高中物理《自然界中的守恒定律》学案 粤教版选修3-5.doc

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1、第3讲自然界中的守恒定律★一、考情直播1．考纲解读考纲要求能力要求考向定位动量守恒定律（说明：只限于一维）会用动量守恒定律分析、解决碰撞、爆炸等相互作用会应用动量守恒定律解决一维运动有关问题知道什么是反冲，知道火箭的飞行原理和用途，能解释喷气飞机的原理了解动量守恒定律在实际生活中的意义和作用1．子弹打木块模型；2．有弹簧参与的追碰模型；3．有阻挡板参与的碰撞问题；4．坠落中的碰撞问题；5．两大守恒定律在圆周运动中的的综合应用；6．应用两大守恒定律处理多体问题等问题2．考点整合该部分内容是自然界最普遍的两个规律的联手演绎，是中学阶段最重要的主干知识之一，

2、是高考永恒话题，常见的重点问题主要围绕几个模型进行的．不管什么模型，解决时都涉及到两个方面，一个是根据条件建立系统的动量守恒定律方程；另一个是根据系统内的能量变化的特点建立系统的能量方程，因此深刻理解动量守恒定律的“五性”与能量守恒定律的转化流程是我们解决问题的前提．解决力学问题有三大途径，其中用动量的观点和能量的观点解决力学问题，是我们的首选．特别是对于变力作用或曲线运动问题，不涉及运动过程的细节，不涉及加速度，更显示出这两大观点的优越性．应用能量转换和守恒定律解题的一般步骤：（1）明确研究的对象及过程（2）搞清在这个过程中有哪些能量参与了转换（不能

3、把能量的转换和做功重复考虑）（3）确定参与转化的能量中有哪些能量增加，哪些能量减少．（4）列出增加的能量和减小的能量之间的守恒式（或初、末状态能量相等的守恒式）考点一子弹打木块模型子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒，系统部分机械能单向转化为内能图6-3-1【例1】如图6-3-1所示，设质量为m的子弹以初速度V0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d．求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离．【解析】子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞．从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒

4、：mV0=（M+m）V从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能．设平均阻力大小为f，设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2，如图所示，显然有s1-s2=d对子弹用动能定理：……①对木块用动能定理：……②①、②相减得：……③这个式子的物理意义是：fd恰好等于系统动能的损失；根据能量守恒定律，系统动能的损失应该等于系统内能的增加；可见，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热（机械能转化为内能），等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积（由于摩擦力是耗散力，摩擦生热跟路径有关，所以这里应该用路程，而不是用位移）．由上式不难求得平均阻力的大小：至

5、于木块前进的距离s2，可以由以上②、③相比得出：从牛顿运动定律和运动学公式出发，也可以得出同样的结论．由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动，位移与平均速度成正比：，，一般情况下M>>m，所以s2<

6、末状态子弹和木块速度不相等，所以不能再用④式计算ΔEK的大小．做这类题时一定要画好示意图，把各种数量关系和速度符号标在图上，以免列方程时带错数据．考点二根据动量守恒定律求解分析求解“三体二次作用过程”问题所谓“三体二次作用”问题是指系统由三个物体组成，但这三个物体间存在二次不同的相互作用过程．解答这类问题必须弄清这二次相互作用过程的特点，有哪几个物体参加？是短暂作用过程还是持续作用过程？各个过程遵守什么规律？弄清上述问题，就可以对不同的物理过程选择恰当的规律进行列式求解．ABC图6-3-2【例2】光滑的水平面上，用弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块

7、都以V0=6m/s的速度向右运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，如图6-3-2所示．B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，当弹簧的弹性势能达到最大为J时，物块A的速度是m/s．【解析】本题是一个“三体二次作用”问题：“三体”为A、B、C三物块．“二次作用”过程为第一次是B、C二物块发生短时作用，而A不参加，这过程动量守恒而机械能不守恒；第二次是B、C二物块作为一整体与A物块发生持续作用，这过程动量守恒机械能也守恒．对于第一次B、C二物块发生短时作用过程，设B、C二物块发生短时作用后的共同速度为VBC，则据动量守恒定律得：①对于第

8、二次B、C二物块作为一整体与A物块发生持续作用，设发生持续作用后的共同速度为V，则据动量守恒定