2012高二物理学案 1.5 自然界中的守恒定律 粤教版选修3-5

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1、1.5自然界中的守恒定律学案（粤教版选修3-5）1．守恒定律不能断定某种变化是否一定会________，也无法描述变化过程的__________，但它可以判断某个变化是否可能________，以及一旦发生变化，物体初、末状态之间应满足的________．2．能量守恒定律说明各种形式的能量可以____________，但总能量保持______．动量守恒定律通常是对相互作用的物体所构成的______而言的，适用于__________的运动．图13．如图1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

2、一起作为研究对象(系统)，则此系统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中()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【概念规律练】知识点一动量守恒定律的应用图21．如图2所示，光滑水平面上放着两个物体A和B，B与轻弹簧相连并处于静止状态，A以v0向右运动，求弹簧被压缩至最短时，A、B的共同速度．图32．如图3所示，质量分别为M和m的两个物体在恒力F的作用下恰好能以速率v在粗糙的水平面上做匀速直线运动，两物体与平面间的动摩擦因数为μ.若运动过程中轻绳在P处突然断开，求物体m刚好停止时M的速率u.知识点二动量守恒

3、定律和能量守恒定律3．1930年科学家用放射性物质中产生的α粒子轰击铍时，产生了一种看不见的、贯穿能力极强的不带电未知粒子．该未知粒子跟静止的氢核正碰，测出碰撞后氢核的速度是3.3×107m/s，该未知粒子跟静止的氮核正碰，测出碰撞后氮核的速度是4.7×106m/s，已知氢核的质量是mH，氮核的质量是14mH，假定上述碰撞是弹性碰撞，求未知粒子的质量．图44．如图4所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连(细线未画出)，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体

4、．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的势能．【方法技巧练】利用动量守恒定律和能量守恒定律分析综合问题图55．光滑水平面上有A、B两辆小车，mB＝1kg，原来静止，mA＝1kg(含支架)．现将小球C用长为0.2m的细线悬于支架顶端，mC＝0.5kg.开始时A车与C球以v0＝4m/s的速度冲向B车，如图5所示．若A，B正碰后粘在一起，不计空气阻力，g取10m/s2，试求小球C摆动的最大高度．参考答案课前预习练1．发生快慢发生关系2．相互转化不变系统任何形式3．

5、B[把系统从子弹射入木块到弹簧压缩至最短的过程分段考虑．第一段：子弹射入木块瞬间，弹簧仍保持原长，子弹与木块间的摩擦力为内力，合外力为零，所以此瞬间系统动量守恒，机械能不守恒．第二段：子弹射入木块后，与木块一起压缩弹簧，系统受墙面弹力(外力)不为零，所以此过程系统动量不守恒．综合在一起，整个过程中动量、机械能均不守恒，应选B.]课堂探究练1.解析弹簧被压缩的过程中，A受到弹簧弹力作用做减速运动，B受到弹力作用做加速运动，开始vA>vB，弹簧被压缩．当vA＝vB＝v时，弹簧压缩量最大，弹簧压缩过程中，A、B组成的系统，所受外力之和为零，动量守恒，有MAv0＝(MA＋MB)v，解

6、得v＝点评弹簧最短时，两物体的速度相同，整个作用过程系统不受外力，总动量守恒．2.v解析选两物体整体为研究对象，分析它们的受力情况：M和m在恒力F的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动，说明水平方向合外力之和为零．在m停下来之前，恒力与系统摩擦力大小相等、方向相反，系统动量始终守恒．根据动量守恒定律有：(M＋m)v＝Mu，解得u＝v点评系统受到外力作用，且外力的合力为零，不论两物体是否还存在相互作用，系统的动量都是守恒的．3．1.16mH解析设未知粒子质量为m，初速度为v，与氢核碰撞后速度为v′，根据动量守恒和动能守恒有：4.mv解析设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动

7、量守恒定律得3mv＝mv0①设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒定律得3mv＝2mv1＋mv0②设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有(3m)v2＋Ep＝(2m)v＋mv③由①②③式得弹簧所释放的势能为Ep＝mv④点评两物体的相互碰撞过程，在外力可忽略的情况下满足动量守恒定律和能量守恒定律，但要注意若机械能没有转化为其他形式的能，机械能是守恒的，若机械能有一部分转化为其他形式的能，则机械能要减少，若有其他形式的能转化为机械能，则机械能要增加．5．0.16m解