第05节自然界中的守恒定律(精品).ppt

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1、第五节 自然界中的守恒定律一、动量守恒定律一、动量守恒定律1内容内容：如果一个系统不受：如果一个系统不受_，或者所受，或者所受_矢量和矢量和为为0，这个系统的总动量保持不变，这个系统的总动量保持不变2表达式表达式：对于两个物体组成的系统，常写成：对于两个物体组成的系统，常写成：p1p2_或或m1v1m2v2_3适用条件适用条件：系统不受：系统不受_或者所受或者所受_矢量和为零矢量和为零外力外力外力外力p1p2m1v1m2v2外力外力外力外力二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律1.内容内容：如果一个系统只有：如果一个系统只有_做功，则系统在发做功，则系统在发生动能和势能的转化过程中，生动能和势能

2、的转化过程中，_的总量保持不变的总量保持不变3适用条件适用条件：只有：只有_或或_做功做功三、三、守恒与不变守恒与不变 能量守恒能量守恒：_是物理学中最重要的物理量之一，而是物理学中最重要的物理量之一，而且具有且具有_的形式，各种形式的能量可以相互转化的形式，各种形式的能量可以相互转化但总能量但总能量_重力或弹力重力或弹力机械能机械能重力重力弹力弹力能量能量各种各样各种各样不变不变一、爆炸类问题一、爆炸类问题解决爆炸解决爆炸类问题时类问题时，要抓住以下三个特征：，要抓住以下三个特征：1动动量守恒：量守恒：由于爆炸是在极短的由于爆炸是在极短的时间时间内完成的，爆炸物内完成的，爆炸物体体间间的相互

3、作用力内力的相互作用力内力远远大于受到的外力，所以在爆炸大于受到的外力，所以在爆炸过过程中，系程中，系统统的的动动量守恒量守恒2动动能增加：能增加：在爆炸在爆炸过过程中，由于有其他形式的能量程中，由于有其他形式的能量(如如化化学能学能)转转化化为为动动能能，因此爆炸后系，因此爆炸后系统统的的总动总动能增加能增加二、弹簧类模型二、弹簧类模型1对对于于弹弹簧簧类问题类问题，在作用，在作用过过程中，系程中，系统统合外力合外力为为零，零，满满足足动动量守恒量守恒2整个整个过过程涉及到程涉及到弹弹性性势势能、能、动动能、内能、重力能、内能、重力势势能的能的转转化，化，应应用能量守恒定律解决此用能量守恒定

4、律解决此类问题类问题3注意：注意：弹弹簧簧压缩压缩最短最短时时，弹弹簧簧连连接的两物体速度相等，此接的两物体速度相等，此时弹时弹簧最短，具有最大簧最短，具有最大弹弹性性势势能能三、子弹打木块类模型三、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，子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒则系统动量守恒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移即Efs相对相对3若子弹不穿出木块，则二者最后有共

5、同速度，机械能损失若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失最多最多四、滑块滑板模型四、滑块滑板模型1把滑把滑块块、滑板看作一个整体，摩擦力、滑板看作一个整体，摩擦力为为内力，内力，则则在光滑水在光滑水平面上滑平面上滑块块和滑板和滑板组组成的系成的系统动统动量守恒量守恒2由于摩擦生由于摩擦生热热，把机械能，把机械能转转化化为为内能，内能，则则系系统统机械能不守机械能不守恒恒应结应结合能量守恒求解合能量守恒求解问题问题解决动力学问题，一般有三种途径解决动力学问题，一般有三种途径：牛顿第二定律牛顿第二定律和和运动学公式运动学公式(力的观点力的观点)；动量定理动量定理和和动量守恒定律动量守恒

6、定律(动量观点动量观点)；动能定理动能定理、机械能守恒定律机械能守恒定律、功能关系功能关系、能的转化和守能的转化和守恒定律恒定律(能量观点能量观点)（习题）（习题）如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1 的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为 m2 挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端 O点A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在 OM段 A、B 与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为 g，求：(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：解析：(1)由机械能守恒定律，有由机械能守恒定律，有m1ghm1v 2v.(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有：在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有：m1v(m1m2)v A、B克服摩擦力所做的功：克服摩擦力所做的功：W(m1m2)gd 由能量守恒定律，有：由能量守恒定律，有：(m1m2)v2Ep(m1m2)gd 解得解得Epgh(m1m2)gd.答案答案：(1)(2)gh(m1m2)gd