Презентация урока физики в 10 классе по теме «Импульс тела. Закон сохранения импульса».

:

«Я слушаю и забываю,

я вижу и запоминаю,

я делаю и понимаю»

Мати Ван Мейтс

• 1. Что такое механическое движение?
• 2. Что такое взаимодействие тел?
• 3. Сформулируйте законы Ньютона.

1 2

И

Д

Н

Е

3

Е

Р

4

Ф

5

Ц

О

И

Р

Я

М

8

У

П

А

К

6

Г

9

Р

И

Ц

7

10

У

Н

И

У

11

Л

К

Г

О

Ь

У

Я

Ю

О

Г

С

Т

К

С

Р

Т

О

Д

Т

А

Т

С

О

Р

Р

И

И

Н

М

И

Е

Я

Н

Ж

Л

М

Е

Н

А

Н

Е

А

И

М

С

Я

И

И

Т

Е

К

И

А

ТЕМА: Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Какие величины необходимо знать для характеристики движения?

Эксперимент

- Как описать взаимодействие тел в данных опытах?

- Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?

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.

Исторические сведения. Рене Декарт

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом

(1596 -1650г.) , который назвал эту величину «количеством движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько же своего движения, сколько его сообщает.»

• 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.

В результате фронтального эксперимента мы получили, что импульс тела зависит от массы и скорости тела.

Следовательно

p=m*v , p v

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.

Импульс р – векторная величина. Он всегда совпадает по направлению с вектором скорости тела. Любое тело, которое движется, обладает импульсом

Импульс тела – это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости .

р= [ кг*м/с ]

• 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 .

• 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 .

Импульс силы обозначают буквой I

Импульсом силы называют векторную физическую величину, являющуюся мерой действия силы за некоторый промежуток времени .

I=F*t

I=[ Н*с ]

• Запишем связь между импульсом тела и импульсом силы.

Импульс силы равен изменению импульса тела.

Импульс силы показывает, как изменяется импульс тела за данное время .

Это уравнение является уравнением второго закона Ньютона в импульсной форме

Демонстрация Два шарика движутся навстречу друг другу по одной прямой. Что произойдет с шариками после их взаимодействия ?

При упругом столкновении двух тел оба тела приобретают новые скорости

При неупругом ударе тела соединяются и после удара движутся вместе .

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. Импульс обладает интересным свойством, которое есть лишь у немногих физических величин. Это свойство сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе. Система тел называется замкнутой, 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.

Закон 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 .

• Закон сохранения импульса для упругого удара
• Закон сохранения импульса для неупругого удара

Применение закона сохранения импульса в жизни

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. 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.

1)Что называется импульсом тела ?

2) Назовите единицы измерения импульса тела в СИ?

3) Что называется импульсом силы, что он показывает?

4) В чем заключается закон сохранения импульса?

5) При каких условиях выполняется этот закон?

6) Какую систему называют замкнутой?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Алгоритм решения задач на применение закона сохранения импульса.

1. Необходимо проверить систему взаимодействующих тел на замкнутость.

2. Сделать схематический чертёж.

3. Изобразить на чертеже векторы скоростей тел системы непосредственно

до и после взаимодействия.

4. Записать закон сохранения импульса в векторной форме.

5. Спроецировать векторные величины на оси х и у (выбираются произвольно,

но так, чтобы было удобно проецировать).

6. Решить полученную систему скалярных уравнений относительно неизвестных

в общем виде.

7. Проверить размерность и сделать числовой расчёт.

8. Записать ответ .

m1

υ 1

1 . а) Из двух тел различной массы,

движущихся с одинаковыми

скоростями, импульс которого больше?

m2

υ 2

б ) Из двух тел равной массы , движущихся

с различными скоростями, импульс

какого больше?

υ 1

m

m

υ 2

в ) Определите знаки проекций импульсов тел.

0

x

2.Тело массы небольшой (10 кг.) скорость развивает (5м/с). И какой же это тело импульс получает?

3. Шарик массой 100г, летящий со скоростью 20м/с, упруго ударяется о стенку и отскакивает от нее с такой же скоростью.

Найти изменение импульса шарика

• 4.Летящая пуля массой 10г ударяется в брусок массой 390г и застревает в нем. Найти скорость бруска, если скорость пули 200м/с.

5. Скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса – в 4 раза меньше массы грузового автомобиля. Сравните модули импульсов автомобилей.

6. Два шарика, стальной и алюминиевый, одинакового объема, падают с одной и той же высоты. Сравните их импульсы в момент падения на землю

Домашнее задание

§39,40, упражнение №8 (1 ,2)

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.

• Шарик массой 100г, летящий со скоростью 20м/с, упруго ударяется о стенку и отскакивает от нее с такой же скоростью.

Найти изменение импульса шарика

х Решение

p 1 mv Δ p = p2 – p1 = mv – (- mv) =

-mv p 2 = 2mv

Δp = 2·0,1·20 = 4 кг·м/с

Летящая пуля массой 10г ударяется в брусок массой 390г и застревает в нем. Найти скорость бруска, если скорость пули 200м/с .

• Дано: СИ Решение

m 1 = 10 г 0,01кг ЗСИ для неупругого удара

m 2 = 39 0 г 0,39кг m 1 v 1 ± m 2 v 2 = ( m 1 + m 2 ) u

v 1 = 200 м/с m 1 v 1 = ( m 1 + m 2 ) u

v 2 = 0

u - ?