1.6 自然界中的守恒定律 (共16张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(共16张PPT)
第一章 动量和动量守恒定律
第6节 自然界中的守恒定律
守恒定律
冰壶的碰撞
动量守恒定律
抛出的篮球在空中运动（不计阻力）
机械能守恒定律
能量守恒定律
让验电器带电发生电荷转移
电荷守恒定律
知识点：守恒与不变、对称
1.系统：讨论物理量的守恒离不开与之相互作用的因素。物理学上常将物体及与之相互作用的因素视为一个系统。
2.守恒与不变
（1）系统内物理量总保持不变
条件：没有系统外的因素使系统的某些物理量发生改变，物理量只在系统内部转移或转化。
（2）系统内部某个物理量的增加量（或减少量）等于系统外部的输入（或抽取）量。
在冰上表演双人滑冰时，由于冰面的摩擦因数很小，可以视为两个滑冰运动员甲和乙组成的系统在水平面内的动量守恒，而在竖直方向上动量不一定守恒.
①内力：系统中物体间的相互作用力叫做内力。
②外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力叫做外力。
当系统外力与系统内除重力和弹力外的其他内力做功的代数和为零，则系统的总机械能保持不变，这就是机械能守恒定律.
系统内重力或弹力做功只引起系统内动能和势能的相互转化，不改变系统的机械能总量
例1一质量为的物体沿如图所示的光滑曲面自A点向下滑动，试求物体在三点的速度 、 、 所满足的关系。
若考虑地球与物体组成的系统，其内力只有重力，而曲面支持力的方向总是与物体运动的方向垂直，因此支持力不做功，由此可见，物体在运动过程中满足机械能守恒的条件，我们可以用机械能守恒定律来求解.
解：选取物体在B点时的势能为零势能面，根据机械能守恒定律，有
得到：
【讨论与交流】（1）请比较动量守恒定律与机械能守恒定律；
机械能守恒定律 动量守恒定律
研究对象
守恒条件
适用范围
守恒性质
相互作用的物体组成的系统
相互作用的物体组成的系统
物体系统内只有重力或弹力做功，其他力不做功
系统不受外力或所受外力的合力为零
仅适用于宏观、低速领域
适用于目前物理学研究的一切领域
标量守恒（不考虑方向性）
矢量守恒（规定正方向）
【讨论与交流】（2）机械能守恒定律与能量守恒定律有什么区别？
①机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力或弹力做功，系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化，但总的机械能保持不变。
②能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失时，损失的机械能转化为其他形式的能，总的能量不变。
③能量守恒定律比机械能守恒定律的适用范围广。
烧水过程中，电热壶和水组成的系统能量不守恒。因为系统外的电源给系统输入了能量
忽略散失的热量，热水和保温钢瓶内胆以及其中的冷水组成的系统能量守恒。
【想一想】如图所示，若将一壶热水倒入盛有冷水的保温瓶中，忽略散失热量，那么热水和保温钢瓶内胆及其冷水组成系统能量是否守恒？如果接通电源让热水壶烧开水，电热水壶和水组成的系统能量是否守恒？
【想一想】用细绳拉着小球在光滑水平面做匀速圆周运动，小球机械能守恒吗？
由于向心力不对小球做功，所以小球机械能守恒.
3.守恒与对称
（1）物理规律的对称性就是某种物理状态或过程在一定的变换下，它服从物理规律的不变；
（2）物理规律的每一种对称性通常都对应一中守恒定律；
（3）物理中常见的简单性与对称性
物质规律 抛体运动、光的可逆性、电流产生磁场与电场感应的对称性；
物理概念 正电荷负点、N和S磁极、作用力和反作用力等
4.能源利用的新方式
积极开发和利用各种新能源，大力开发水能、生物能等常规能源，加强核能、太阳能、风能、海洋能、地热能以及其他各种新能源的研究和利用，从而不断扩大人类的能源种类和来源。
1.列举出生活中动量守恒、能量守恒、机械能守恒的例子.
动量守恒：台球桌上两球碰撞；
能量守恒：纯电动车行驶在路面上，电能转化为车的动能和所有摩擦产生热量；
机械能守恒：扔出的铅球在空中运动时，动能和重力势能相互转化
2.人类发送地球卫星对地球的运行轨道有影响吗？
解析：不会有影响。由于地球卫星围绕着地球运动，从太阳参考系看，卫星和地球是一个整体，发射地球卫星的相互作用力是内力，对系统的速度没有影响。
3.如图所示,质量为 的木块置于光滑的水平台面上，质量为 的子弹以初速度 水平向右射向木块，设木块对子弹的摩擦阻力为f木块足够长，子弹留在木块中，求子弹打进木块的深度h。
答案：