第一章-第五节课件

第五节自然界中的守恒定律第一章碰撞与动量守恒第五节自然界中的守恒定律第一章碰撞与动量守恒[学习目标]1.加深对动量守恒定律和能量守恒定律的理解，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.[学习目标]1.加深对动量守恒定律和能量守恒定律的理解，能运内容索引知识探究新知探究点点落空题型探究重点难点各个击破达标检测当堂检测巩固反馈内容索引知识探究题型探究达标检测知识探究知识探究1.能量守恒：

是物理学中最重要的物理量之一，而且具有_________的形式，各种形式的能量可以相互转化但总能量

.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

的运动，因此常用来推断系统在发生碰撞前后运动状态的

.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_________变换中的不变性；动量守恒是对应着

变换中的不变性.一、守恒与不变能量各种各样不变相互作用任何形式变化某种时间某种空间1.能量守恒：是物理学中最重要的物理量之一，1.对称的本质：具有某种不变性.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.二、守恒与对称1.对称的本质：具有某种不变性.守恒与对称性之间有着必然的联题型探究题型探究一、滑块—木板模型1.把滑块、木板看做一个整体，摩擦力为内力，在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒.2.由于摩擦生热，机械能转化为内能，系统机械能不守恒，应由能量守恒求解问题.3.注意：若滑块不滑离木板，就意味着二者最终具有共同速度，机械能损失最多.一、滑块—木板模型1.把滑块、木板看做一个整体，摩擦力为内力例1如图1所示，B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板，物块A质量为m，与木板间的动摩擦因数为μ.最初木板B静止，物块A以水平初速度v0滑上长木板，木板足够长，重力加速度为g.求：答案解析(1)木板B的最大速度是多少？图1例1如图1所示，B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板解析由题意知，A向右减速，B向右加速，当A、B速度相等时B速度最大.以v0的方向为正方向，根据动量守恒定律：mv0＝(m＋3m)v ①②解析由题意知，A向右减速，B向右加速，当A、B速度相等时B(2)木块A从刚开始运动到A、B速度刚好相等的过程中，木块A所发生的位移是多少？解析A向右减速的过程，根据动能定理有答案解析(2)木块A从刚开始运动到A、B速度刚好相等的过程中，木块A(3)若物块A恰好没滑离木板B，则木板至少多长？答案解析(3)若物块A恰好没滑离木板B，则木板至少多长？答案解析解析方法一B向右加速过程的位移设为x2.方法二从A滑上B至共同速度的过程中，由能量守恒得：解析方法一B向右加速过程的位移设为x2.方法二从A滑上二、子弹打木块模型1.子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒.2.在子弹打木块过程中摩擦生热，系统机械能不守恒，机械能向内能转化.3.若子弹不穿出木块，二者最后有共同速度，机械能损失最多.二、子弹打木块模型1.子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力例2如图2所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，求：(1)子弹射入后，木块在地面上前进的距离；答案解析图2例2如图2所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为解析因子弹未射出，故碰撞后子弹与木块的速度相同，而系统损失的机械能为初、末状态系统的动能之差.设子弹射入木块后，二者的共同速度为v′，取子弹的初速度方向为正方向，则由动量守恒定律得：mv＝(M＋m)v′ ①二者一起沿地面滑动，前进的距离为s，由动能定理得：解析因子弹未射出，故碰撞后子弹与木块的速度相同，而系统损失(2)射入的过程中，系统损失的机械能；解析射入过程中损失的机械能答案解析(2)射入的过程中，系统损失的机械能；解析射入过程中损失的(3)若子弹打入木块的过程中，木块对子弹的平均阻力为F，求子弹打入木块的深度.解析由碰撞的特点知，子弹打入木块的过程中，木块的位移可以忽略，木块与地面间摩擦力做的功可以忽略.设子弹打入木块的深度为d，即子弹相对于木块的位移为d，答案解析(3)若子弹打入木块的过程中，木块对子弹的平均阻力为F，求子三、弹簧类模型1.对于弹簧类问题，在作用过程中，若系统合外力为零，则满足动量守恒.2.整个过程往往涉及到多种形式的能的转化，如：弹性势能、动能、内能、重力势能的转化，应用能量守恒定律解决此类问题.3.注意：弹簧压缩最短时，或弹簧拉伸最长时，弹簧连接的两物体速度相等，此时弹簧弹性势能最大.三、弹簧类模型1.对于弹簧类问题，在作用过程中，若系统合外力例3两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4kg的物块C静止在前方，如图3所示.B与C碰撞后二者会粘在一起运动.则在以后的运动中：答案3m/s图3答案解析(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？例3两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧解析当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.由A、B、C三者组成的系统动量守恒得：(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vABC，解析当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.(2)系统中弹性势能的最大值是多少？答案12J答案解析(2)系统中弹性势能的最大值是多少？答案12J答案解析解析B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，解析B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C解析针对训练如图4所示，A、B两个木块用轻弹簧相连接，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v0水平射入木块A内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为图4答案√解析针对训练如图4所示，A、B两个木块用轻弹簧相连接，它们解析子弹射入木块A的时间很短，可视为动量守恒，取v0的方向为正方向，有mv0＝100mv1，子弹、A、B三者速度相等时，弹簧的弹性势能最大，100mv1＝200mv2，解析子弹射入木块A的时间很短，可视为动量守恒，达标检测达标检测1231.(子弹打木块模型)(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图5所示，上述两种情况相比较

A.子弹对滑块做功一样多B.子弹对滑块做的功不一样多C.系统产生的热量一样多D.系统产生的热量不一样多答案√√图5解析1231.(子弹打木块模型)(多选)矩形滑块由不同材料的上、123解析两次都没射出，则子弹与滑块最终达到共同速度，设为v共，子弹对滑块所做的功等于滑块获得的动能，故选项A正确；系统损失的机械能转化为热量，故选项C正确.123解析两次都没射出，则子弹与滑块最终达到共同速度，设为2.(弹簧类模型)如图6所示，木块A、B的质量均为2kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直挡板上，当A以4m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能大小为

A.4J B.8J

C.16J D.32J√答案123解析图62.(弹簧类模型)如图6所示，木块A、B的质量均为2kg，解析A、B在碰撞过程中动量守恒，碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守恒.由碰撞过程中动量守恒得：mAvA＝(mA＋mB)v，123当弹簧被压缩至最短时，系统的动能为0，只有弹性势能，由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为8J.解析A、B在碰撞过程中动量守恒，碰后粘在一起共同压缩弹簧的3.(滑块—木板模型)如图7所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平面上，一