Открытый урок "Импульс"

Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство.

К.Э. Циолковский

а

Цели урока:

Образовательные : ввести понятие "импульс тела", "импульс силы", "замкнутая система тел"; вывести закон сохранения импульса на основе II и III законов Ньютона; познакомить с понятием реактивного движения; вырабатывать самостоятельное мышление по применению знаний на практике.

Развивающие: вырабатывать умение мыслить, делать выводы, применять теоретические знания для решения задач; подчеркнуть взаимосвязь с другими науками: биологией, историей, бионикой.

Воспитательные: развивать культуру общения и культуру ответа на вопросы; повышать познавательную активность; способствовать развитию чувства гордости за свою Родину.

Если мяч, летящий с большой скоростью, футболист

может остановить ногой или головой,

то вагон, движущийся по рельсам даже очень медленно,

человек не остановит.

Теннисный мяч, попадая

в человека, вреда не причиняет,

однако пуля, которая

меньше по массе, но движется

с большой скоростью

(600—800 м/с),

оказывается смертельно

опасной .

Стакан с водой находится

на длинной

полоске прочной бумаги.

Если тянуть полоску медленно,

то стакан движется

вместе с бумагой. А если резко

дернуть полоску бумаги -

стакан остается неподвижный.

Взрывы

Все столкновения

атомных ядер,

ядерные реакции

Удары при авариях

Реактивное оружие

Рене Декарт (1596-1650), французский философ, математик, физик и физиолог. Высказал закон сохранения количества движения, определил понятие импульса силы.

«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».

Эта величина была

введена в науку

в конце XVII века

Слово «импульс» ( impulsus) в переводе с латинского означает «толчок»

При взаимодействии двух тел в отсутствие внешних сил суммарный импульс системы сохраняется.

- это утверждение носит название закона сохранения импульса . При движении тел вдоль прямой закон сохранения импульса может быть записан в скалярной форме:

здесь V 1 и V 2 – скорости тел до взаимодействия, u 1 и u 2 – скорости тел после взаимодействия.

V 1

U 1

m 2

m 2

m 1

m 1

U 2

V 2

ЩЕЛКНИ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

Примерами механических процессов, в которых выполняется закон сохранения импульса, являются упругий и неупругий удары.

механическая энергия соударяющихся тел сохраняется

механическая энергия частично или полностью переходит во внутреннюю энергию тел (происходит их нагревание).

V 1

V 2

V 1

V 2

m

m

m

m

ЩЕЛКНИ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

Упругий удар

механическая энергия системы тел при абсолютно упругом ударе

Абсолютно упругий удар – столкновения тел, в результате которого их внутренние энергии остаются неизменными. При абсолютно упругом ударе сохраняется не только импульс, но и механическая энергия системы тел. Примеры: столкновение бильярдных шаров, атомных ядер и элементарных частиц. На рисунке показан абсолютно упругий центральный удар:

В результате центрального упругого удара двух шаров одинаковой массы, они обмениваются скоростями: первый шар останавливается, второй приходит в движение со скоростью, равной скорости первого шара.

12

Импульс может сохраняться и в незамкнутой системе. Это происходит в том случае, если равнодействующая всех внешних сил равна нулю, либо время действия этих сил пренебрежимо мало.

V 1

U 2

V 2

U 2

m

m

m

m

m

m

ЩЕЛКНИ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

Неупругий удар

Следует подчеркнуть, что в обоих случаях выполняется закон сохранения импульса.

Абсолютно неупругий удар: так называется столкновение двух тел, в результате которого они соединяются вместе и движутся дальше как одно целое. При неупругом ударе часть механической энергии взаимодействующих тел переходит во внутреннюю, импульс системы тел сохраняется. Примеры неупругого взаимодействия: столкновение слипающихся пластилиновых шаров, автосцепка вагонов и т.д. На рисунке показан абсолютно неупругий удар:

После неупругого соударения два шара движутся как одно целое со скоростью, меньшей скорости первого шара до соударения.

0

0

0

0

• Закон строго выполняется в явлениях отдачи при выстреле, явлении реактивного движения, взрывных явлениях и явлениях столкновения тел.
• Закон сохранения импульса применяют: при расчетах скоростей тел при взрывах и соударениях; при расчетах реактивных аппаратов; в военной промышленности при проектировании оружия; в технике - при забивании свай, ковке металлов и т.д.

Герон Александрийский – греческий механик и математик.

Одно из его изобретений носит название Шар Герона. В шар наливалась вода, которая нагревалась огнем. Вырывающийся из трубки пар вращал этот шар. Эта установка иллюстрирует реактивное движение.

Движение тела, возникающее вследствие отделения от него части его массы с некоторой скоростью, называют реактивным.

Все виды движения, кроме реактивного, невозможны без наличия внешних для данной системы сил, т. е. без взаимодействия тел данной системы с окружающей средой, а для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой. Первоначально система покоится, т. е. ее полный импульс равен нулю. Когда из системы начинает выбрасываться с некоторой скоростью часть ее массы, то (так как полный импульс замкнутой системы по закону сохранения импульса должен оставаться неизменным) система получает скорость, направленную в противоположную сторону.

Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит Константину Эдуардовичу Циолковскому.

  Основоположником теории космических полетов является выдающийся русский ученый Циолковский (1857 - 1935). Он дал общие основы теории реактивного движения, разработал основные принципы и схемы реактивных летательных аппаратов, доказал необходимость использования многоступенчатой ракеты для межпланетных полетов. Идеи Циолковского успешно осуществлены в СССР при постройке искусственных спутников Земли и космических кораблей. 

• При взаимодействии изменение импульса тела равно импульсу действующей на это тело силы
• При взаимодействии тел друг с другом изменение суммы их импульсов равно нулю. А если изменение некоторой величины равно нулю, то это означает, что эта величина сохраняется.
• Практическая и экспериментальная проверка закона прошла успешно и в очередной раз было установлено, что векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не изменяется.

Написать рефераты по темам:

• Основоположники научной космонавтики.
• Из истории создания космической техники.
• Новости космических экспедиций последних лет.
• Космонавты России сегодня .

1. Импульс силы в Международной системе единиц измеряется:

• 1Н; В. 1м; С. 1 Дж; D . 1Н · с

2. Закон сохранения импульса справедлив для:

А. замкнутой системы; В. любой системы

3. Если на тело не действует сила, то импульс тела:

А. увеличивается; В. не изменяется;

С. уменьшается

4.Что называют импульсом тела:

А. величину, равную произведению массы тела на силу;

В. величину, равную отношению массы тела к его скорости;

С. величину, равную произведению массы тела на его скорость.

5. Что можно сказать о направлении вектора скорости

и вектора импульса тела?

А. направлены в противоположные стороны;

В. перпендикулярны друг другу;

С. их направления совпадают