空间平移对称性对应什么守恒定律

自学报告

第七章 对称性与守恒定律

一． 对称性思想方法的重要意义 1.对称性是科学理论必须具备的基本特征。

2.对称性体现了物理学简单、和谐、统一的审美原则。 3.对称性原理和方法为解决具体的物理问题带来了很多方便。 二．举例并解释物理定律的空间旋转对称性、空间 平移对称性、空间反射对称、时间平移对称性。

1. 物理定律的空间旋转对称性：指空间各个方向的物理性质相同，没有哪一个方向比其他方向更优越。例如：地球上不同纬度所测得的单摆周期相同。

2. 物理定律的空间平移对称性：空间各个位置的物理性质相同，没有哪一点比其余各点跟优越。例如：一条无限延长的直线沿自身方向平移的对称性。

3. 空间反射对称性：如果在镜像世界里物理现象不违反已知的物理定律，我们就说支配该过程的物理定律是镜像对称的。例如：人的左手和右手镜像对称，无论旋转或平移，均不能实现而之间的变换。

4. 物理定律的时间平移对称性：时间的均匀性，指无论过去、将来、现在，物理定律不随时间流逝发生变化，物理实验可以在不同时间重复。例如：一个静止或匀速直线运动的物体对任何时间间隔t的时间平移对称性。

三．举例阐述对称性原理 例如：抛物运动估

大学物理对称性与守恒定律刚体运动学,课件

review

ch4

动力学中的三大守恒定律 动量守恒定律

如果质点(系)所受到的合外力为零，则质点(系) 的动量守恒 dp 机械能守恒定律

dt

F

ex

0

当作用在质点系的外力和非保守内力都不作功时， 质点系的机械能是守恒的 角动量守恒定律 如果质点(系)所受到的总外力矩为零 ，则质点 (系)的角动量守恒

dL ex M 0 dt

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有心力场中质点运动的特点

F F (r )er

F(r)对力心的 质点对力心的角 力矩为零 动量守恒 F(r)对质点作 质点系的机械能 功与路径无关 守恒 F L v

1 dr 2 L2 E m( ) Ep (r ) 2 2 dt 2m r

r

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§4-4 对称性与守恒定律

(了解)

一、对称性1.对称和破缺 (外表、形状) 对称性：通过某种运动,一个图案 或一个物体的形状在外表上保持不 变的性质。 2.对称性的普遍定义 系统对某一操作的对称性 等价状态 对称操作3.对称性的分类 1)按对称操作的方式分：时空操作、全同粒子置 换等 2)按

课时作业18 机械能守恒定律 能的转化和守恒定律

时间：45分钟 满分：100分

一、选择题(8×8′＝64′)

1．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( )

图1

解析：依据机械能守恒条件：只有重力做功的情况下，物体的机械能才能保持守恒，由此可见，A、B均有外力F参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，故答案为C.

答案：C

2．在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5 L时到达最低点，若在下落过程中不计空气阻力，则从橡皮绳开始拉紧，到游戏者到达最低点的过程中，以下说法错误的是( )

A．速度先增大后减小 C．动能增加了mgL

B．加速度先减小后增大 1

D．重力势能减少了mgL

2

解析：橡皮绳拉紧的开始阶段：mg－F＝ma，a向下减小，但速度增加，当mg＝F以后，又有：F－mg＝ma′，a′向上增大，速度减小，故

篇一：第1节 电荷及其守恒定律知识点及典型例题

第1节 电荷及其守恒定律

1.自然界中有两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相

互吸引。

2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接

触起电，这三种起电方式本质都是电子的转移，起电的

过程遵循电荷守恒定律。

3．电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量，这个电荷

量叫元电荷，用e表示，e＝1.60×10－19 C。

4．两个完全相同的带电小球相互接触后，它们把总电荷平均分配。设两个小球的电荷量分

q1＋q2别为q1和q2，则接触后每个小球的电荷量为q1、q2包含了电荷的电性。 2

1．物质的电结构

原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核高速旋转。原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电荷数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。 金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子便成了带正电的离子。

2．两种电荷及其相互作用规律

自然界中只有两种电荷，即正电荷和负电荷，规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为负电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

3．三种起电方法

(1)带电的导体带上电荷的

验证动量守恒定律

验证动量守恒定律

【实验目的】 实验目的】利用平抛运动验证动量守恒

【实验器材】 实验器材】天平、刻度尺、游标卡尺( 天平、刻度尺、游标卡尺(测小球 直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、 )、碰撞实验器 直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、 重锤、 重锤、两个直径相同质量不同的小球

验证动量守恒定律

装置m1 说明： 说明： m1 为入射小球， m2 为被碰小球。 且m1>m2 m2

o’

验证动量守恒定律的实验装置

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验证动量守恒定律

实验原理1、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零, 两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零, 动量守恒。 动量守恒。

mAvA=mAvA′+mBvB′

2、本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球 本实验在误差允许的范围内验证上式成立。 碰撞后均作平抛运动, 碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的 平抛运动 初速度： 初速度： OP----mA以vA平抛时的水平射程 OP----m ---OM-------m OM----mA以vA’平抛时的水平射程 ----m O′N----mB以vB ’平抛时的水平射程

验证的表达式：mAOP=mAOM+mBO’N

验证动量守恒定律

定律内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为 零，这个系统的总动量保持不变。这个 结论叫做动量守恒定律。

动量守恒定律的表达式：

动量守恒定律的条件：(1)系统的合外力为零 (2)当内力远大于外力，作用 时间非常短时。如碰撞、爆炸、 反冲等。 (3)当某一方向合外力为零时， 这一方向的动量守恒。

动量守恒定律的典型应用1.子弹打木块类模型：子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作 为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射 向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同 运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多 个角度来分析这一过程。

摩擦力(阻力)与相对位移的乘积等于系统 机械能(动能)的减少。

例1 设质量为m的子弹以初速度v0射向静止 在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在 木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d。 求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中 木块前进的距离。v0 v

S

S+d

解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大 小为f,设子弹、木块的位移大小分别为s1、s2,如图所示，显然有s1-s2=d

mv0 M

时空对称性与守恒律

信息系统与管理学院 童绥圣 201005019008

摘要：对称性和守恒律是基本的自然法则，人们在长期的科学探索中发现，自然界的各种对称性与守恒律之间具有相辅相存的密切联系。

关键字：对称性 对称操作 守恒律

引言

作为物理学的最原始、最基本的概念，对称和守恒各自有着深刻的思想渊源。人类对于对称和守恒的认识也是从表面深入到内部，而对称和守恒也经历了从分立走向综合的漫长发展历程。特别是在现代物理学中，对称性和守恒律对科学家来说始终具有非凡的吸引力，是一个非常有趣和深刻的话题。在探索千变万化、纷繁复杂的自然现象的普遍规律的过程中，守恒量与守恒定律是物理学家们长期倾心关注的议题。现代物理学研究表明，自然界中的守恒定律与相应的对称性是密切相关的。因此，认识现代物理学对称性的深刻内涵，明确对称性与守恒律之间的密切联系，对于探究自然规律、揭示宇宙奥秘是十分重要的。

对称和对称操作

德国数学家魏尔在1951年给对称性的普遍的严格定义：对一个事物进行一次变动或操作，如果经过此操作后，该事物完全复原，则称该事物对所经历的操作是对称的，而此操作就叫做对称作．由于操作(变换)方式不同可以有若干种不同的对称性。

（1）空间反演操作与镜像

机械能守恒定律习题（6）能量守恒定律2012-4-5

一、基础知识

1.在只有摩擦力做功的系统中，系统动能减少量等于热量的增加,即: 。 2.摩擦力做功转化为热能Q，即Q= ，其中d为 。 3.如图所示，在水平轨道上有一轻质弹簧，左端固定在墙M上，右端恰好处于斜坡最低点O，弹簧正好为原长。光滑坡道顶端距水平面高度为h=5m，质量为mA=2kg的小物块A 从坡道顶端由静止滑下。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25，其余各处的摩擦不计，g=10m/s2。求：（1）

3

物块A第一次滑到O点时的速度v的大小；（2）若弹簧的劲度系数k=1×10N/m，则弹簧最大压缩量d是多少？（设弹簧处于原长时弹性势能为零）（3）若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？ 二、基础练习

1.如图所示，质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L足够长，现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=5 m/s从左端滑上小车，当物块对地位移x2=2.1m的时候与小车保

《动量守恒定律》说课稿 天津市瑞景中学 彭占军 一、教材分析：

（一）教材的内容、地位和作用

动量守恒定律是自然界普遍适应的基本规律之一，它比牛顿定律发现的早，应用比牛顿定律更为广泛，如可以适用于牛顿定律不能够解决的接近光速的运动问题和微观粒子的相互作用；即使在牛顿定律的应用范围内的某些问题，如碰撞、反冲及天体物理中的“三体问题”等，动量守恒定律也更能够体现它简单、方便的优点。动量守恒定律作为高中物理第三册选修课(人教版)的重要内容来学习，可以加深学生对物理基本体系的了解，掌握研究问题的方法，提高解决问题的能力。 （二）分层教学目标

选修物理的学生基础相对比较扎实，教学要求必须达到学生参加选拔性考试的要求。但由于学生基础、兴趣、理解和接受能力的差异性，可以依据平时学习和前提测评的考查，把学生分为A、B、C三类层次。A类为基础、接受能力相对薄弱的少部分学生；C类为基础、接受和自学归纳能力突出的少部分学生；B类为剩余的大部分学生，是教学的主要对象。在教学中注意他们的不同特点，确定目标如下：

静电场ppt

新课标教案

电荷及电荷守恒定律

静电场ppt

一、电荷、电荷守恒 电荷、种类： 种类：正、负电荷

1.电荷 电荷

作用：异种电荷相互吸引， 作用：异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥 电荷量： 符号Q 单位： 符号C 电荷量：电荷的多少 符号Q; 单位：库仑 符号C

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2.物体带电方法：(1)摩擦起电 (2)感应起电 (3)接触带电

静电场ppt

摩擦起电分析

物质的微观结构： 物质的微观结构：

物体甲

物体乙

由原子结构知识我们知道，原子是由带正电 由原子结构知识我们知道， 荷的原子核 和绕核旋转的带负电的电子 所组成。 所组成。 在通常状态下， 在通常状态下，原子核所带的正电荷与核 外电子所带的负电荷绝对值相等， 外电子所带的负电荷绝对值相等，整个原子 对外不显电性。所以物体一般宏观表现为中性。 对外不显电性。所以物体一般宏观表现为中性。

静电场ppt

由于不同物质的原子核对核外电子 的束缚能力不同， 的束缚能力不同，当两个不同材料的物 体甲和乙互相摩擦时， 体甲和乙互相摩擦时，物体甲将失去电 子而带正电，物体乙得到电子而带负电。 子而带正电，物体乙得到电子而带负电。

摩擦后的物体甲

摩擦后的物体乙

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摩擦起电演示

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(2)感应起电