1.5自然界中的守恒定律
物理学中的动量守恒定律
物理学中的动量守恒定律1. 引言动量守恒定律是物理学中非常重要的基本原理之一，它描述了在没有外力作用的情况下，系统的总动量将保持不变。
这一原理在理论物理学和工程学等领域具有广泛的应用，对于深入理解自然界中的许多现象具有重要意义。
2. 动量守恒定律的定义与表述2.1 定义动量守恒定律指的是，在一个孤立系统中，如果没有外力作用，那么系统的总动量将保持不变。
动量是物体的质量与速度的乘积，是一个矢量量，有大小和方向。
2.2 表述动量守恒定律可以用数学公式来表述：[ = _{i=1}^{n} m_i v_i = ]其中，( m_i ) 表示系统中第 ( i ) 个物体的质量，( v_i ) 表示第 ( i ) 个物体的速度，( n ) 表示系统中的物体总数。
3. 动量守恒定律的适用条件动量守恒定律在实际应用中有一定的局限性，需要满足以下条件：3.1 孤立系统动量守恒定律适用于孤立系统，即在系统中没有物质和能量的交换。
孤立系统可以是一个封闭的容器，也可以是真空中的自由空间。
3.2 没有外力作用在动量守恒定律的适用范围内，系统内部的所有作用力相互抵消，没有外力作用于系统。
外力可以是其他物体的撞击、摩擦力等。
3.3 物体间的相互作用力在动量守恒定律的适用范围内，系统内部物体之间的相互作用力在作用时间内具有相同的作用时间和大小。
这意味着在碰撞过程中，物体之间的相互作用力是恒定的。
4. 动量守恒定律的应用动量守恒定律在物理学和工程学中有广泛的应用，下面列举几个典型的应用场景：4.1 碰撞问题在碰撞问题中，动量守恒定律可以用来计算碰撞前后系统的总动量。
通过分析碰撞前后的动量变化，可以了解碰撞过程中物体速度、方向和能量的转化。
4.2 爆炸问题在爆炸问题中，动量守恒定律可以用来分析爆炸产生的冲击波和碎片运动。
通过计算爆炸前后系统的总动量，可以了解爆炸产生的能量和冲击波的传播速度。
4.3 宇宙物理学在宇宙物理学中，动量守恒定律可以用来研究星体碰撞、黑洞合并等极端现象。
五大守恒定律解析
五大守恒定律解析五大守恒定律解析引言：在物理学领域，五大守恒定律是指守恒质量、守恒动量、守恒能量、守恒角动量和守恒电荷这五个基本的物理量不会随时间改变的定律。
这些定律的确立在物理学的发展过程中起到了重要的作用，对我们理解自然界的各种现象具有重要的意义。
本文将从深度和广度的角度对五大守恒定律进行解析，探讨其背后的原理和应用。
第一部分：守恒质量守恒质量定律是物理学中最基本的定律之一。
它表明在任何物理过程中，质量是不会产生或破坏的，只会从一种形式转化为另一种形式。
这一定律在宇宙中起到了至关重要的作用，保证了宇宙系统的稳定性。
我们将探讨守恒质量定律的原理以及一些实际应用，如核能反应和偏振光的传播等。
第二部分：守恒动量守恒动量定律是描述物体在相互作用过程中动量守恒的定律。
在一个封闭系统中，总动量不会改变，只会在物体之间相互转移。
通过深入研究和分析守恒动量定律，我们可以更好地理解碰撞、爆炸等过程，并应用于航天飞行、交通工具设计等领域。
第三部分：守恒能量守恒能量定律是描述能量转化和转移过程中能量守恒的定律。
能量是一个物理系统的核心，守恒能量定律使我们能够预测和解释各种自然现象。
通过深入研究守恒能量定律，我们可以更好地理解热力学、动力学等领域，并应用于可持续能源开发和能源管理等实际问题。
第四部分：守恒角动量守恒角动量定律是描述物体围绕某个轴心旋转时角动量守恒的定律。
在一个封闭系统中，总角动量不会改变，只会在物体之间相互转移。
通过深入研究守恒角动量定律，我们可以更好地理解自转和公转等运动形式，并应用于汽车制动系统和天体运动等领域。
第五部分：守恒电荷守恒电荷定律是描述带电粒子的电荷守恒的定律。
电荷是基本粒子的一个属性，这一定律保证了电荷的守恒性质。
通过研究守恒电荷定律，我们可以更好地理解电流和电磁场的行为，并应用于电路设计和电磁波传播等领域。
总结回顾：五大守恒定律的确立为我们理解自然界提供了重要的基础。
通过深入研究这些定律，我们可以更好地理解各种自然现象，并将其应用于实际问题的解决。
能量守恒定律
三、能量守恒定律 - 重要意义
能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基 本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇 宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一 定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、 工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对 各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核 能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守 恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 “能量的转化和守恒定律”的三种表述反映了人类 认识这一自然规律的历程。这三种表述一种比一种 更深刻，一种比一种更接近客观真理。人类正是这 样一步一步地认识物质世界的。
（4）永动机的不可能
据说永动机的概念发端于印度，在公元12世纪传入欧洲。 据记载欧洲最早、最著名的一个永动机设计方案是十三 世纪时一个叫亨内考（Villand de Honnecourt）的法国人提 出来的。如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装 着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。 随后，研究和发明永动机的人不断涌现。尽管有不少学 者研究指出永动机是不可能的，研究永动机的人还是前赴后 继。 文艺复兴时期意大利伟大学者达 芬奇（Leonardo da vinc，1452－1519）曾经用不少精力研究永动机。可贵的是 他最后得到了永动机不可能的结论。 与达 芬奇同时代还有一位名叫卡丹的意大利人 （Jerome Cardan ，1501-1576），他以最早给出求解三次 方程的根而出名，也认为永动机是不可能的。
1. 能量守恒定律发现的准备
能械能和热能有较深入的研究。我们现在就这 两方面来叙述。
（1）活力与死力的论战
1644年笛卡尔（Rene Descartes,1596－1650）在他所著的《哲学原理》 中讨论碰撞问题时引进了动量的概念，用以度量运动。1687年牛顿(Isac Newton,1642－1727)在他的《自然哲学的数学原理》中把动量的改变来 度量力。与此不同的是莱布尼兹（Gottfried Wilhelm Leibniz,1646－ 1716）在1686年的一篇论文中抨击笛卡尔，主张用质量乘速度的平方来 度量运动，莱布尼兹称之为活力。把牛顿由动量所度量的力也称为死力。 莱布尼兹的主张正好和1669年惠更斯关于碰撞问题研究的结论一致，该 结论说“两个物体相互碰撞时，它们的质量与速度平方乘积之和在碰撞 前后保持不变。” 从莱布尼兹挑起争论起，形成了以笛卡尔和莱布尼兹两大派的论争。 这场论战延续了近半个世纪，许多学者都参加了论战，并且各有实验佐 证。一直到1743年法国学者达朗贝尔（Jean le Rond d'Alembert,1717 －1783）在他的《论动力学》中说：“对于量度一个力来说，用它给予 一个受它作用而通过一定距离的物体的活力，或者用它给予受它作用一 定时间的物体的动量同样都是合理的。”在这里，达朗贝尔揭示了活力 是按作用距离力的量度，而动量是按作用时间力的量度。这场争论终于 尘埃落定了。活力才作为一个正式的力学名词为力学家们普遍接受。
1.5弹性碰撞与非弹性碰撞课件(20张PPT)
能损失最大 ，为完全非弹性碰撞。
第一章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞
例1 质量为、速度为的球跟质量为3的静止球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也
可能是非弹性的，因此，碰撞后球的速度可能有不同的值.请你论证：碰后球的速度
共
02
(0 +)(0 +2)
=
20
0 +2
第一章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞
本课小结
1. 弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
(1) 规律：动量守恒、机械能守恒
(2) 能量转化情况：系统动能没有损失
2. 非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
炸裂过程中，火箭受到重力的作用，所受合外力的矢量和不为0，
但是所受的重力远小于爆炸时的作用力，所以可以近似认为系统满
足动量守恒定律。
第一章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞
3. 一枚在空中飞行的火箭质量为，在某时刻的速度为，方向水平，燃料即将耗。此时，火
箭突然炸裂成两块(如图)，其中质量为1的一块沿着与相反的方向飞去，速度为1。求炸裂
转化为其他形式的能量，碰撞前后系统的机械能不再相等，这种碰撞叫作非弹性碰撞。
例如木制品的碰撞
5.完全非弹性碰撞：若两球碰撞后完全不反弹粘在一起，这时机械能损失最大，这种碰撞叫
作完全非弹性碰撞。
例如橡皮泥球之间的碰撞
第一章 动量和动量守恒定律 第5节 弹性碰撞与非弹性碰撞
台球的直线碰撞可粗略认为弹性碰撞
1
B.
守恒定律
统的总动量。
③动量守恒是自然界普遍适用的物理定律，它比牛顿 定律更为基本。 ④在微观世界中牛顿定律不再适用，但动量守恒定律
仍然正确。
[例]一小球与地面碰撞m =2×10-3kg,a = 600,
v = v ´=5.0 m.s-1,碰撞时间 t =0.05s 。 求:平均冲力。 解：
Ny Nx mg
0
L
r mv
时刻质点相对于o 点的角动量，用L 表示：
L = r × mv = r × p
L 的大小|L|为： L |= rmv sim | θ
θ为r 和mv 的夹角，L 方向为r 和mv 的右旋。
*关于角动量的讨论： ①角动量与位矢有关，谈到角动量时必须指明是对哪 一点而言。 ②当质点作圆周运动时，θ= 则角动量大小为：
假设在自由空间发射，
注意到：dm = - dM，
按图示，可写出分量式，稍加整理为：
MdV udM 0
dM dV M u M V0 0
M0 V V0 u ln M 提高火箭速度的途径有二：
第一条是提高火箭喷气速度u
V M
对应的措施是：
选优质燃料
第二条是加大火箭质量比M0/M 采取多级火箭
§1 动量 动量守恒定律
一、质点的动量定理
1、质点的动量 由牛顿第二定律表达式得：
dv d ( mv ) F =m = dt dt
其中 mv 定义为质点的动量，用 P 表示
dP 则牛顿第二定律的动量表达式：F = dt
动量是矢量，它的方向与物体的运动方向一致。
动量的单位为 kg.m/s
2、质点的动量定理 dP 将 F= 分离变量、两边积分得：
本章主要内容
自然界三大守恒定律
自然界三大守恒定律自然界的三大守恒定律分别为质量守恒、能量守恒、电荷守恒定律。
拓展资料：质量守恒自然界的基本定律之一.在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变.18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后,这一定律始得公认.20世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量.质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量守恒定律.质量守恒定律在19世纪末作了最后一次检验,那时候的精密测量技术已经高度发达.结果表明,在任何化学反应中质量都不会发生变化（哪怕是最微小的）.例如,把糖溶解在水里,则溶液的质量将严格地等于糖的质量和水的质量之和.实验证明,物体的质量具有不变性.不论如何分割或溶解,质量始终不变.在任何化学反应中质量也保持不变.燃烧前炭的质量与燃烧时空气中消耗的氧的质量之和准确地等于燃烧后所生成物质的质量.能量守恒能量在量方面的变化,遵循自然界最普遍、最基本的规律,即能量守恒定律.能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量,能量既不能创造也不能消灭,而只能从一种形式转换成另一种形式,从一个物体传递到另一个物体,在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变”.能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量.例如,煤燃烧后放出热量,可以用来取暖；可以用来生产蒸汽,推动蒸汽机转换为机械能,推动汽轮发电机转变为电能.电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或热能等.又如太阳能,可以通过聚热气加热水,也可以产生蒸汽用以发电；还可以通过太阳能电池直接将太阳能转换为电能.当然,这些转换都遵循能量守恒定律. 电荷守恒定律电荷的总量既不能创造,也不能消失,只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分．这就是电荷守恒定律,也就是说：在与外界没有电荷交换的一个系统内,总电荷量不变(电荷的代数和不变)．电荷守恒定律是物理学的基本定律之一．这个定律是从大量实验概括得出的自然界的基本规律,对宏观现象、微观现象都适用,对所有惯性参考系都成立．在两个电中性的物体摩擦起电现象中,电子从一个物体转移到另一个物体．失去电子的物体带正电,获得电子的物体带负电．两个物体正负电荷数量相等．电荷代数和保持为零,如：硬橡胶棒与毛皮摩擦后,硬橡胶棒带的负电与毛皮带的正电数量相等．。
(完整版)电荷及其守恒定律(讲解及习题)含答案
第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律[知能准备]1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷．2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷．（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ．4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的．5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值．电子的比荷为．m qkg C m e e/1076.111⨯=[同步导学]1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正确．如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 （ ）A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D 错误．3．“中性”和“中和”的区别图1—1—1“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程．[同步检测]1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的.2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ）A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电.4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量 的趋势．5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示，当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电器中金属箔片的张角减小，则（ ）A ．金属球A 可能不带电B ．金属球A 一定带正电C ．金属球A 可能带负电D ．金属球A 一定带负电6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ ）A ．验电器所带电荷量部分被中和B ．验电器所带电荷量部分跑掉了C ．验电器一定带正电D ．验电器一定带负电7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B 带上正电？9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A = ，q B =图1—1—2 图1—1—3，q C =．[综合评价]1．对于摩擦起电现象，下列说法中正确的是A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷2．如图1—1—4所示，当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时，枕形导体上的电荷移动情况是A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的带负电的电子向A 端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动 图1—1—43．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4．如图1—1—5所示，用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ，B 的金属箔片张开，这时金属箔片带 电；若在带电棒离开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A ，这时B 的金属箔片也能张开，它带 电. 图1—1—55．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜．在a 的近旁有一底座绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图1—1—6所示，现使b 带电，则： A. ab 之间不发生相互作用 B. b 将吸引a ，吸在一起不放开C. b 立即把a 排斥开D. b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开 图1—1—66．5个元电荷的电荷量是 C ，16C 电荷量等于 个元电荷的电荷量．7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A 、B ，分别带有电荷量Q ＝6.4×C,Q ＝–A 910-B 3.2×C,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移多少库仑？此后，910-小球A 、B 各带电多少库仑？8．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有3×10-3C 的正电荷，小球B 带有-2×10-3C 的负电荷，小球C 不带电．先将小球C 与小球A 接触后分开，再将小球B 与小球C 接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？第一章静电场第一节电荷及其守恒定律[知能准备]答案：1. 正负 2.（1）正负（2）异同（3）一部分电荷 3. 创造消失保持不变[同步检测]答案：1.带电摩擦 2.AD 3.不带不带负正 4 .远离靠近 5.AC 6.C 7.D 8.电荷A靠近导体B时,把B先拆分开后把电荷A移走,导体B靠近电荷A的一端带正电9.A 10. 5×10-6C 7.5×10-6C 7.5×10-6C[综合评价]答案：1.BC 2.B 3.B 4.正负 5.D 6. 8×10-19C 10207.(1) 4. 8×10-9C (2) 1.6×10-9C1.6×10-9C 8. 1.5×10-3C –2.5×10-4C –2.5×10-4C。
五大守恒定律
五大守恒定律引言在自然界中存在着一系列的守恒定律，它们描述了能量、质量和动量在各种物理过程中的守恒规律。
这些守恒定律是物理学领域中的关键概念，无论是在研究基础物理学还是应用物理学中，都具有重要的作用。
本文将对五大守恒定律进行深入探讨，分别是能量守恒定律、质量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律和电荷守恒定律。
一、能量守恒定律能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，它描述了能量在物理系统中的转化和转移过程中总是保持不变。
根据能量守恒定律，一个系统的总能量在任何时刻都保持不变，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一处转移到另一处。
1. 能量的形式能量可以存在于多种形式，主要包括： - 动能：物体由于运动而具有的能量。
- 势能：物体由于位置或状态而具有的能量。
- 热能：物体内部分子或原子的热运动所具有的能量。
- 光能：电磁波的能量形式。
- 电能：带电粒子相互作用所具有的能量。
2. 能量转化与转移能量的转化和转移是指能量从一种形式转化为另一种形式或在物体之间进行传递的过程。
在这个过程中，能量的总量保持不变。
例如，当一个物体从高处下落时，其势能逐渐转化为动能；在机械工作中，电能可以转化为机械能；光能可以被太阳能电池转化为电能等等。
3. 能量守恒定律的应用能量守恒定律在现实生活中有广泛的应用。
例如，工程领域的能源管理需要考虑能量的转化和利用效率；在交通运输中，通过改进动力系统以实现更高的能量利用效率来降低能源消耗；在环境保护中，能源的合理利用可以减少对环境的影响等等。
二、质量守恒定律质量守恒定律描述了在任何物理或化学过程中，一个封闭系统中的总质量保持不变。
这意味着在一个封闭系统中，质量既不能被创建也不能被销毁，只能在物质之间进行转移或转化。
1. 可逆反应与不可逆反应质量守恒定律适用于可逆反应和不可逆反应。
可逆反应指的是反应物转化为生成物的过程可以逆转，反应物和生成物之间可以达到平衡；而不可逆反应指的是反应物转化为生成物的过程不能逆转。
1.3弹性碰撞和非弹性碰撞
内力做负功WF+WF'=-F·X+F'·X'≈-F·ΔX
外力不做功，系统机械能损失最大.
(4)规律：
动量守恒
动能损失最大
m1v1 m2 v2 m1 m2 v
1
1
1
2
2
m1v1 m2 v2 m1 m2 v 2 E损失
2
2
2
v1
m1
v
v2
m2
F
m1 m2
F'
F=F'
x
x'
X＞＞X'
Δx
ΔX=X-X'最大
二、碰撞实例分析
2.非弹性碰撞
(1)定义：系统在碰撞后动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞；
(2)特点：碰撞后物体的不能完全恢复形变，碰撞过程中系统机械能减少；
例如木制品的碰撞
（3）动能减少原因:
系统内力做负功WF+WF'=-F·X+F'·X'＜0,
v 2 ′＝0
极小碰极大，大不变，小原速反弹
v'1 =
m1 - m 2
2m1
v1 v'2 =
v1
m1 + m 2
m1 + m 2
'
1
'
2
①若 m1 = m2，则 v = 0, v = v 1 , 等质量物体弹性碰撞速度交换（如打台球）
'
'
②若 m1 >m2,则 v 2 > v1 > 0, 大撞小，同向跑
m1v1 m2v2 m1v1 ' m2v2 '
动量守恒定律定义是什么
动量守恒定律定义是什么动量守恒，是最早发现的一条守恒定律，是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，下面是店铺给大家整理的动量守恒定律定义简介，希望能帮到大家!动量守恒定律定义定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零或内力远远大于外力，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律。
说明：(1)动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，它既适用于宏观物体，也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体，也适用于高速运动物体，它是一个实验规律，也可用牛顿第二定律和动量定理推导出来。
(2)动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代物理学中的三大基本守恒定律。
最初它们是牛顿定律的推论，但后来发现它们的适用范围远远广于牛顿定律，是比牛顿定律更基础的物理规律，是时空性质的反映。
其中，动量守恒定律由空间平移不变性推出，动量守恒定律由时间平移不变性推出，而角动量守恒定律则由空间的旋转对称性推出。
(3)相互间有作用力的物体系称为系统，系统内的物体可以是两个、三个或者更多，解决实际问题时要根据需要和求解问题的方便程度，合理地选择系统。
动量守恒的简介动量守恒定律，是最早发现的一条守恒定律，它渊源于十六、七世纪西欧的哲学思想，法国哲学家兼数学、物理学家笛卡儿，对这一定律的发现做出了重要贡献。
观察周围运动着的物体，看到它们中的大多数终归会停下来。
看来宇宙间运动的总量似乎在养活整个宇宙。
是不是也像一架机器那样，总有一天会停下来呢?但是，千百年对天体运动的观测，并没有发现宇宙运动有减少的现象，十六、七世纪的许多哲学家都认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，只要我们能够找到一个合适的物理量来量度运动，就会看到运动的总量是守恒的，那么，这个合适的物理量到底是什么呢?法国的哲学家笛卡儿曾经提出，质量和速率的乘积是一个合适的物理量。
速率是个没有方向的标量，从实验可以看出笛卡儿定义的物理量是不守恒的。
两个相互作用的物体，最初是静止的，速率都是零，因而这个物理量的总和也等于零;在相互作用后，两个物体都获得了一定的速率，这个物理量的`总和不为零，比相互作用前增大了。
动量守恒定律
动量守恒定律定律说明一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律。
1.动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一，是一个实验规律，也可用牛顿第三定律结合动量定理推导出来。
2.相互间有作用力的物体系称为系统，系统内的物体可以是两个、三个或者更多，解决实际问题时要根据需要和求解问题的方便程度，合理地选择系统。
[1]定律特点矢量性动量是矢量。
动量守恒定律的方程是一个矢量方程。
通常规定正方向后，能确定方向的物理量一律将方向表示为“+”或“-”，物理量中只代入大小：不能确定方向的物理量可以用字母表示，若计算结果为“+”，则说明其方向与规定的正方向相同，若计算结果为“-”，则说明其方向与规定的正方向相反。
瞬时性动量是一个瞬时量，动量守恒定律指的是系统任一瞬间的动量和恒定。
因此，列出的动量守恒定律表达式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…，其中v1，v2…都是作用前同一时刻的瞬时速度，v1ˊ，v2ˊ都是作用后同一时刻的瞬时速度。
只要系统满足动量守恒定律的条件，在相互作用过程的任何一个瞬间，系统的总动量都守恒。
在具体问题中，可根据任何两个瞬间系统内各物体的动量，列出动量守恒表达式。
相对性物体的动量与参考系的选择有关。
通常，取地面为参考系，因此，作用前后的速度都必须相对于地面。
普适性它不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
适用性适用范围动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。
不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用与微观物体的高速运动。
小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的。
适用条件1.系统不受外力或者所受合外力为零；2.系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动动能定理：（2）Δp=0即系统的总动量的变化为零数学推导根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别为：所以：m1a1=-m2a2碰撞时两球之间力的作用时间很短，用表示，这样加速度与碰撞前后速度的关系就是：，代入上式，整理后可得：或写成：即：这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。
1.5弹性碰撞与非弹性碰撞
v1
题型二.碰撞中的弹簧模型
v2
1.弹簧处于最长(最短)状态时，两物体速度相等，弹性势能最大：
①动量守恒：m1v1 = (m1 + m2 )v
②最大弹性势能：EPm
=
1 2
m1v12
-
1 2
(m1
+
m2
)v 2
2.弹簧处于原长时，弹性势能为零，动能守恒：
①动量守恒： m1v1 = m1v'1 + m2v'2
二、弹性碰撞的实例分析
1.正碰 碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。这种碰撞称为正碰，也叫作 对心碰撞或一维碰撞。
碰撞前
碰撞后
2.斜碰（非对心碰撞） 碰撞前后物体的运动方向不在同一直线上,如图所示
碰撞前
碰撞后
碰撞前
碰撞后
二.弹性碰撞的实例分析：
一维弹性碰撞的碰后速度的确定
v1
m1
m2
m1v1 m1v1 m2v2
1 2
m1v12
1 2
m1v12
1 2
m2 v2
2
v1/ m1
v1
m1 m1
பைடு நூலகம்
m2 m2
v1
v 2
2m1 m1 m2
v1
v2/ m2
由以上两式得 ：
v1
v1
v2
例3．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（ ）
②动能守恒：
1 2
m1v12
=
1 2
m1v'12
自然界中的守恒定律
(1)物块 A在与挡板 B碰撞前瞬间速度 v的大小；
(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时 弹性势能为零)．
解析：(1)由机械能守恒定律，有
m1gh＝12 m1v2
①
v＝ 2gh.
②
(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有：
m1v＝(m1＋m2)v′
③
A、B克服摩擦力所做的功：W＝μ(m1＋m2)gd
擦力为f，则由动能定理可得：
对对f(L于 于1－BAL::2－－)＝ffLL12 01m＝＝v212－M12vm2－v0212 M v02
③ ④ ⑤
由由①几、何②关、系L③0＋、L④2＝、L⑤、⑥联立求得⑥L1＝M＋4MmL .
方法三：用能量守恒定律和动量守恒定律求解．
A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B 具有相同的速度，设此速度为v, A和B的初速度的大小为v0，则 据动量守恒定律可得：
④
由能量守恒定律，有：
1 2
(m1＋m2)v′2＝Ep＋μ(m1＋m2)gd
⑤
解得Ep＝
m12 m1 m2
gh－μ(m1＋m2)gd.
答案：(1) 2gh
(2)
m12 m1 m2
gh－μ(m1＋m2)gd
课堂训练
2．图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静 止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B相同滑块A， 从导轨上的P点(未画出)以某一初速度向B滑行，当A滑过距离l1 时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但 互不粘连．已知最后A恰好返回出发点P并停止．滑块A和B与导 轨的滑动摩擦因数都为μ， 运动过程中弹簧最大形变量 为l2，求A从P出发时的初速度v0.
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞(课件)
二、弹性碰撞实例分析
情景2——动碰动：若在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小
球A和B，以初速度v1、v2运动，若它们能发生碰撞（为一维弹性碰撞），碰
撞后它们的速度分别为v1’和v2’ 分别是多大？
动量 守恒
m1v1 m2v2 m1v1' m2v2'
v1'
2m2v2 m1
m1 m2 m2
mv0 (M m)v共
1 2
mv0 2
1 (m 2
M )v共2
mgh
(2)m与M分离点，水平方向上动量守恒，系统机械能守恒
mv0 mv1 Mv2
1 2
mv0 2
1 2
mv12
1 2
Mv2 2
课堂小结
碰撞过程中机械能 守恒，这样的碰撞 叫做弹性碰撞。
v1
弹性
碰撞
m1v1 m2v2 m1v1' m2v2'
＋ p
2 A
p
2 B
2m 2m
＝
81 9 2m
J＝ 90
2m
J，EkA′＋EkB′＝
p
2
A
＋
2m
pB2 2m
，
将A、B、C三项数据代入又可排除C项。A、B两球碰撞后沿同一方向运动，后面A
球的速度应小于或等于B球的速度，即vA′≤vB′，代入数据可排除B项，故A正确。
典例分析
【典例2】（多选）质量分别为m1和m2的两个物块在光滑的水平面上发生 正碰，碰撞时间极短，其x-t图像如图所示，则下列判断正确的是（ ） A．两物块的质量之比m1：m2=1：3 B．两物块的质量之比m1：m2=1：2 C．两物块碰撞后粘在一起 D．此碰撞一定为弹性碰撞 【正确答案】AD
质量守恒定律六个不变两个改变
质量守恒定律六个不变两个改变
质量守恒定律是自然界中常见的基本定律之一，它是俄国科学家罗蒙诺索夫在1756年发现的。
六个不变是什么在宏观上：1、反应前后元素的种类不变；2、物质的总质量不变；3、元素的质量不变。
在微观上：1、原子的数目不变；2、原子的种类不变；3、原子的质量不变。
两个一定改变宏观：物质种类改变微观：物质的粒子构成方式一定改变（即分子的种类改变）.两个可能改变宏观：元素的化合价可能改变微观：分子总数可能改变.守恒定律简介能量守恒定律即热力学第一定律，是指在一个封闭（孤立）系统中的总能量保持不变。
其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量。
能量守恒定律可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传人或者传出该系统的能量的多少。
总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
（1）自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子的运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
（2）不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。
这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。
（3）某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量
和增加量一定相等。
九大守恒定律-概述说明以及解释
九大守恒定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述守恒定律是物理学中非常重要的基本原理之一，它们描述了在物理系统中某些物理量的守恒情况。
这些守恒定律揭示了自然界中的基本规律和对称性，对于理解和研究各种物理现象具有重要意义。
本文将介绍九大守恒定律，分别是能量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律等等。
通过深入探讨这些守恒定律，我们可以更好地理解物理世界中各种现象的原理和规律，进一步推动科学的发展和应用。
在本文的后续部分，我们将逐一介绍这九大守恒定律的具体内容，探讨它们在不同物理系统中的应用和意义，以及对未来科学研究的启示。
通过对这些守恒定律的深入理解，我们可以更好地认识自然界，并在理论和实践中不断探索和发现新的可能性。
1.2 文章结构文章结构部分将主要包括九大守恒定律的介绍和探讨，每一条守恒定律将会逐一详细解释其含义和应用。
同时，我们也将从整体的角度总结九大守恒定律的关联和作用，探讨其在现实生活和科学研究中的应用与意义。
最后，我们还将展望未来，探讨九大守恒定律在未来研究中的发展和潜在的应用领域。
通过这样的结构，我们希望为读者呈现一个全面而深入的了解九大守恒定律的内容，并启发对于守恒定律的更深层次思考和探讨。
1.3 目的本文的目的在于介绍和解释九大守恒定律，并探讨这些定律在自然界和科学领域中的重要性和应用。
通过详细阐述每一条守恒定律的原理和意义，读者将更加深入地理解自然规律的运行机制。
同时，我们也希望通过这篇文章，让读者对于守恒定律的重要性有更深入的认识，以及了解这些定律对于科学研究和技术发展的巨大影响。
通过整理和总结九大守恒定律，本文旨在帮助读者建立起一个系统完整的知识体系，为进一步探索自然界的奥秘打下基础。
同时，我们也希望通过这篇文章激发读者的兴趣，引导他们深入学习守恒定律的相关知识，进一步拓展自己的科学视野，从而促进科学研究和技术创新的发展。
2.正文2.1 第一守恒定律第一守恒定律，又称为能量守恒定律，是自然界中最基本的守恒定律之一。
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1.5自然界中的守恒定律讲学案
编写：英西中学罗开康审核：田家炳中学曾锦锋
高二级班姓名座号周次星期
一、学习目标:
理解所学过的守恒定律内容，从守恒定律中认识到其本质是某种物理量保持不变。
二、复习检测:
1.某人站在完全光滑的水平冰冻河面上欲到岸边，可采取的方法是( )
A．步行 B．滑行
C．挥动双手D．将衣物抛向岸的反方向
2.一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一颗炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力和阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是( ) A．动量不变，速度增大 B．动量变小，速度不变
C．动量增大，速度增大 D．动量增大，速度减小
三、新课教学
自然界中的四大基本守恒定律：1、
2、
3、
4、
对应的四个守恒定律的条件是：1、
2、
3、
4、
守恒与不变的关系：
物理规律的每一种对称性（即不变性）
对称：
四、巩固练习
1.如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程
中( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量不守恒、机械能不守恒
C．动量守恒、机械能不守恒
D．动量不守恒、机械能守恒
2.(双选)(2011年济南模拟)一陨石自高空落到山谷中，有一目击者，他先是看到火光，随后听
到巨大声响，最后他走到陨石旁用手摸了摸陨石，感觉烫手．就上述现象所得出的下列认识中正
确的是( )
A．陨石的动量消失了，转化为声、光、热等形式的能量
B．陨石的动量消失了，这表明陨石与地球碰撞中动量不守恒
C．陨石与地球碰撞中动量是守恒的，陨石的动量传递给了地球
D．陨石与地球碰撞中，陨石的机械能转化声、光、热等形式的能量
向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的( )
A．互推后两同学总动量增加
B．互推后两同学动量大小相等，方向相反
C．分离时质量大的同学的速度小一些
D．互推过程中机械能守恒
五、课堂小结
1、守恒与不变
2、守恒与对称
六、作业
如图所示，A、B两个木块用轻质弹簧连接，它们静止在光滑水平面上，A和B的质量分别是99m
和100m.一颗质量为m的子弹以速度v 水平射入木块A内没有穿出，在后来的过程中弹簧弹性
势能的最大值是多大？。