相对静止时，小铁块与A点距离多远？ (3)在全过程中有多少机械能转化为内能？
Mv2 M 0 答案 (1) v0 (2) M＋ m 2μ （M＋m）g 2 Mmv0 (3) 2（M＋m）
解析 (1)小铁块放到长木板上后，由于他们之间有摩擦，小铁 块做加速运动，长木板做减速运动，最后达到共同速度，一起 匀速运动．设达到的共同速度为 v. 由动量守恒定律得：Mv0＝ (M＋ m)v M 解得 v＝ v0 . M＋ m
不变 总能量______ ．
相互作用 2．动量守恒：动量守恒定律通常是对__________的物体所构成的系统而言的．适用于
任何形式 __________的运动，因此常用来推断系统在发生碰撞前后运动状态的 ______．
变化 3．守恒定律的本质，就是某种物理量保持不变．能量守恒是对应着 __________变换中
【例2】 如图1－5－1所示，在光滑的 水平面上有一质量为M的长木板，以 速度v0向右做匀速直线运动，将质量 图1－5－1 为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地 面速度为零，小铁块相对木板向左滑动．由于小铁块和木 板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动 摩擦因数为μ，问：
(2)设小铁块距 A 点的距离为 L，由能量守恒定律得 1 2 1 μmgL＝ Mv0－ (M＋m)v2 2 2 Mv2 0 解得：L＝ 2μ（M＋m）g (3)全过程所损失的机械能为 2 Mm v 1 2 1 0 ΔE＝ Mv0－ (M＋m)v2＝ 2 2 2（M＋m）
三、子弹打木块类模型
1．子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，
1．动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力，所以在爆炸过 程中，系统的动量守恒． 2．动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，因此爆炸后系统的总动能增加． 3．位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后， 物体仍然从爆炸的位置以新的动量开始运动．
高中物理· 选修3-5· 粤教版
第五节 自然界中的守恒定律
[目标定位] 1.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理
解，能运用这两个守恒定律解决一些简单的与生产、生活相
关的实际问题.2.通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和
谐与统一．
一、动量守恒定律 外力 外力 1．内容：如果一个系统不受______ ，或者所受______ 的矢量 和为0，这个系统的总动量保持不变．
1 2 解析 (1)M 下落 h 后：Mgh＝ Mv ，v＝ 2gh 2 爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′ M＋ m v′＝ 2gh M－ m 方向竖直向下 (2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量， 1 2 1 1 2 2 即ΔEk＝ mv ＋ (M－m)v′ － Mv 2 2 2
1 2 1 2 2．表达式：mgh1＋ mv1＝mgh2＋ mv2. 2 2
重力 弹力 3．适用条件：只有______ 或______ 做功． 三、守恒与不变 能量 1．能量守恒：______ 是物理学中最重要的物理量之一，而且 各种各样 具有__________ 的形式，各种形式的能量可以相互转化但
2 （ M ＋ m ） gh 1 2 ＝ (m－M)v ＋ 2 M－ m
二、滑块滑板模型 1．把滑块、滑板看作一个整体，摩擦力为内力，则在光滑水 平面上滑块和滑板组成的系统动量守恒．
2．由于摩擦生热，把机械能转化为内能，则系统机械能不守
恒．应结合能量守恒求解问题． 3．注意滑块若不滑离木板，最后二者具有共同速度．
【例1】 从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下 落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿 竖直方向回到开始下落的位置，求： (1)刚炸裂时另一块碎片的速度； (2)爆炸过程中有多少化学能转化为动能？
答案 M＋ m (1) 2gh，方向竖直向下 M－ m
2 （ M ＋ m ） gh 1 2 (2) (m－M)v ＋ 2 M－ m
m 答案 (1) v0 M＋ m 2 Mmv0 (3) 2f（M＋m）
2 Mmv0 (2) 2（M＋m） 2 Mmv0 2（M＋m）
(1)由动量守恒定律得： mv0＝(M＋m)v，子弹与木块 m 的共同速度为：v＝ v. M＋ m 0 (2)由能量守恒定律得，系统损失的机械能 1 2 1 ΔEk＝ mv0－ (M＋m)v2， 2 2 2 Mmv0 得：ΔEk＝ 2（M＋m） Mmv2 0 系统增加的内能 Q＝ΔEk＝ 2（M＋m） 解析
则系统动量守恒． 2．在子弹打木块过程中摩擦生热，则系统机械能不守恒，机
械能向内能转化．系统损失的机械能等于阻力乘于相对位
移．即ΔE＝f· s相对 3．若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失 最多．
【例3】 一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为 m的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并留在其中，设木 块与子弹的相互作用力为f.试求： (1)子弹、木块相对静止时的速度v. (2)系统损失的机械能、系统增加的内能分别为多少？ (3)子弹打进木块的深度l深为多少？
2．表达式：对于两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝ p1′＋P或 m1v1′＋m2v2′ 2′ m v ＋m v ＝____________ _________
1 1 2 2
外力 外力 3．适用条件：系统不受______ 或者源自文库受______ 矢量和为零．
二、机械能守恒定律 重力或弹力 1. 内容：如果一个系统只有___________ 做功，则系统在发 机械能 生动能和势能的转化过程中，________ 的总量保持不变．
某种时间
某种空间 1．对称的本质 ：也是具有某种不变性．所以守恒与对称性之间有着必然的联系．
2．自然界应该是和谐对称的，在探索未知的物理规律的时候，允许以普遍的对称性作 为指引.
一、爆炸类问题
解决爆炸类问题时，要抓住以下三个特征：
(1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？
(2)它们相对静止时，小铁块与A点距离多远？ (3)在全过程中有多少机械能转化为内能？
Mv2 M 0 答案 (1) v0 (2) M＋ m 2μ （M＋m）g 2 Mmv0 (3) 2（M＋m）
解析 (1)小铁块放到长木板上后，由于他们之间有摩擦，小铁 块做加速运动，长木板做减速运动，最后达到共同速度，一起 匀速运动．设达到的共同速度为 v. 由动量守恒定律得：Mv0＝ (M＋ m)v M 解得 v＝ v0 . M＋ m
不变 总能量______ ．
相互作用 2．动量守恒：动量守恒定律通常是对__________的物体所构成的系统而言的．适用于
任何形式 __________的运动，因此常用来推断系统在发生碰撞前后运动状态的 ______．
变化 3．守恒定律的本质，就是某种物理量保持不变．能量守恒是对应着 __________变换中
【例2】 如图1－5－1所示，在光滑的 水平面上有一质量为M的长木板，以 速度v0向右做匀速直线运动，将质量 图1－5－1 为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地 面速度为零，小铁块相对木板向左滑动．由于小铁块和木 板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动 摩擦因数为μ，问：
(2)设小铁块距 A 点的距离为 L，由能量守恒定律得 1 2 1 μmgL＝ Mv0－ (M＋m)v2 2 2 Mv2 0 解得：L＝ 2μ（M＋m）g (3)全过程所损失的机械能为 2 Mm v 1 2 1 0 ΔE＝ Mv0－ (M＋m)v2＝ 2 2 2（M＋m）
三、子弹打木块类模型
1．子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，
1．动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力，所以在爆炸过 程中，系统的动量守恒． 2．动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，因此爆炸后系统的总动能增加． 3．位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后， 物体仍然从爆炸的位置以新的动量开始运动．
高中物理· 选修3-5· 粤教版
第五节 自然界中的守恒定律
[目标定位] 1.加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理
解，能运用这两个守恒定律解决一些简单的与生产、生活相
关的实际问题.2.通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和
谐与统一．
一、动量守恒定律 外力 外力 1．内容：如果一个系统不受______ ，或者所受______ 的矢量 和为0，这个系统的总动量保持不变．
1 2 解析 (1)M 下落 h 后：Mgh＝ Mv ，v＝ 2gh 2 爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′ M＋ m v′＝ 2gh M－ m 方向竖直向下 (2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量， 1 2 1 1 2 2 即ΔEk＝ mv ＋ (M－m)v′ － Mv 2 2 2
1 2 1 2 2．表达式：mgh1＋ mv1＝mgh2＋ mv2. 2 2
重力 弹力 3．适用条件：只有______ 或______ 做功． 三、守恒与不变 能量 1．能量守恒：______ 是物理学中最重要的物理量之一，而且 各种各样 具有__________ 的形式，各种形式的能量可以相互转化但
2 （ M ＋ m ） gh 1 2 ＝ (m－M)v ＋ 2 M－ m
二、滑块滑板模型 1．把滑块、滑板看作一个整体，摩擦力为内力，则在光滑水 平面上滑块和滑板组成的系统动量守恒．
2．由于摩擦生热，把机械能转化为内能，则系统机械能不守
恒．应结合能量守恒求解问题． 3．注意滑块若不滑离木板，最后二者具有共同速度．
【例1】 从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下 落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿 竖直方向回到开始下落的位置，求： (1)刚炸裂时另一块碎片的速度； (2)爆炸过程中有多少化学能转化为动能？
答案 M＋ m (1) 2gh，方向竖直向下 M－ m
2 （ M ＋ m ） gh 1 2 (2) (m－M)v ＋ 2 M－ m
m 答案 (1) v0 M＋ m 2 Mmv0 (3) 2f（M＋m）
2 Mmv0 (2) 2（M＋m） 2 Mmv0 2（M＋m）
(1)由动量守恒定律得： mv0＝(M＋m)v，子弹与木块 m 的共同速度为：v＝ v. M＋ m 0 (2)由能量守恒定律得，系统损失的机械能 1 2 1 ΔEk＝ mv0－ (M＋m)v2， 2 2 2 Mmv0 得：ΔEk＝ 2（M＋m） Mmv2 0 系统增加的内能 Q＝ΔEk＝ 2（M＋m） 解析
则系统动量守恒． 2．在子弹打木块过程中摩擦生热，则系统机械能不守恒，机
械能向内能转化．系统损失的机械能等于阻力乘于相对位
移．即ΔE＝f· s相对 3．若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失 最多．
【例3】 一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为 m的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并留在其中，设木 块与子弹的相互作用力为f.试求： (1)子弹、木块相对静止时的速度v. (2)系统损失的机械能、系统增加的内能分别为多少？ (3)子弹打进木块的深度l深为多少？
2．表达式：对于两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝ p1′＋P或 m1v1′＋m2v2′ 2′ m v ＋m v ＝____________ _________
1 1 2 2
外力 外力 3．适用条件：系统不受______ 或者源自文库受______ 矢量和为零．
二、机械能守恒定律 重力或弹力 1. 内容：如果一个系统只有___________ 做功，则系统在发 机械能 生动能和势能的转化过程中，________ 的总量保持不变．