第五节 自然界中的守恒定律[学习目标] 1
加深对动量守恒定律和能量守恒定律的理解,能运用这两个守恒定律解决一些简单的与生产、生活相关的实际问题
通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一.[导学探究] 如图 1 所示,质量为 2 kg 的物体静止在与其之间动摩擦因数 μ=0
5 的粗糙水平面上,现加一 F=20 N 的水平恒力使之开始向右加速运动,求物体速度达到 20 m/s 时,需要的时间 t 和经过的位移 s
(请分别利用牛顿运动定律、动量定理和动能定理计算,重力加速度 g=10 m/s2)图 1答案 对物体受力分析如图所示:方法一:根据牛顿第二定律F-μmg=mav=ats=at2解得 t=4 s,s=40 m
方法二:根据动量定理可得:(F-μmg)t=mv-0解得:t=4 s
根据动能定理可得:Fs-μmgs=mv2-0解得 s=40 m
[知识梳理] 解决力学问题的三个基本观点1.力的观点:主要是牛顿运动定律和运动学公式相结合,常涉及物体的受力、加速度或匀变速运动的问题.2.动量的观点:主要应用动量定理或动量守恒定律求解,常涉及物体的受力和时间问题,以及相互作用物体的问题.3.能量的观点:在涉及单个物体的受力和位移问题时,常用动能定理分析;在涉及系统内能量的转化问题时,常用能量守恒定律. 一、滑块—木板模型1.把滑块、木板看做一个整体,摩擦力为内力,在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒.2.由于摩擦生热,机械能转化为内能,系统机械能不守恒,应由能量守恒求解问题.3.注意:若滑块不滑离木板,就意味着二者最终具有共同速度,机械能损失最多.例 1 如图 2 所示,C 是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为 3m,在木板的上表面有两块质量均为 m 的小木块 A 和 B,它们与木板间的动摩擦因数均为 μ
最初木板静止,A、B 两木块同时以相向的水平初