高考物理二轮专题复习：守恒思想 课件 (含答案)

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物理学的任务是发现普遍的自然规律。这样的规律最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量，寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。 --------诺贝尔物理学奖获得者 劳 厄
最早对碰撞过程研究，尝试测量冲击过程的力去发现数学规律，条件所限，未果
1639年通过实验，让一系列等质量的球碰撞，发现运动传给了最前方的球中间的毫无影响。
最先提出动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡儿。他把物体的大小（质量）与速率的乘积叫做动量，并认为它是量度运动的惟一正确的物理量。然而，笛卡儿忽略了动量的方向性。
1668年，惠更斯发表《关于碰撞对物体运动的影响》 “每个物体所具有的‘动量’在碰撞时可以增多或减少，但是它们的量值在同一个方向的总和却保持不变，如果减去反方向运动的话。”明确指出了动量的方向性和守恒性。
1687年，明确地用质量与速度的乘积定义动量。清楚地表述动量的方向性及其守恒关系。由于速度是矢量，所以动量也是矢量，它的方向与速度的方向相同。
动量守恒定律是独立于牛顿运动定律发展起来的, 并不是牛顿运动定律的产物。应该看作是从实验中总结出来的物理学中的普遍规律, 是人们对自然规律的实验总结。适用于低速、高速运动；宏观、微观物体的相互作用，机械运动、电磁运动或微观粒子运动，它是自然界普遍适用的基本规律之一，其适用范围要广泛得多。
动量守恒定律的研究对象是物理系统。动量守恒定律的成 立 条 件 为“系统不受外力或所受的合外力为零”，这 是 理 想条 件，在实际环境中是找不到的。在 具 体 问 题 中，符 合 以 下 三种 情 况 的，都认为系统动量守恒。1.系统根本不受外力（理 想 条 件）。2.系 统 有 外 力 作 用，但系统所受合外力为零，或 在 某 个 方向上合外力为零（非 理 想 条 件）。3.系统所受的外力远远小于系统内力，且作用时间极短（近 似 条 件）
17．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则A．轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹 l 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里
物理学的基本定律之一。在一个与外界没有电荷交换的系统内，在任何时刻系统中正电荷与负电荷的代数和始终保持不变。电荷守恒是大量实验事实的概括。
电荷守恒定律最初的表述是：“电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体”。
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
摩擦起电、感应起电和接触起电的实质是电荷发生了转移,也就是物体间电荷的重新分配
例．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是(　　)A． B． C． D．
物质不灭: 质量守恒,电荷守恒;运动不灭: 能量守恒,动量守恒.
应用守恒定律的对象往往是两个以上的物体组成的系统,这个系统如果与外界没有物质交换,则系统物质的总量保持不变. 然而,自然界是一个物体间相互作用、相互依存的整体,没有与外界毫无关联的孤立系统. 因此, 每一个守恒定律都只在满足一定条件下对特定的对象适用.
在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次 α 衰变。放射出的 α 粒子（ ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为 R。以m、q 分别表示 α 粒子的质量和电荷量。（3）设该衰变过程释放的核能都转为为 α 粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损 Δ m。
如图1所示，用电动势为 E、内阻为 r 的电源，向滑动变阻器 R 供电。改变变阻器 R 的阻值，路端电压 U 与电流 I 均随之变化。（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
a．已知带电粒子电荷量均为 q，粒子定向移动所形成的电流强度为 I。求在时间 t 内通过某一截面的粒子数 N；
守恒定律是自然界中某种物理量的值恒定不变的规律，它为我们解决许多实际问题提供了依据。在物理学中这样的守恒定律有很多，例如：电荷守恒定律、质量守恒定律、能量守恒定律等等。（1）根据电荷守恒定律可知：一段导体中通有恒定电流时，在相等时间内通过导体不同截面的电荷量都是相同的。
b．直线加速器是一种通过高压电场使带电粒子加速的装置。带电粒子从粒子源处持续发出，假定带电粒子的初速度为零，加速过程中做的匀加速直线运动。如图 所示，在距粒子源 l1、l2两处分别取一小段长度相等的粒子流 Δl 。已知 l1:l2=1:4，这两小段粒子流中所含的粒子数分别为 n1 和 n2，求：n1:n2。
（2）在实际生活中经常看到这种现象：适当调整开关，可以看到从水龙头中流出的水柱越来越细，如图所示，垂直于水柱的横截面可视为圆。在水柱上取两个横截面A、B，经过A、B的水流速度大小分别为v1、v2；A、B直径分别为d1、d2，且d1:d2=2:1。求：水流的速度大小之比v1:v2 。
质量守恒：相同 t 内，经过任意截面水的质量相等
（3）如图3所示：一盛有水的大容器，其侧面有一个水平的短细管，水能够从细管中喷出；容器中水面的面积 S1 远远大于细管内的横截面积 S2；重力加速度为 g。假设水不可压缩，而且没有粘滞性。a．推理说明：容器中液面下降的速度比细管中的水流速度小很多，可以忽略不计；
b．在上述基础上，求：当液面距离细管的高度为 h 时，细管中的水流速度 v。
质量守恒,机械能守恒：
物理学规律、甚至是普遍的自然规律，在结构上通常有两种最基本的形式，第一、形如“X=Y”而揭示因果关系的规律;
第二、形如“X=X”而表现守恒特征的规律.