МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №13»
Тема урока: "Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение".
Подготовила: учитель физики Михеенко Т. В.
Курск – 2014г.
Цели урока:
образовательные: формирование понятий «импульс тела», «импульс силы»,«реактивного движения», умения применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса, распространить применение закона сохранения импульса на реактивное движение;
развивающие: формировать умения анализировать, показать связи между изучаемым материалом по физике и другими предметами школьного курса, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу;
воспитательные: развитие эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету, формировать научное мировоззрение, представления о роли физики в жизни общества и его технических достижений.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Формы: индивидуальная, фронтальная, групповая работы;
Оборудование:
План урока:
Организационный момент. (1 мин.)
Изучение нового материала. (30 мин.)
Закрепление полученных знаний. (9 мин.)
Домашнее задание. (2 мин.)
Подведение итогов урока. (3 мин.)
Ход урока
1. Организационный этап.
«Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет все околоземное пространство».
К. Э. Циолковский
(Слайд 3)
Приветствие обучающихся и гостей. Сегодня в течение урока вы будете заполнять опорный конспект.
2. Изучение нового материала. (Слайд 4-6)
Ребята давайте попробуем отгадать ребус и узнать тему нашего урока.



ИЯ

“Импульс тела. Закон сохранения импульса”





«Реактивное движение»
Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, узнаем новые физические величины и законы, но и докажем, что с помощью этих знаний можно объяснить различные явления природы, а также увидим связь физики с другими школьными предметами.
Введение понятия импульса
Зная основные законы механики, в первую очередь три закона Ньютона, казалось бы, можно решить любую задачу о движении тел.
Но, 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.
Поэтому для решения задачиспользуют еще одну важнейшую физическую величину - импульс тела.
p=mv(Слайд 7)
Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.
Историческая справка «Рене Декарт»(Слайд 8)
Понятие импульса первым ввел Декарт.
Правда, величину p=mvон назвал “количеством движения”. Слово “импульс” в переводе с латинского означает «толчок».
Импульс р – векторная величина. Он всегда совпадает по направлению с вектором скорости тела. Любое тело, которое движется, обладает импульсом.
Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах.
Кто желает вывести единицу измерения для импульса? (Ученик у доски делает записи. )
[р] = 1кг м/с = 1Нс(Слайд 9)
Ft – произведение силы на время действия называют импульсом силы. (Слайд 10)
Импульс силы показывает, как изменяется импульс тела за данное время.
Историческая справка “Христиан Гюйгенс”.(Слайд 11)
Хотя Декарт установил закон сохранения количества движения, однако он не ясно представлял себе, что количество движения является векторной величиной. Понятие количества движения уточнил Гюйгенс, который, исследуя удар шаров, доказал, что при их соударении сохраняется не арифметическая сумма, а векторная сумма количества движения.
Замкнутая система.
При взаимодействие тел их импульсы могут изменяться.
Эксперимент(видео фрагмент с шариками на нити) (Слайд 12)
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.
(Слайд 13)
Система тел называетсязамкнутой, если взаимодействующие между собой тела, не взаимодействуют с другими телами.
Импульс каждого из тел, составляющих замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.
Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.
В этом заключается закон сохранения импульса.
Примеры: ружье и пуля в его стволе, пушка и снаряд, оболочка ракеты и топливо в ней.
Математический вывод закона сохранения. (Слайд 14)
А сейчас мы с вами, используя законы математики и физики сделаем математический вывод закона сохранения импульса.
Учитель задает наводящие вопросы по каждой формуле, записанной на доске. Дети их фиксируют в тетрадь. Делает математические выкладки, вовлекая в работу учеников.
Вывод закона сохранения импульса: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
Реактивное движение.
Опыт с резиновыми шариками.
А сейчас надуйте, пожалуйста 2 резиновых шарика, один завяжите и отпустите их. (Шарики приходят в движение).
Сравните движение этих шариков. За счёт чего шарик приходит в движение вверх?
Шарик приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух.
Движение шарика является примером реактивного движения, и вы правильно указали причину движения шарика.
(Слайд 15)
Определение записывается в тетрадь: «Реактивное движение – это движение, происходящее за счёт отделения от тела с какой-то скоростью некоторой его части».
(Слайд 16) (Демонстрация видео фрагмента «Реактивное движение»).
Реактивное движение широко используется в растительном и животном мире.
(Сообщения обучающихся: «Бешеный огурец», «Кальмары, каракатицы, медузы и другие обитатели морей»).
(Слайд 17)
Герон Александрийский – греческий механик и математик. Одно из его изобретений носит название «шар Герона». В шар наливали воду и нагревали над огнем. Вырывающийся из трубки пар начинал вращать шар.
(Слайд 18)
Принцип реактивного движения открыл К.Э. Циолковский – великий русский учёный и изобретатель, которого по праву считают основоположником ракетной техники.
(Сообщение обучающихся: «Ракетостроение», «Реактивная артиллерия»
3. Закрепление полученных знаний. (Слайд 19)
На слайде появляются вопросы по очереди:
1) Что называется импульсом тела ?
2) Почему импульс векторная величина?
3) Назовите единицы измерения импульса тела в СИ?
4) В чем заключается закон сохранения импульса?
5) Какую систему называют замкнутой?
6) Почему происходит отдача при выстреле из ружья?
7) Что называют реактивным движением?
Задача№1.
По железнодорожному полотну движется платформа с песком массой 20т со скоростью 1м/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?
Ответ: Скорость платформы со снарядом равна приближенно 3м/с.
№2. На гладком льду стоит спортсмен (его масса 80 кг) на коньках и держит в руках ядро для метания массой 8 кг. Затем он бросает ядро горизонтально; последнее приобретает при этом скорость 20м/с относительно льда. С какой скоростью будет двигаться сам спортсмен после толчка?
4. Домашнее задание. (Слайд 20)
Домашнее задание: § 21,22 упр. 20(2),21(1) (учебник А. В. Перышкин, Е. М. Гутник “Физика-9”. По желанию можно нарисовать рисунки по изученной теме, или сочинить стихи, рассказ-сказку.
5.Подведение итогов урока.
Ребята, у вас на столах лежат фигурки ракет разных цветов: красного, желтого, зеленого. Выберите одну из них, если вам все понятно – то зеленую, если не все понятно – то желтую, если много не ясно – то красную, и прикрепите на доске.
Проверка опорного конспекта.
Приложение 1.
История создания реактивной техники
Слова учителя
Яркую страницу в историю науки вписал участник русской революционной организации “Народная воля” Н.И. Кибальчич (1853-1881). За участие в покушение на царя он был приговорен к смертной казни. Во время короткого тюремного заключения Кибальчич подготовил рукопись “Проекта воздухоплавательного прибора”. Талантливый изобретатель описал “предварительную конструкцию ракетного самолета”. Его рукопись потонула в жандармском архиве.
Иной проект космического корабля с реактивным двигателем предложил в 1893 г. немецкий изобретатель Герман Гансвиндт (1856-1934). Его двигатель должен был работать отдельными взрывами динамитных патронов. С 1907 г. работал в области ракетостроения и межпланетных полетов американский инженер Роберт Годдард (1882-1945). С 1912 г. активно занимался проблемами космических полетов крупный французский ученый и авиаконструктор РоберЭно-Пельтри (1881-1957). Он ввел в употребление термин астронавтика.
Выдающееся место среди пионеров космонавтики принадлежит русскому ученому и философу К.Э. Циолковскому (1857-1935).
Скромный учитель из захолустного губернского города Калуги, страдавший глухотой и не находивший поддержки своим научным устремлениям, К.Э. Циолковский сумел преодолеть на жизненном пути все преграды. Величайшая заслуга Циолковского перед человечеством состоит в том, что он открыл людям глаза на реальные пути осуществления космических полетов.
Первый запуск ракеты с жидким топливом в 1926 г. произвел американец Р. Годдард. За 2,5 сек. полета ракета покрыла расстояние в 56 м, поднявшись на высоту 12,5 м.
В 1927 г. в Германии под влиянием Г. Оберта начинает работу Общество межпланетных сообщений. Он предложил проект “двойной ракеты”. Двигатели нижней части ракеты используют спирт, водород и кислород, двигатели верхней части - чистые водород и кислород. Управление осуществляется регулированием горения и “плавниками”.
В апреле-июне 1927 г. в Москве прошла Первая всемирная выставка проектов и моделей межпланетных аппаратов и механизмов.
В Ленинграде проблемами ракет занимался автор многих ракетных двигателей В.П. Глушко. В Москве разворачивалась деятельность Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с Ф. А. Цандером и С.П. Королевым. С конца 1933 г. в Москве начал работу Реактивный научно-исследовательский институт. В этом же году под Москвой были осуществлены первые запуски отечественных ракет ГИРД-09 и ГИРД-Х.
Толчком к дальнейшему развитию ракетостроения послужило военное применение ракет как грозного оружия второй мировой войны.
Военное и мирное использование ракетной техники шагало рука об руку. Арсенал боевых ракет второй мировой войны в послевоенное время видоизменялся и приспосабливался для запуска в верхние слои атмосферы Земли научных приборов. Если самолеты могли вести исследования лишь на высотах до 10 км, а потолок аэростатов и беспилотных шаров-зондов не превышал 30 км, то с помощью ракет зондирование атмосферы можно было осуществлять до высот в несколько сотен километров. Контейнеры с научным оборудованием на ракетах снабжались парашютами, которые обеспечивали их благополучное возвращение на Землю.
4 октября 1957 г. в 22 часа 28 минут московского времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). При поперечнике в 580 мм масса первого спутника составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 суток.
Приложение 2.
Ф.И.________________________________________________________________
Опорный конспект.
Тема урока: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Импульс тела – это ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Импульс тела обозначается _______ и измеряется в _____________________
Рассчитать импульс тела можно по формуле___________________________
Импульс силы – это ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Импульс силы обозначается _______ и измеряется в ____________________
Рассчитать импульс силы можно по формуле___________________________
Замкнутая система – это ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Закон сохранения импульса: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Реактивное движение – это ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Примеры реактивного движения в природе: _________________________________________________________________
Примеры реактивного движения в технике: _________________________________________________________________
Ученый, который ввел понятие импульса_______________________________________
Ученый, установил закон сохранения количества движения __________________________________________________________________________
Ученый, который открыл принцип реактивного движения __________________________________________________________________________
10