Импульс тела. Закон сохранения импульса

Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Качан Анна Борисовна учитель физики

МБОУ Ароматновская сш

Белогорского района Республика Крым

Цели урока: узнать о законе сохранения импульса и освоить алгоритм решения задач.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Задачи:

Образовательные: формировать понятия “импульс тела”, “импульс силы”, умение применять их к анализу явления взаимодействия тел ; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса.

Развивающие: формировать компетентность, умения анализировать,обобщать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, развивать навыки поисковой познавательной деятельности, работать в группах.

Воспитательные: формировать исторический взгляд на развитие физики как науки; способствовать формированию логического мышления ; вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

Оборудование: металлические шарики на нитях, тележки демонстрационные, грузы.

Средства обучения: интерактивная доска, презентация урока, учебное электронное пособие Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий, карточки

План урока.

1. Организационный этап (1мин)

2. Повторение изученного материала. (10 мин)

3. Актуализация знаний, мотивация и целеполагание (5мин)

4. Изучение нового материала(10мин)

5. Закрепление. (10мин.)

   1. Решение задач

   2. Объяснение проявления закона сохранения в живой природе и на практике

6. Рефлексия (8мин)

7. Домашнее задание (1мин)

Организационный этап (1мин)

 Подготовка учащихся к работе на уроке.

Повторение изученного материала. (10 мин)

Вопросы:

1. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на землю?

2. Что можно сказать о природе сил, возникающих при взаимодействии тел.

3. Говорил ли правду барон Мюнхаузен, когда утверждал, что вытащил себя из болота за волосы .Ответ обосновать.

4. Сформулировать и записать закон всемирного тяготения ?

5. Как рассчитать ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли?

Тестовое задание. (Тесты оформлены в двух вариантах на карточках, после выполнения проводится взаимоконтроль, учащиеся обмениваются тетрадями и сверяют правильность ответов записанных на слайде3 )

Тест на тему: “Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности”

Вариант 1.

1. Автомобиль движется на повороте по круговой траектории радиусом 20м с постоянной по модулю скоростью 10 м/с. Каково ускорение автомобиля?

а) 1м/с²; б) 2м/с²; в)5м/с²; г) 0м/с².

2. Тело движется по окружности радиусом 10м. Период его обращения равен 20с. Чему равна скорость тела?

а) 2 м/с² ; б) м/с²; в)2 ? м/с²; г) 4 м/с².

3. Тело движется по окружности в направлении по часовой стрелке. Как направлен вектор ускорения при таком движении тела?

а) 1 ; б) 2; в)3; г) 4 .

4. Две материальные точки движутся по окружности с радиусами R₁=R и R₂=3R с одинаковыми скоростями. Сравните их центростремительные ускорения.

а) а₁=а₂ ; б) а₁=2а₂; в) а₁=а₂/2; г) а₁=3а₂.

5. Гравитационная постоянная равна.

а) 9. 8 Н_* м²/кг² ; б) 9. 8 кг_* м/с²; в) 6,672_*10^-11 Н_* м²/кг²; г) 6,672_*10^-11 кг_* м/с²

Вариант2.

1 Тело движется по окружности радиусом 10м. Период его обращения равен 20с. Чему равна скорость тела?

а) 2 м/с²; б) м/с²; в)2 м/с²; г) 4 м/с².

2. Скорость крайних точек точильного круга радиусом 10 см равна 6 м/с. Чему равно их центростремительное ускорение?

а) 6м/с²; б) 360м/с²; в)3600м/с²; г) 36000м/с².

3. Тело движется по окружности в направлении по часовой стрелке. Как направлен вектор ускорения при таком движении? (рис. 2)

.

а) 1; б) 2; в)3; г) 4 .

4. Две материальные точки движутся по окружности с радиусами R₁=2R и R₂=4R с одинаковыми скоростями. Сравните их центростремительные ускорения.

а) а₁=а₂ ;

б) а₁=2а₂;

в) а₁=а₂/2;

г) а₁=а₂ /4.

5. Из закона всемирного тяготения: все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их…. и обратно пропорционален …..

а) сил и массе; б) масс и квадрату расстояния между ними; в) сил и квадрату расстояния между ними; г) сил и квадрату расстояния между ними.

Ответы:

Вариант1 (1в; 2б;3в; 4г; 5в. )

Вариант2 (1б; 2б;3в; 4в; 5б. )

Актуализация знаний, мотивация и целеполагание

Введение понятия импульса

Зная основные законы механики, в первую очередь три закона Ньютона, казалось бы, можно решить любую задачу о движении тел.

Проблемный эксперимент.

Опыт №1. Скатывание металлического шарика с наклонной плоскости. Он сдвигает тело, находящееся на ее пути.

Взаимодействие тел (кратковременное столкновение шарика и тела, удар) очень мало, и поэтому силу их взаимодействия, определить трудно.

Опыт №2. Скатывание нагруженной тележки

Сдвигает тело дальше

Опыт№3 Если увеличить угол наклона , тело сдвинется больше.

Тело сдвигается на большее расстояние.

Вывод:

Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, но часто бывает очень сложно определить действующие на тело силы. Как это было в наших опытах.

Подумайте, а с помощью, каких физических величин можно охарактеризовать движение тела?

Вывод: для характеристики движения надо знать массу тела и его скорость.

Поэтому для решения задач используют еще одну важнейшую физическую величину - импульс тела.  

Записываем тему урока: «Импульс. Закон сохранения импульса»:

1. Связь, между какими явлениями или величинами, характеризующими явление, выражает данный закон.

2. Формулировка закона.

3.Опыты, подтверждающие справедливость закона.

4. Применение закона на практике

Обратите внимание на последний пункт плана и ответьте на вопрос, для чего обычно мы применяем во время урока закон?

Ответ: При решении задач.

Давайте сформулируем цель нашего урока.

Ответ: научиться решать задачи на закон сохранения импульса.

Для успешного достижения цели нам необходимо выделить этапы работы.
Как выдумаете, что необходимо знать для того, чтобы решить задачу по данной теме.

Ответ: Импульс тела. Закон сохранения импульса. План решения задач.
Предложите этапы достижения цели. (Учащиеся предлагают возможные этапы)

Этапы достижения цели.

1. Изучить понятия: Импульс тела. Импульс силы.

2. Изучить закон сохранения импульса.

3. Составить алгоритм решения задач по теме «Закон сохранения импульса».
   
   
   

Для преодоления первого этапа необходимы источники информации. Как вы думаете, какими источниками информации вы можете воспользоваться, чтобы изучить понятия «Импульс тела».

Ответ –Вспомним формулу для определения ускорения.Это изменения Тогда второй закон Ньютона примет вид произведения силы на время равно изменения скорости на массу .Тогда мы получим выражение изменение импульса силы равно изменению импульса тела .
. Выясняют, какая эта величина: векторная или скалярная? Делают пояснительный рисунок и определяют единицу измерения импульса тела.

Демонстрация эксперимента

На нитях подвешиваются два шарика, правый отклоняют и отпускают. Вернувшись в прежнее положение и ударившись о неподвижный шарик, он останавливается. При этом левый шарик приходит в движение и отклоняется практически на тот же угол, что и отклоняли правый шар.

Импульс обладает интересным свойством, которое есть лишь у немногих физических величин. Это свойство сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе. Выберите, какую систему тел называют замкнутой (информация в технологической карте)

• Система тел, для которой равнодействующая внешних сил равна нулю;

• Система тел, для которой равнодействующая внешних сил не равна нулю;

• Система тел, в которой два или несколько тел взаимодействуют только между собой.

Математический вывод закона сохранения импульса.

. Перед вами три формулировки закона сохранения импульса выберите, пожалуйста, наиболее удобную формулировку для решения задач.

– Мы переходим к следующему этапу - составлению алгоритма решения задач, для этого воспользуемся несколькими способами нахождения информации:

1.Определить какие тела входят в систему и замкнута ли она
2.Выполнить рисунки до и после взаимодействия, расставить на них направление импульса.
3.Записать закон сохранения импульса в векторной форме.
4.Найти проекцию закона на ось Ох.
5. Выразить необходимую величину.
6. Произвести числовой расчет.

Закрепление. Решение задач.

Задача№1.

По железнодорожному полотну движется платформа с песком массой 20т со скоростью 1,5м/с. Ее догоняет горизонтально летящий со скоростью 800 м/с снаряд массой 50 кг и врезается в песок без взрыва. С какой скоростью будет двигаться платформа, с застрявшем в песке снарядом?

Рисунок к задаче

Учитель комментирует рисунок к задаче.

Дополнительные вопросы к задаче.

В каком случае вагон уменьшит свою скорость, но сохранит направление движения? Остановится? Откатится назад? Увеличит свою скорость?

Решение №1(ученик работает у доски, учитель ему помогает)

Ответ: Скорость платформы со снарядом равна приближенно 3,5м/с.

Закрепление материала

При стрельбе существует явление отдачи и на плече у солдата, к которому он прикладывает винтовку, могут появиться синяки.

В каком случае ружье стреляет дальше: когда оно неподвижно закреплено, или когда оно подвешено?

1.Сила 5Н действует на мяч массой 1 кг .На сколько изменится скорость мяча за 2 с. (решает 1 вариант)

2.Чему равна масса космического аппарата , если за 10с под действием силы 1кН он изменил свою скорость на 40 м\с.(решает 2 вариант) Проводим взаемопроверку.
6. Рефлексия

Подводя итоги урока, предлагаем учащимся ответить на вопросы по рефлексии Что понравилось на уроке, Что больше всего запомнилось. Что было не понятно

7. Домашнее задание

§38,39 стр. 130 задача с1,с2

Литература:

1. В. А. Волков Поурочные разработки по физике 9 класс. - Москва “ ВАКО”2004.

2. А.Е. Марон, Е.А. Марон Дидактические материалы Физика 9 класс. – Москва «Дрофа» 2005.

3. А.В.Перышкин, Е.М.Гутник «Физика 9класс» - Москва «Дрофа» 2009г.

4.  Под редакцией профессора Б. И. Спасского. Хрестоматия по физике. – Москва “Просвящение”1987.

Интернет ресурсы.

http://class-fizika.narod.ru

Приложение

Технологическая карта.

Тема урока: __________________________________________________________

Цель урока: ___________________________________________________________

Этапы достижения цели:

1.___________________________________________________________________

2.___________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________________________________________________________________________

Реализация I этапа:

Что называют импульсом тела?

Формула__________________

Определение_____________________________________________________________________________________________________________________________

1. Какая это величина: векторная или скалярная?_____________________

2. Какое направление имеет импульс? (Сделайте пояснительный рисунок)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Единица импульса тела: _____

2. Выберите какую систему тел называют замкнутой:

Реализация II этапа: Перед вами три формулировки закона сохранения импульса выберите пожалуйста наиболее удобную формулировку для решения задач.

Формула закона сохранения импульса:_____________________________________

Реализация III этапа: Алгоритм:

1._______________________________________________________________________________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________________________________________________________________________

4.___________________________________________________________________

5.___________________________________________________________________

6.___________________________________________________________________

• Решите задачу:

Чему будет равна скорость вагонетки массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2 м/с, после того как на вагонетку вертикально сбросили 600 кг песка?

Дано: рисунок

По закону сохранения импульса:_________________________________

Проекция закона на Ох:_________________________________________

Выражаем необходимую величину:_________________________________________________

Расчеты:_________________________________________________________________________

Ответ:

Продолжите фразы:

• сегодня я узнал…

• было интересно…

• было трудно…

• я выполнял задания…

• я понял, что…

• теперь я могу…

• я почувствовал, что…

• я приобрел…

• я научился…

• у меня получилось …

• я смог…

• я попробую…

• меня удивило…

• урок дал мне для жизни…