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第一章第六节 自然界中的守恒定律
粤教版《物理》选择性必修一
学习目标
2. 通过分析推理、认识科学世界的美丽，体会物理公式反映出的自然世界的秩序和规律；

3. 通过自然界中的守恒定律，体会自然界的和谐统一性，树立的科学态度与责任.
1.理解所学过的守恒定律的内容，从守恒定律中认识到其本质是不变的；
我们学过了哪些守恒定律？
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
对守恒定律的理解：
系统内物理量总和保持不变
1.动量守恒定律
（1）严格守恒：系统不受外力作用，或系统所受合外力为零.
（2）近似守恒：当系统内物体间的内力远大于系统所受的外力时，系统的总动量近似守恒.
（3）某方向上守恒：系统在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒.
一、动量守恒定律
m1
m2
2.典型的弹性碰撞：“一动碰一静”模型
m1v0＝m1v1＋m2v2 ①
一、动量守恒定律
冰上的双人滑冰运动员相互推开
光滑水平面上，小球在圆弧轨道上运动过程中
α粒子散射实验
动量守恒定律在微观、宏观、宇观都适用，是自然界普遍适用的规律.
一、动量守恒定律
动量守恒定律的生活事例
在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇。风扇不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？
下列构想可行吗？
船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，船能向前行驶吗？
一、动量守恒定律
下列构想可行吗？
一、动量守恒定律
1.机械能守恒定律
（1）单个物体机械能守恒条件：当只有重力做功，单个物体机械能守恒.
（2）系统机械能守恒条件：当只有重力做功和弹力做功时，系统的机械能守恒.
二、机械能守恒定律
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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）
二、机械能守恒定律
2.比较分析
m1和m2组成的系统：
动量守恒，机械能不守恒
m1、m2和弹簧组成的系统：
机械能守恒
球和车组成的系统：
动量不守恒，水平方向动量守恒
曲面光滑时机械能守恒，
曲面粗糙时机械能不守恒
以下情况有哪些量是守恒的？
二、机械能守恒定律
木板和木块组成的系统：
动量守恒，机械能不守恒
子弹和木块组成的系统：
动量守恒，机械能不守恒
以下情况有哪些量是守恒的？
二、机械能守恒定律
【例1】：一质量为m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A、B、C三点的速度 、 、 所满足的关系。
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】请将上述结果与自由落体运动的情况进行比较，并讨论它说明了什么问题？
思考：（1）若轨道接触面粗糙，系统机械能守恒吗；
二、机械能守恒定律
【例2】 (动量守恒条件的理解)一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示.则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( 　　)
A.动量守恒，机械能守恒
B.动量不守恒，机械能守恒
C.动量守恒，机械能不守恒
D.无法判定动量、机械能是否守恒

C
二、机械能守恒定律
二、机械能守恒定律
如图所示，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其中，将弹簧压缩到最短。若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的整个过程中(　　)
A.动量不守恒，机械能不守恒
B.动量守恒，机械能不守恒
C.动量不守恒，机械能守恒
D.动量守恒，机械能守恒
试题对比分析
A
【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？
（1）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。
（2）烧水过程中，系统外的电能转化为内能，电热壶和水组成的系统能量不守恒。
1.能量守恒定律
三、能量守恒定律
1.能量守恒定律
三、能量守恒定律
解法1：用牛顿第二运动定律，选择水平向右为正方向，
对于子弹 ，由牛顿第二运动定律
对于木块 , 由牛顿第二运动定律
由牛顿第三运动定律知
当达到共速时
子弹位移 = 木块位移 =
则打入的深度 -
代入 解得
三、能量守恒定律
解法2：子弹与木块作用不受外力两物体组成系统动量守恒

子弹打木块过程能量守恒
解得
对比两种方法，用动量守恒定律解答更便捷。
三、能量守恒定律
1.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知M=3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统水平方向上动量守恒
B．滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统机械能守恒
C．滑块滑到B点时的速度大小为
D．水平轨道的长度
随堂练习
【解析】
A．滑块从A滑到C的过程中水平方向合外力为零，动量守恒，选项A正确；
B．滑块从A滑到C的过程中，由于滑块与轨道BC间有摩擦，要克服摩擦力做功产生热量，所以滑块和小车组成的系统机械能不守恒，选项B错误；
C．滑块刚滑到B点时，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律
解得 选项C错误；
D．系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得 解得
由能量守恒定律得
解得 选项D正确。
谢谢大家！

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