Закон сохранения импульса.

Проверила замдир. по УВР С.В.Товзуралиева

19.12.20 г. Ф – 9

Закон сохранения импульса

Цель урока: закрепить понятия: импульс тела, импульс силы; сформировать понятия: замкнутая система тел, упругий и неупругий удары; вывести закон сохранения импульса на основе второго и третьего Ньютона; развивать умения производить действия с векторами и решать задачи.

Задачи урока. Изучить фундаментальный закон природы — закон сохранения импульса и научиться применять его при решении задач.

Демонстрации. Упругий и неупругий удары.

Ход урока

Организация начала урока

Актуализация знаний

Определение, формула, единицы измерения импульса тела
Определение, формула, единицы измерения импульса силы
Связь между импульсом тела и импульсом силы

Изучение нового материала

Закон сохранения механической энергии и закон сохранения импульса позволяют находить решения механических задач в тех случаях, когда действующие силы неизвестны. Рассмотрим взаимодействие двух тел массами m₁ и m₂ . По третьему закону Ньютона силы взаимодействия между телами F ₁ и F ₂ равны по модулю и противоположны по направлению: F ₁ = – F ₂ . Используя второй закон Ньютона, получим m₁ a₁ = – m₂ a₂ ,

отсюда m₁ v ’₁ – m₁ v₁ = – (m₂ v ’₂ – m₂ v₂ ). Перенесём импульсы тел до взаимодействия в одну сторону, а после взаимодействия в другую, получим m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v ’₁ + m₂ v ’₂ , или p₁ + p₂ = p’₁ + p’₂ .
Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остаётся постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Замкнутой системой называется система тел, взаимодействующих только друг с другом и не взаимодействующих с другими телами (внешние силы не действуют, компенсируют друг друга (Fтяж и Fупр ) или очень малы, например сила трения).
Силы, с которыми взаимодействуют тела, входящие в замкнутую систему, называют внутренними. Замкнутая система — это идеализация.
Закон сохранения импульса является фундаментальным законом природы, так как он выполняется и в макромире, и в микромире.
В механике часто используются две модели ударного взаимодействия — абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.
Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором тела не деформируются и не слипаются. Демонстрация 1. Упругий удар. При абсолютно упругом ударе наряду с законом сохранения импульса выполняется закон сохранения механической энергии. Центральный удар двух бильярдных шаров, столкновения атомов, молекул и элементарных частиц часто можно рассматривать как абсолютно упругий удар. Абсолютно неупругим ударом называется такое взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

Демонстрация 2. Неупругий удар. При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью переходит во внутреннюю энергию тел (нагревание).

Закрепление материала

Задание 1. Найдите и прочитайте в учебнике описание опытов, изображённых на рисунках 13.1, 13.2 учебника. Ответьте на вопросы.
1. Что изображено на рисунке 13.1?
2. Опишите этапы опыта по рисунку 13.1.
3. Что доказывает данный опыт?
4. Чем опыт на рисунке 13.2 отличается от опыта на рисунке 13.1?
5. Опишите этапы опыта по рисунку 13.2.
6. Что доказывает данный опыт?
7. Какое соударение (упругое или неупругое) было между шариками в обоих опытах?
8. Какими были бы результаты обоих опытов, если бы удар был неупругим?

Задание 2. Решите задачи.
1. Два шара массами m и 2m движутся со скоростями, равными соответственно 2v и v. Первый шар движется за вторым и, догнав, прилипает к нему. Каков суммарный импульс шаров после удара? (4mv.)
2. Навстречу друг другу летят шарики из пластилина. Модули их импульсов равны соответственно 5 ·10^–2 кг·м/с и 3·10^–2 кг ·м/с. Столкнувшись, шарики слипаются. Чему равен импульс слипшихся шариков? (2·10^–2 кг·м/с.)
3. Мальчик массой 30 кг, бегущий со скоростью 3 м/с, вскакивает на платформу массой 15 кг. Чему равна скорость платформы с мальчиком? (2 м/с.)
4. Вагон массой 30 т, движущийся по горизонтальному пути со скоростью 1,5 м/с, автоматически на ходу сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т. С какой скоростью движется сцепка? (0,9 м/с.)
6. Два неупругих шара массами 6 и 4 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 8 и 3 м/с соответственно, направленными вдоль одной прямой. С какой по модулю скоростью они будут двигаться после абсолютно неупругого соударения? (3,6 м/с.)

Подведение итогов урока

Что нового вы узнали на уроке?
Чему вы научились?
Что было наиболее сложным?

Домашнее задание

Прочитайте § 13 (с. 60, 61 учебника). Ответьте на вопросы (с. 61 учебника). * Решите задачи 13.1, 13.2 (с. 61 учебника).