第三章 守恒定律
一、选择题
10． 一个人站在有光滑转轴的转动平台上，双臂水平地举二哑铃。在该人把二哑铃水平收缩到胸前的过程中，人、哑铃与转动平台组成的系统的（ ）
（Ａ）机械能守恒，角动量不守恒 （Ｂ）机械能守恒，角动量守恒 （Ｃ）机械能不守恒，角动量守恒 （Ｄ）机械能不守恒，角动量也不守恒
14． 地球的质量为m ，太阳的质量为M ，地心与日心的距离为R ，引力常数为G ，则地球作圆周运动的轨道动量为（ ）
（Ａ）GMR m （Ｂ）
R GMm （Ｃ）
R G Mm
（Ｄ）R GMm
2
二、填空题
6． 如图所示，有m 千克的水以初速度v1进入弯管，经t 秒后流出时的速度为v2，
且v1=v2=v 。在管子转弯处，水对管
壁的平均冲力大小是________，方向_________（管子内水受到的重力不考虑）
10． 湖面上有一船静止不动，船上有一打渔人质量为60㎏。如果他在船上向船头走了4.0米，但相对于湖底只移动了3.0米，（水对船的阻力略去不计），则小船的质
量为____________。
三．计算题
9. 一根长为L 、质量均匀的软绳，挂在一半径很小的光滑木钉上，如图所示。开始时，BC=b 。试证BC=2L/3时，绳的加速度为a=g/3，速度为
??? ??-+-=
22922b bL L L g v
11． 某物体上有一变力F 作用，它随时间变化的关系如下：在0.1s 内,F 均匀地由0
增加到20N ；在随后的0.2s 内，F 保持不变；再经过0.1s ，F 又从20N 均匀地减到0。
(1)画出F-t 图；
(2)求这段时间内力的冲量及力的平均值； (3)如果物体的质量为3㎏，开始速度为1m/s ，与力的方向一致，问在力刚变为0时，物体速度为多大？
12. 质量
kg m 3
106-?=的小球，系于绳的一端，绳的另一端固结O 点，绳长为1m
（如图）。今将小球拉升至水平位置A，然后放手，求当小球经过圆弧上B、C、D点时的（1）速度，（2）加速度，（3）绳中的张力。假定空气阻力不计， =30°.
14．一质量为m的质点作平面运动，其位矢为r=acoswti+bsinwtj,式中a、b为正值常量，且a>b。问：
(1)此质点作什么运动？其轨迹方程怎样？
(2)质点在点A(a,0)和B(0,b)时的动能有多大？
(3)质点所受作用力F是怎样的？当质点从A点运动到B点时，(4)求F的分力
i F
x和
j
F
y所作的功；（4）F是保守力吗？为什么？
18．如图是一种测定子弹速度的方法。子弹水平地射入一端固定在弹簧上的木块内，由弹簧压缩的距离求出子弹的速度。已知子弹质量是0.02㎏，木块质量是8.98㎏。弹簧的劲度系数是100N/m，子弹射入木块后，弹簧被压缩10㎝。设木块与平面间的动摩擦系数为0.2，求子弹的速度。
19．一质量为m的球，从质量为M的圆弧形槽中自静止滑下，设圆弧形槽的半径为R （如图）。若所有摩擦都可忽略，求小球刚离开圆弧形槽时，小球和木块的速度各是多少？
20．一质量为m0、以速率v运动的粒子，碰到一质量为2m0静止的粒子。结果，质
量为m0的粒子偏转了45°，并具有末速
2/
v
。求质量为2m0的粒子偏转后的速率和方向。
能量守恒定律简介 世界是由运动的物质组成的，物质的运动形式多种多样，并在不断相互转化正是在研究运动形式转化的过程中，人们逐渐建立起了功和能的概念能是物质运动的普遍量度，而功是能量变化的量度。 这种说法概括了功和能的本质，但哲学味道浓了一些在物理学中，从19世纪中叶产生的能量定义：“能量是物体做功的本领”，一直延用至今但近年来不论在国外还是国内，物理教育界却对这个定义是否妥当展开过争论于是许多物理教材，例如现行的中学教材，都不给出能量的一般定义，而是根据上述定义的思想，即物体在某一状态下的能量，是物体由这个状态出发，尽其所能做出的功来给出各种具体的能量形式的操作定义（用量度方法代替定义）。 能量概念的形成和早期发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相关的由于对机械能、内能、电能、化学能、生物能等具体能量形式认识的发展，以及它们之间都能以一定的数量关系相互转化的逐渐被发现，才使能量守恒定律得以建立这是一段以百年计的漫长历史过程随着科学的发展，许多重大的新物理现象，如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等被发现，都只是给证明这一伟大定律的正确性提供了更丰富的事实尽管有些现象在发现的当时似乎形成了对这一定律的冲击，但最后仍以这一定律的完全胜利而告终。能量守恒定律的发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化决不是没有约束的，最基本的约束就是守恒律也就是说，一切运动变化无论属于什么样的物质形式，反映什么样的物质特性，服从什么样的特定规律，都要满足一定的守恒律物理学中的能量、动量和角动量守恒，就是物理运动所必须服从的最基本的规律与之相较，牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都低了一个层次。 定律内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律如今被人们普遍认同，但是并没有严格证明。 1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等
动量、冲量及动量守恒定律
动量和动量定理 一、动量 1．定义：运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式p＝m v； 2．矢量性：方向与速度的方向相同．运算遵循平行四边形定则． 3．动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)． (2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带有正负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正负号仅代表方向，不代表大小)． 4．与动能的区别与联系： (1)区别：动量是矢量，动能是标量． (2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物 理量，大小关系为E k＝p2 2m或p＝2mE k. 二、动量定理 1．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积．公式：I＝
Ft．单位：牛顿·秒，符号：N·s． (2)矢量性：方向与力的方向相同． 2．动量定理 (1)内容：物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量． (2)公式：m v′－m v＝F(t′－t)或p′－p＝I．3．动量定理的应用 碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间．要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法延长其作用时间．（缓冲） 题组一对动量和冲量的理解 1.关于物体的动量，下列说法中正确的是() A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向 B．物体的动能不变，其动量一定不变 C．动量越大的物体，其速度一定越大 D．物体的动量越大，其惯性也越大 2.如图所示，在倾角α＝37°的斜面上， 有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物 体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2
化学三大守恒定律 This manuscript was revised on November 28, 2020
对于溶液中微粒浓度（或数目）的比较，要遵循两条： 一是电荷守恒，即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带总数； 二是物料守恒，即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。（物料守恒实际属于个数守恒和。） ★电荷守恒 1.化合物中元素正负代数和为零 2.溶液呈电中性：所有阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数 3.除六大，四大外都，部分水解。产物中有部分水解时产物 4.这个离子所带的电荷数是多少，离子前写几。 例如：NaHCO 3：c(Na + )+c(H + )=c(OH -)+c(HCO 3-)+2c(CO 32- ) ★物料守恒 物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法，即“任一化学反应前后原子种类（指原子核中相等的原子，就是）和数量分别保持不变”。 ⒈含特定元素的微粒（离子或分子）守恒 ⒉不同元素间形成的特定微粒比守恒 ⒊特定微粒的来源关系守恒 【例1】在0.1mol/LNa3PO4溶液中： 根据P 元素形成微粒总量守恒有： c[PO 4 3-]+c[HPO 42-]+c[H 2PO 4-]+c[H 3PO 4]=0.1mol/L 根据Na 与P 形成微粒的关系有： c[Na + ]=3c[PO 43-]+3c[HPO 42-]+3c[H 2PO 4- ]+3c[H 3PO 4] 根据H2O 电离出的H+与OH-守恒有：c[OH -]=c[HPO 42-]+2c[H 2PO 4-]+3c[H 3PO 4]+c[H + ] 【例2】以NaHCO 3溶液为例 若HCO 3-没有和水解，则c （Na +）=c （HCO 3- ） 现在HCO 3-会水解成为H 2CO 3，电离为CO 32-（都是1：1反应，也就是消耗一个HCO 3- ，就产生一个H 2CO 3或者CO 32-），那么守恒式中把Na + 浓度和HCO 3- 及其产物的浓度和画 等号（或直接看作钠与碳的守恒）： 即c(Na + )==c(HCO 3-)+c(CO 32- )+c(H 2CO 3) 【例3】在0.1mol/L 的H 2S 溶液中存在如下过程:（均为） H 2S=(H + )+(HS -) (HS -)=(H + )+(S 2-) H 2O=(H + )+(OH -) 可得物料守恒式c(S 2-)+c(HS - )+c(H 2S)==0.1mol/L,（在这里物料守恒就是S--描述出有S 元素的和分子即可） 【例4】Na 2CO 3溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒 ·电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(CO 32-)+c(HCO 3-)+c(OH-) 上式中，阴阳总要相等，由于1mol 电荷量是2mol 负电荷，所以碳酸根所带电荷量是其的2倍。 ·物料守恒 c(Na+)是离子物质的量的2倍，电离水解后，碳酸根以三种形式存在所以 c(Na+)=2[c(CO 32-)+c(HCO 3-)+c(H 2CO 3)] ·质子守恒 水电离出的c(H+)=c(OH-)
能量的转化和守恒 教学目标 1．知道能量守恒定律。 2．能举出日常生活中能量守恒的实例。 3．有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 教学重难点 1．分析能量的转化，知道能量守恒定律。 2．用能量守恒的观点分析物理现象。 教学过程 导入新课 复习设疑，导入新课 出示以下两个问题，学生思考回答： (1)通过前面的学习，我们已知道的能的形式有哪几种？(机械能、内能、电能、化学能、光能、生物能，等等) (2)在“机械功和机械能”的学习中，我们分析了机械能的转化问题，请你对此谈谈自己的认识，并举例加以说明。 设疑引学：既然动能和势能可以相互转化，那么，自然界中不同形式的能量之间是否也可以互相转化呢？在转化过程中能量又遵循何种规律呢？ 这就是今天我们要一起来研究的问题。 推进新课 一、能的转化 1．指导学生完成下面四个小实验，观察实验发生的现象，讨论其能量转化情况： (1)来回迅速摩擦双手。 (2)黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。 (3)将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。 (4)用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。 讨论得出：(1)机械能转化为内能。(2)光能转化为内能。(3)光能转化为电能再转化为机械能。(4)机械能转化为电能及内能。 教师分析：摩擦生热，摩擦是机械运动现象，生热是热现象，摩擦能够生热，说明机械运动现象和热现象有联系。 学生分析其他实验后得出：光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。 2．除了电能与化学能之间可以相互转化外，还能举出其他形式的能相互转化的例子吗？请分别对机械能和内能、机械能和电能、电能和内能、电能和光能进行讨论。 (学生讨论，教师巡回指导，具体事例参照如下： 机械能→内能：自行车、汽车在刹车时摩擦生热；汽油机、柴油机在压缩冲程中，汽缸内气体因被压缩而发热等。 内能→机械能：内燃机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功；爆竹爆炸时，火药燃烧产生的内能使爆竹炸飞和升空。 机械能→电能：水电站的水力发电，水的机械能转化为电能。 电能→机械能：电动机通电后转动，电能转化为机械能。 电能→内能：电炉、电熨斗、电热水壶等通电后，电能转化为内能。 电能→光能：白炽灯通电后发光，发光二极管通电后发光等。 光能→电能：太阳能电池等。) 二、能量守恒定律 演示实验：将乒乓球从一定高度落下 观察分析：为什么乒乓球弹起的高度越来越低？损失的能量到哪儿去了？ 讨论得出：机械能越来越小，通过摩擦把机械能转化成了内能。 从而引出能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量
动量及动量守恒定律全章典型习题精讲
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动量及动量守恒定律全章典型习题精讲 一.学法指导: 动量这部分内容,本身并不复杂，主要有冲量和动量这两个概念，还有动量定理和动量守恒定律这两个重要规律．动量定理是对一个物体说的,它受到合外力的冲量等于该物体动量的增量.动量守恒定律是对相互作用的系统而言的,在系统不受外力作用的情况下，系统的总动量守 本章的难点主要在于冲量和动量都是矢量，矢量的运算比起标量的运算来要困难得多．我们中学阶段目前只要求计算同一直线上的动量问题，对于同一直线上的动量，可以用正负号表示方向,从而把矢量运算转化为代数运算． 这部分内容的另一个难点是涉及到相互作用的系统内物体的动量和机械能的综合问题，为此，我们在学习时要把动量这部分内容与机械能部分联系起来．下面三个方面的问题是我们学习中要重点理解和掌握的. 1、4个重要的物理概念,即冲量、动量、功和动能，下面把它们归纳、整理、比较如下: (1）冲量和功,都是“力”的,要注意是哪个力的冲量,哪个力做的功． 动量和动能,都是“物体”的,要注意是哪个物体的动量、哪个物体的动能. （2)冲量和功,都是“过程量”，与某一段过程相对应.要注意是哪个过程的冲量,是哪个过程中做的功. 动量和动能，都是“状态量”，与某一时刻相对应．要注意是哪个时刻的动量或动能,过程量是不能与状态量划等号的,即决不能说某力的冲量等于某时刻的动量,或说某个功等于某时刻的动能.动量定理和动能定理都是“过程关系”,它们说的是在某段过程中,物体受到的合外力的冲量或做的功，等于物体动量或动能的增量,这里“增量”又叫“变化量”,是相应过程的“始”、“末”两个状态量的差值,表示的还是某一段过程的状态的变化 此外，还有一点要注意，那就是这些物理量与参考系的关系．由于位移和速度都是与参考系有关的物理量,因此动量、功、动能都是与参考系有关的物理量,只有冲量与参考系无关.凡没有提到参考系的问题，都是以地面为参考系的． 2、两个守恒定律是物理学中的重要物理规律,下面把有关两个守恒定律的问题整理列表如下：
1．若用p1、p2分别表示两个相互作用物体的初动量，p1′、p2′表示它们的末动量，Δp1、Δp2表示两个相互作用物体的动量的变化，p、Δp表示两物体组成的系统的总动量和总动量的变化量，C为常数。用下列形式表示动量守恒定律，正确的是() A．Δp1＝－Δp2B．p1＋p2＝p1′＋p2′ C．Δp＝C D．Δp＝0 2．(2012·湖北省襄樊月考)如图1所示，在光滑水平面上，用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知m A＜m B，经过相同的时 间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将() A．静止B．向右运动图1 C．向左运动D．无法确定 3．(2012·福建高考)如图2，质量为M的小船在静止水面上以速率 v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若 救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速 率为() 图2 A．v0＋m M v B．v0－ m M v C．v0＋m M(v0＋v) D．v0＋ m M(v0－v) 4．如图3所示，A、B两物体的质量m A＞m B，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态。若地面光滑，则在 细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B沿相反方向滑动的过 程中() A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒 B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒 C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒 D．以上说法均不对 5．(2012·北京期中检测)如图4所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。木块自被子弹击
能量守恒定律 定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。 1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。 (3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 三维空间的直角坐标系 1．作为坐标系必须满足三要素：原点、单位和方向，三维空间的直角坐标系关键一个问题是方向，二维平面直角坐标系怎么排列都行，三维时三个相互垂直的坐标轴方向该如何排列呢，出现了两种情况，为了明确，我们采用的是右手螺旋法则，即的方向顺序按拇、食、中指排列见图7-12．空间直角坐标系建立以后。涉及一系列术语，它们的坐标表达（）为1）、原点（0，0，0）2）、坐标轴X轴（，0，0） Y轴（0，，0） Z轴（0，0，）3）、坐标面 XOY 面（，，0 ） YOZ面（0，，） ZOX面（，0，）4）、卦限：三个相互垂直的坐标面把三维空间分成了八个卦限，各卦限内点（）由其取值的正负来分见图7-2。3．注意同一个解析式在不同的空间坐标系下有不同的含义。例如：一维直线上表示一个点二维平面上表示一条直线三维空间上表示一个平面在三维几何空间这个点集与三元数组集合由坐标系的建立使之成为一一对应了，以后不引起混淆时，我们常不加区别的说（）为几何空间中的一点，或几何空间的点是（）。二、上两点间的距离、邻域、区域等概念1．上两点间的距离一维直线上的两点间的距离是绝
能量守恒定律学案 学习目标 一、知识与技能 1.知道能量守恒定律。 2.能举出日常生活中能量守恒的实例。 3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 二、过程与方法 1.通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。 2.通过学生讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。 三、情感、态度与价值观 1.通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。 2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。 3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。 学习重点： 能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。 学习难点： 运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。
学习过程： 一、思考： 我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。 思考：这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？ 二、新课学习 1．能的转化 想想做做：按照书中的操作，观察发生的现象，说一说发生了那些能量的转化。 （1）摩擦手，手发热：能转化为能。 （2）黑塑料袋盛水，阳光下，温度升高：能转化为能。 （3）连在太阳电池的小电扇对着阳光，转动起来：能转化为能。 （4）钢笔杆摩擦后会吸引小纸片：能转化为能。 看来各种形式的能，在一定的条件下是可以相互转化的，仔细观察下面的能量相互转化的图示，你能不能找到更多的实例？
动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子，盒子中间有一质量为m 的物体，如图55－1所示．物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动，当它刚好与盒子右壁相碰时，速度减为 v 02 ，物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上，求： (1)物体在盒内滑行的时间； (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量． 解析：(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得：－μmgt ＝ m mv t 0·－，＝v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒，设碰 撞前瞬时盒子的速度为，则：＝＋＝＋．解得＝，＝．所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得＝－＝，方向向右． v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨：分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键． 【例2】 如图55－2所示，质量均为M 的小车A 、B ，B 车上 挂有质量为的金属球，球相对车静止，若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动，相碰后连在一起，则碰撞刚结束时小车的速度多大？C 球摆到最高点时C 球的速度多大？ 解析：两车相碰过程由于作用时间很短，C 球没有参与两车在水平方向的相互作用．对两车组成的系统，由动量守恒定律得(以向左为正)：Mv －Mv ＝
2Mv 1两车相碰后速度v 1＝0，这时C 球的速度仍为v ，向左，接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用，到达最高点时和两车 具有共同的速度，对和两车组成的系统，水平方向动量守恒，＝＋＋，解得＝＝，方向向左．v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨：两车相碰的过程，由于作用时间很短，可认为各物都没有发生位移，因而C 球的悬线不偏离竖直方向，不可能跟B 车发生水平方向的相互作用．在C 球上摆的过程中，作用时间较长，悬线偏离竖直方向，与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变，这时只有将C 球和两车作为系统，水平方向的总动量才守恒． 【例3】 如图55－3所示，质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端，处于静止状态．已知车的长度为L ，则当人走到小车的左端时，小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离？ 点拨：将人和车作为系统，动量守恒，设车向右移动的距离为s ，则人向左移动的距离为L －s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得M ·s －m(L －s)＝0，从而可解得s ．注意在用位移表示动量守恒时，各位移都是相对地面的，并在选定正方向后位移有正、负之分． 参考答案 例例跟踪反馈．．．；；．×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55－4所示，气球的质量为M 离地的高度为H ，在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳，人和气球恰悬浮在空中处于静止状态，现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面，求软绳的长度．
1.能量守恒定律 教学目标 教学过程 情景导入 出示课件：五一假期，我们会去逛公园放松心情，而荡秋千图片便是其中的一个项目．荡秋千时若不加外力自己会停下来，这是为什么？那么怎样才能使秋千越荡越高？从学生的交流、讨论中引入新课。 合作探究 探究点一形形色色的能量 展示教材图 11 － 1 － 1 ，让学生观察并寻找能量的足迹，并思考：这些过程中，能量都由什么形式变成了什么别的形式？它们遵循什么规律呢？ 对学生的回答给予肯定或者纠正。
教师：我们今天就要找出，在能量不断转化、转移的过程中遵循的规律。 学生观察，并展开积极讨论。 指出能量转化的过程中，能量的各种形式。 探究点二不同形式能量的相互转化 1.能量是可以互相转化的。 举出一些例子，如：太阳灶将太阳能转化为水的内能；人踢球，人自身储存的化学能通过人体做功，转化为皮球的机械能，等等。要求学生回忆，并举出一些例子。 2.能量是可以转移的。 举出一些例子，如：打台球时，两颗台球之间发生了动能的转移；人们通过热水袋取暖，就是热水的内能转移至人体。要求学生回忆，并举出一些例子。 教师：那么，大家就根据你们的理解，寻找能量的足迹吧！ 让学生以小组为单位，根据图 11 － 1 － 2 ，开展“能源转化的识别”活动。 对于这个活动，教师可以在课前提供一个表格，以供各个小组填写。让小组代表回答本小组的讨论结果，并进行总结：能量是可以在不同的物体之间转移的，也可以转化成其他不同的形式的能。 学生思考，并抢答。学生思考，并举出一些例子。 学生以四个人为一个小组，讨论分析图 11 － 1 － 2 中各种能量的名称。并分析其中的转化与转移过程。推举代表，表述本小组的讨论结果。 探究点三能量守恒定律 首先，让学生自行阅读教材中的对话部分。进而，配合多媒体，向学生简单介绍焦耳测定热功当量的实验。并举一些别的例子，如荡秋千过程中，如果没有别的损耗，每次秋千总是能够回到原来的高度等等。举例中，也可以向学生指出，能量转化过程中，往往存在损耗，
高二物理3-5：动量与动量守恒定律 1．如图所示，跳水运动员从某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知 运动员的质量m ＝70kg ，初速度v 0＝5m/s 。若经过1s 时，速度为v ＝ 5m/s ，则在此过程中，运动员动量的变化量为(g ＝10m/s 2 ，不计空气阻力)： （ ） A. 700 kg·m/s B. 350 kg·m/s B. C. 350(－1) kg·m/s D. 350(＋1) kg·m/s 2．质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A 球的动量p A =9kg?m/s ，B 球的动量p B =3kg?m/s ．当A 追上B 时发生碰撞，则碰后A 、B 两球的动量可能值是（ ） A ．p A ′=6 kg?m/s ，p B ′=6 kg?m/s B ．p A ′=8 kg?m/s ，p B ′=4 kg?m/s C ．p A ′=﹣2 kg?m/s ，p B ′=14 kg?m/s D ．p A ′=﹣4 kg?m/s ，p B ′=17 kg?m/s 3．A 、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示。由图可知，物体A 、B 的质量之比为： （ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 3∶1 4．在光滑水平地面上匀速运动的装有砂子的小车，小车和砂子总质量为M ，速度为v 0，在行驶途中有质量为m 的砂子从车上漏掉，砂子漏掉后小车的速度应为： （ ） A. v 0 B. 0Mv M m - C. 0mv M m - D. ()0M m v M - 5．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动．某时刻小球A 与质量为3m 的静止 小球B 发生正碰，两球相碰后，A 球的动能恰好变为原来的14.则碰后B 球的速度大小是( ) A.v 02 B.v 06 C.v 02或v 06 D ．无法确定
一、关于栏目 1．思维点拨：主要是介绍本节的重要知识点和应注意的事项，一般在200-300字左右。 2．轻松练习：主要是与本节知识相关的基础训练题，题型能够是选择、填空、连线等题型，一般控制在8个小题，题号连续编排。 3．实验探究：主要是与本节知识相关的科学探究试题，能够是实验题、简答题、计算题，一般控制在2-3个试题。 4．自我评价：是一章后面的自我评价，一般适合45分钟，题型能够是选择题（6-8个）、填空题（4-5）、探究题（1-2）、计算题（2-3）。其中实验题包含在所列的题型中，总题量在13-18个左右。 5.图的序号例如：用6-1表示，一次类推 二、关于其它 （一）编写进程 1.2012年5月11日以前交稿件，要做到齐、清、定“ 3.2012年5月15日以前审定完稿件， （二）稿件要求 1．按照编写范例实行编写。 2．稿件的呈交方式为电子文件，录入采用word文档的形式。页面设置纸张规格：采用A4；页边距上下均采用2.54、左右采用2.50。答案按照字数的1：1.5留空。答案放在最后，计算、简答、探究只要最后结果或提示。不能略。 2012年4月26日 第二章声音与环境 2.1 我们怎样听见声音 【思维点拨】 1．声音的发生 声音的发生是因为发声体的振动而发生的，振动停止，发声也停止． 2．声音的传播 真空不能传声，声音必须靠物质传播，这种物质我们称之为介质．一切气体、液体、固体物质都能做传播声音的介质． 3．声速 声音在各种不同的介质中，传播的速度是不同的；同一种物质中，因为温度的不同，其声音的
传播速度也不同． 声音在15℃的空气中的传播速度是340m/s，通常我们说话的声音在空气中的传播速度就是指这个速度． [注意] 1．一切发声的物体都在振动，但物体的振动不一定能引起人耳的听觉；另外，有物体振动，但没有传播声音的介质，人耳听不到声音． 2．声音在固体、液体、气体中的传播速度是不同的，一般情况下，声音在固体中传播速度最大，在气体中最小． 3．发声的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生 与原来一样的声音，这样就能够将声音保存下来． 【轻松练习】 1.“山间铃响马帮来”这句话中，铃响是因为铃身受金属珠子的撞击而发声，在山间小路上人们听到远处传来的铃声，是通过传入人耳。 2.音叉振动时，邻近的空气粒子随音叉振动，形成一系列疏密相间的形状向四周传播，这就是 。 3.人潜入水中，仍然能听到岸上人的讲话声，著名音乐家贝多芬晚年失聪，他将硬捧一端抵在钢琴盖板顶上，另一端咬在牙齿中间，通过硬棒来“听”钢琴的弹奏，根据以上两例，请说出传声物质除了气体外，还有和。 4.科学家为了探测海底某处的深度，向海底垂直发射超声波，经过4s收到回波信号，海洋中该处深度为 m。（声音在海水中传播速度是1500m/s），用这种方法不能用来测量月亮与地球之间的距离，其原因是。 5.玻璃鱼缸中盛有金鱼，用细棍轻轻敲击鱼缸上沿，金鱼立即受惊，这时鱼接收到声波的主要途径是。 A．鱼缸——空气——水——鱼 B．空气——水——鱼 C．鱼缸——水——鱼 D．水——鱼 6.雷雨来临时，电光一闪即逝，雷声却隆上持续，这是因为。 A．雷打个不停 B．雷声经过地面、山岳、云层多次反射造成 C．电光比雷声的速度快 D．以上说法都不对 7.人们倾听地声，利用岩层发生形变时的地声异常来预报地震这是利用了。 A．地震声不能由空气传到人耳 B．固体传播声音快 C．固体传播声音慢 D．以上说法都不对 8.百米赛跑时，终点计时员必须看发令枪的烟火就开始计时，如果计时员听到枪声才开始计时，所记录的成绩与运动员的实际成绩相比，一定。 A．少了0.294S B．多了0.294S C．一样 D．少了2.94S 9.把一个鼓平放后，在上面放上一些纸屑，然后用力敲打鼓面使之发声，这时会看到什么现象？此现象说明了什么？ 10.有经验的土著居民在打猎时，经常伏身贴地，他能听到一般人站立时不易觉察的动静，并且能即时发现猎物，结合所学知识，试分析其道理。 【探究实验】 10.有经验的土著居民在打猎时，经常伏身贴地，他能听到一般人站立时不易觉察的动静，并且能即时发现猎物，结合所学知识，试分析其道理。
动量定理及动量守恒定律专题复习 一、知识梳理 1、深刻理解动量的概念 (1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做动量：p =mv (2)动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。 (3)动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。 (4)动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。 (5)动量的变化：0p p p t -=?.由于动量为矢量，则求解动量的 变化时，其运算遵循平行四边形定则。 A 、若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。 B 、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。 (6)动量与动能的关系：k mE P 2=，注意动量是矢量，动能是标 量，动量改变，动能不一定改变，但动能改变动量是一定要变的。 2、深刻理解冲量的概念 (1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I =Ft
(2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。 (3)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t 内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。 (4)高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。 (5)要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。特别是力作用在静止的物体上也有冲量。 3、深刻理解动量定理 （1）.动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I =Δp （2）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。 （3）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。 （4）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：t P F ??=（牛顿第
守恒定律的缘起 04011423 武曦 摘要：守恒定律的创立是极为艰辛的，但是其所取得的成果无疑是极为辉煌的，甚至小学生都知道几条守恒定律，但是守恒定律是否如它看上去那么完美，又是否攻无不克，战无不胜呢？ 关键词：迈尔，能量守恒定律，动量守恒定律，宇称。 Law of c onservation of Origin 04011423 Wu Xi Abstract: The creation of the conservation law is extremely hard, but their achieve ments is undoubtedly an extremely brilliant, even a child w ill know a few conservation law, but whether the law of conservation as it looks so perfec t, and whether the all-conquering, war victorious it? Keywords: Meyer, the energy conservation law, the law of conservation of momentum，parity. 关于守恒定律，其中最著名的便是能量守恒定律，内容为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。 现在看起来是多么合乎常理的一件事，但是在最初却让人丢掉了性命，这个人的名字叫迈尔。迈尔是一个医生，1840年2月22日，他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。由于船员生病，他帮忙治疗，在治疗过程中，迈尔开始思考：人的血液所以是红的是因为里面含有氧，氧在人体内燃烧产生热量，维持人的体温。这里天气炎热，人要维持体温不需要燃烧那么多氧了，所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么，人身上的热量到底是从哪来的？顶多500克的心脏，它的运动根本无法产生如此多的热，无法光靠它维持人的体温……迈尔越想越多，最后归结到一点：能量如何转化（转移）？他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》，并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》，却得不到发表，只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。物理学家们无法相信他的话，很不尊敬地称他为“疯子”，而迈尔的家人也怀疑他疯了，竟要请医生来医治他。他不仅在学术上不被人理解，而且又先后经历了生活上的打击，幼子逝世，弟弟也因革命活动受到牵连，在一连串的打击迈尔于1849年从三层楼上跳下自杀，但是未遂，却造成双腿伤残，从而成了跛子。随后他被送到哥根廷精神病院，遭受了八年的非人折磨。即使后来人们意识到了错误，给予迈尔荣耀，但他也在不久后与世长辞了。 但是我认为，这一切也是有道理的，因为能量这种东西看不见摸不着，他突然提出了这种理论，不为人理解也是理所因当。相比之下，另一个人就要好得多，这个人便是焦耳，焦耳提出这个观点时也有人质疑，但是焦耳是搞实验的，实验给了他信心，所以他经受得住那种压力。并且因为实验，他的观点被人们所接受。这一事例也提醒人们物理实验的重要性。 由于能量守恒定律的发现，人们最想看到的东西——永动机被宣布是不可能的。可笑的是现在还有很多人相信永动机的存在。我看过关于此类的介绍。他们是想通过不断地收取外部的能量来实现“永动”，和永动机的初旨并不相同。 能量守恒定律发现之后又几经波折，但是后来都被证明是有几种能量未被发现，自此能量守恒定律站稳了脚跟。 能量守恒定律是守恒定律之中当之无愧的“老大”，但却不是我们经常用的，我
高考物理电磁感应中动量定理和动量守恒定律的运用 （1）如图1所示，半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置，在轨道左侧上方MN间接有阻值为R0的电阻，整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两轨道间距为L，一电阻也为R0质量为m的金属棒ab从MN处由静止释放经时间t到达轨道最低点cd时的速度为v，不计摩擦。求：（1）棒从ab到cd过程中通过棒的电量。 （2）棒在cd处的加速度。 (2)如图2所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个边长为a（a﹤L）的正方形闭合线圈以初速度v0垂直磁场边界滑过磁场后，速度为v(v﹤v0)，那么线圈 A.完全进入磁场中时的速度大于（v0+v）/2 B.完全进入磁场中时的速度等于（v0+v）/2 C.完全进入磁场中时的速度小于（v0+v）/2 D.以上情况均有可能 （3）在水平光滑等距的金属导轨上有一定值电阻R,导轨宽d电阻不计,导体棒AB垂直于导轨放置,质量为m ,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现给导体棒一水平初速度v0,求AB 在导轨上滑行的距离. (4)如图3所示,在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆开放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为： A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:1 5:如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h 高处由静止下滑，设导轨足够长。试求： (1)ab、cd棒的最终速度；(2)全过程中感应电流产生的焦耳热。
能量不守恒的现象 关于能量的话题，是大家最喜欢谈论的话题之一。从20世纪中期提出的能源危机以及20世纪中后期提出的有效利用能源和环保的思想观念，都和能源的有效利用有着非常密切的联系。本文不谈论能源在实际应用过程中有效和最佳的问题，而仅根据一些新的能量现象，在能量的基本概念上所反映出来的一些观念看法和传统能量定义体系间的问题。 能量守恒和转化定律被看作是19世纪重要的科学发现之一，并且对于人类科学向物质世界进军的过程中，做出了非常重要的贡献。这是大家有目共睹的。它最大的应用价值在于对未知的物质运动变化建立一种等量的关系。在近代科学的发展上，能量守恒和转化定律的大量应用似乎被认为是正确的。从光的能量子理论到原子核领域中的中微子的发现，似乎都包含着能量守恒和转化定律的成功应用。但是对于这些能量守恒和转化定律的应用，我并不认为是成功的。 现今的科学已经不是一个世纪以前的科学，它不论从科学理论的本身还是从科学应用的本身来说，都已经进入到物质世界微观个体的本身。如果说能量守恒和转化定律促进了19世纪到20世纪中期的科学发展，那么，能量守恒定律在现今来说，却在阻碍着科学的发展。能量不守恒的现象 能量不守恒的现象很多，除了弹性碰撞和摩擦生热之外，还有一些现象，这些您都可以在机械运动（本站）中找到。今天在这里给大家介绍一个已经获得实验证实的能量不守恒现象——磁场中的电化学效应。这个试验是由重庆的刘武青先生完成的，并已经获得多项专利。关于这个试验详细的情况，请您到https://www.doczj.com/doc/534985713.html,/~cqfyl/去察看刘先生对此方面所做出的工作。关于这个试验的细节问题，物理科学观念与评论中违反能量守恒的一个试验——磁场的电化学反应，是刘先生撰写的介绍。 “将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留一部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。然后，在塑料容器的外面，将磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。” “我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸铁溶液中”选自《违反能量守恒的一个试验——磁场的电化学反应》虽然磁场的电化学效应所产生的电流是很微小的，但是我们却可以采用永久磁铁和硫酸亚铁溶液永久的产生这种电流。这个试验已经足以证明能量守恒和转化定律不能成立。 能量守恒和转化定律和传统科学有着非常重要的关系，那么下面我们就来看看能量守恒和转化定律和传统科学的关系，以及证明能量守恒定律不能成立的意义。 能量守恒和转化定律和传统科学的关系 1、能量守恒定律和力学的关系——能量与运动总量 （1）经典的描述依据 从定量的意义上来说，描述物体的运动变化得自于力学。使物体进行运动变化我们通常都归到物体作用的本身，或者精确的说，叫做作用力。这是描述物体运动变化最基本的原因。
高中物理专题复习 动量及动量守恒定律 一、动量守恒定律的应用 1．碰撞 两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足内力 远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。 仔细分析一下碰撞的全过程：设光滑水平面上，质量为m 1的物体Ａ以速度v 1向质量为m ２的静止物体B 运动，Ｂ的左端连有轻弹簧。在Ⅰ位置A 、Ｂ刚好接触，弹簧开始被压缩，Ａ开始减速,B 开始加速；到Ⅱ位置Ａ、B 速度刚好相等(设为v ），弹簧被压缩到最短;再往后Ａ、B 开始远离,弹簧 开始恢复原长，到Ⅲ位置弹簧刚好为原长,A 、B 分开，这时A 、B 的速度分别为21 v v ''和。全过程系统动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。 ⑴弹簧是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能，Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能；因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。这种碰撞叫做弹性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明Ａ、B 的最终速度分别为：12 1121212112,v m m m v v m m m m v +='+-='。 ⑵弹簧不是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化为内能，Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,弹性势能仍最大，但比⑴小;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少，部分转化为动能,部 分转化为内能；因为全过程系统动能有损失(一部分动能转化为内能)。这种碰撞叫非弹性碰撞。 ⑶弹簧完全没有弹性。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为内能，Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,但没有弹性势能;由于没有弹性,Ａ、B 不再分开,而是共同运动，不再有Ⅱ→Ⅲ过程。这种碰撞叫完全非弹性碰撞。可以证明，A 、B 最终的共同速度为12 1121v m m m v v +='='。在完全非弹性碰撞过程中,系统的动能损失最大，为:()() 21212122121122121m m v m m v m m v m E k +='+-=?。 例１. 质量为M 的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m 的小球以速度v 1向物块运 / /