Филиал
Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения
Аркинской средней общеобразовательной школы
в с. Лубошево
Урок физики в 9 классе
«Импульс тела. Закон сохранения импульса».
Учитель первой категории: Т. Ф. Жаркова
Цели урока:
Обосновать необходимость введения новой физической величины – импульс тела, ввести понятие - импульс силы.
Формировать понятие о замкнутых системах, вывести закон сохранения импульса.
Задачи:
Образовательные:
- раскрыть содержание закона сохранения импульса, понятий: импульс тела, импульс силы и научить применять полученные знания к анализу явлений взаимодействия тел;
- обеспечить усвоение понятия центра тяжести тела, устойчивого, неустойчивого, безразличного равновесий, устойчивости тел;
- продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики;
Развивающие:
- повысить познавательную активность обучающихся;
- развивать умения и навыки решения;
- развивать интеллектуальные способности обучающихся;
- активизировать деятельность обучающихся в процессе урока.
Воспитательные:
- раскрывать общекультурную значимость науки физики и формирование научного мировоззрения и мышления у обучающихся;
- формировать интерес к физике и ее приложениям.
План урока:
I. Организационный момент.
II. Активизация опорных знаний.
III. Изучение нового материала.
IV. Закрепление изученного материала.
V. Домашнее задание.
VI. Подведение итогов.
Оборудование:
Проектор.
Компьютерная презентация.
Шары разной массы, легко подвижные тележки, наклонная плоскость, штатив с муфтой и лапкой, брусок, плотная полоска бумаги, графин с водой, магнит.
Ход урока:
Организационный момент.
Активизация опорных знаний.
Проблема: Почему?
- формулировка темы и цели урока
- фронтальный опрос:
1. Что такое механическое движение?
2. Что такое взаимодействие тел?
3. Сформулируйте законы Ньютона.
Изучение нового материала.
Учитель: Зная основные законы механики (законы Ньютона), мы думаем, что можем решить любую задачу о движении тел. Но оказывается – это не так.
Эксперимент (демонстрирует учитель).
Упругое соударение шаров разной массы.
Движение изначально неподвижной тележки, после действия на нее другой тележки.
Учитель: (вопросы к классу):
- Как описать взаимодействие тел в данных опытах?
- Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?
Вывод. - Законы Ньютона позволяют решать задачи, связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, т.е. равнодействующая всех сил. Но часто бывает очень сложно определить равнодействующую силу, как это было в наших случаях.
- Для описания подобных ситуаций в механике введены специальная величина, значение которой не изменяется при взаимодействии тел: импульс тела.
Импульс тела – это характеристика движения. Импульс обозначается: р.
Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596-1650 г.), который назвал эту величину «количеством движения»: «Я принимаю, что во вселенной… есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».
Учитель: А теперь давайте попытаемся с вами определить от каких величин зависит импульс тела. Я обращаю ваше внимание на технику безопасности во время проведения экспериментов.
Фронтальный эксперимент №1 «Зависимость импульса тела от массы тела»
Ход работы:
1) на штативе укрепить наклонную плоскость;
2) с наклонной плоскости скатывайте шары разной массы;
3) определите результаты взаимодействия шаров с бруском;
Вывод: импульс тела зависит от массы тела, чем больше масса тела – тем больше импульс тела.
Фронтальный эксперимент №2 «Зависимость импульса тела от скорости тела»
Ход работы:
1) измените угол наклонной плоскости;
2) повторите опыт с шаром большей массы;
3) определите результаты взаимодействия шара с бруском при разных углах наклона;
Вывод: импульс тела зависит от скорости тела, чем больше скорость тела – тем больше импульс тела.
Учитель: В результате фронтального эксперимента мы получили, что импульс тела зависит от массы и скорости тела. Следовательно
Демонстрация (выполняет учитель)
Опыт: графин с водой и полоска плотной бумаги.
Описание опыта: графин с водой находится на длинной полоске прочной бумаги. Если тянуть полоску медленно, то графин движется вместе с бумагой. А если резко дернуть полоску бумаги – графин остается неподвижным.
Фронтальный эксперимент №3 «Зависимость результата взаимодействия тел от времени взаимодействия»
Ход работы:
1) на поверхность стекла поместите стальной шарик;
2) быстро пронесите магнит над шариком;
3) медленно пронесите магнит над шариком;
4) определите от чего зависит результат взаимодействия тел.
Вывод: результат взаимодействия тел зависит от времени взаимодействия.
Фронтальный эксперимент №4 «Зависимость результата взаимодействия тел от силы взаимодействия»
Ход работы:
1) повторите опыт приблизив магнит к шарику;
Вывод: результат взаимодействия тел зависит от силы взаимодействия.
Учитель: В результате фронтального эксперимента мы получили, что результат взаимодействия двух тел зависит от силы и времени взаимодействия этих тел. Для характеристики этого результата взаимодействия вводят понятие импульс силы.)
Учитель: Запишем связь между импульсом тела и импульсом силы.
«Вывод соотношения между импульсом силы и импульсом тела»
1. Из второго закона Ньютона (1)
2. Используем формулу ускорения (2)
3. Подставляем формулу (1) в формулу (2)
4. Раскрываем скобки и переносим время t в левую часть уравнения
5. Получаем соотношение между импульсом силы и импульсом тела
(3)
Импульс силы равен изменению импульса тела.
Уравнение (3) является уравнением второго закона Ньютона в импульсной форме
Демонстрация (выполняет учитель)
Опыт: из учебника, демонстрирующий закон сохранения импульса.
Вывод: правый шар передает левому весь свой импульс. На сколько уменьшится импульс первого шара, на столько же увеличится импульс второго шара. Если же говорить о системе двух шаров, то импульс системы остается неизменным, т.е. сохраняется.
«Вывод закона сохранения импульса»
1. По третьему закону Ньютона два тела взаимодействуют друг с другом с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.
2. По второму закону Ньютона
3. Используем формулу ускорения
4. Подставляем формулу ускорения в формулу (1)
5. После сокращения на время t и раскрытия скобок получаем
6. Перенесем в левую часть уравнения векторы импульсов тел до взаимодействия, а в правую часть – векторы импульсов тел после взаимодействия.
Это уравнение называется законом сохранения импульса тел.
Но, закон сохранения импульса выполняется только в замкнутых системах.
Определение замкнутой системы
Формулировку закона сохранения импульса обучающиеся смотрят в учебнике.
«Применение закона сохранения импульса в жизни»
Учитель: В жизни мы встречаемся с такими явлениями как отскакивание мяча при ударе о стенку, землю, при разлете мячей при ударе друг о друга. На даче при поливе с использованием шланга можно наблюдать, как шланг извивается, когда вода выливается из него. В ванной комнате многие наблюдали, что при сильном напоре воды кран начинает крутиться в разные стороны. Охотники и стрелки рассказывают, что при выстреле из ружья ощущается отдача оружия при вылете пули. На уроках биологии вы знакомились с принципами движения морских обитателей: кальмаров, каракатиц, осьминогов.
Закон сохранения импульса проявляется в реактивном движении. А с этим видом движения мы с вами познакомимся на следующем уроке.
Закрепление изученного материала.
“Два шарика и тележка” (экспериментальная задача)
На одинаковой высоте укреплены два желоба, по которым с одинаковой высоты скользят два одинаковых шарика.
Если скатывается:
1. Правый шарик – тележка приходит в движение;
2. Левый шарик – тележка приходит в движение;
3. Если скатываются оба сразу, то тележка остается в покое. Почему? Ответ: в первом и во втором случаях тележка получала импульс при взаимодействии с шариком. В случае, когда скатываются оба шарика сразу, горизонтальные проекции импульсов шариков равны и противоположны по знаку, а их сумма равна нулю, поэтому тележка была неподвижной.
2. а) Из двух тел различной массы,
движущихся с одинаковыми скоростями, импульс которого больше?
б) Из двух тел равной массы , движущихся с различными скоростями, импульс какого больше?
в) Определите знаки проекций импульсов тел.
3. Тело массы небольшой (10 кг.)
скорость развивает (5м/с).
И какой же это тело импульс получает?
4. Скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса – в 4 раза меньше массы грузового автомобиля. Сравните модули импульсов автомобилей.
(Импульс легкового автомобиля меньше в два раза.)
5. Два шарика, стальной и алюминиевый, одинакового объема, падают с одной и той же высоты. Сравните их импульсы в момент падения на землю. (Импульс стального больше, так как больше его масса.)
Домашнее задание. §21, упражнение №20 (1 – 3)
Подведение итогов. Рефлексия – из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока.
1. Искрятся глаза,
Смеется душа,
И ум мой поет:
«К знаниям вперед»
2.
Не весел я сегодня,
В тишине взгрустнулось мне,
И о законе сохраненья
Все промчалось вдалеке.
3.
Вспоминая, все познания свои,
И физики мир постигая,
Я благодарен матушке судьбе,
Что импульс есть и нам его не счесть.