|
|
импульс. Импульс. Закон сохранения импульса
Тема: «Закон сохранения импульса».
Тема урока:
«Импульс тела. Импульс силы».
Цель урока: ознакомится с понятием импульса тела и импульса силы, их связи: научиться рассчитывать импульс тела, импульс силы; находить изменения импульса тела.
.
Значение импульса
Удары при авариях
Взрывы
Реактивное оружие
Все столкновения
атомных ядер,
ядерные реакции
«Я принимаю, что во Вселенной… - «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».
- Р. Декарт
Рене Декарт
(1596 – 1650)
Входной контроль знаний - Механическое движение и его основные характеристики
- Что называется механическим движением (МД)?;
- Какие физические величины описываются МД?;
- Какие разделы механики вы знаете?;
- В чем состоит основная задача механики;
- Какая цель кинематики?;
- Какова основная задача динамики?
Подумай и ответь - 1.Опытный баскетболист, принимая сильно посланный мяч, расслабляет руки и слегка подаётся назад вместе с мячом. Зачем?
- 2.Отчего хрупкий предмет разбивается, если его роняют на жёсткий пол, и остаётся целым, если он падает на мягкую подстилку?
- 3.В цирковом аттракционе атлету, лежащему на ковре, устанавливают на грудь наковальню и затем бьют по ней молотком. Опасны ли такие удары для атлета?
- Задачи урока: 1.Вспомнить об импульсе, как о векторной физической величине, характеризующей механическое состояние тела. 2.Находить изменения импульса и представлять причину такого изменения.
- Работа с учебником.
- 1.Прочитать параграф.
- 2.Начертить таблицу в тетради.
- 3.Ответить на вопросы.
- 4. Записать в таблицу формулы и определения.
Повторить материал из 9-го класса
Вопросы
|
Ответы
|
1.Что называется импульсом?
| |
2.Почему импульс – векторная величина?
| |
3.Назовите единицу импульса тела в системе СИ?
| |
4.Вывести формулу второго закона Ньютона в новом виде.
| |
5.Как доказать (используя второй закон Ньютона), что импульс силы равен изменению импульса тела?
| |
6.Нарисовать графики зависимости импульса от времени для равномерного и неравномерного движения.
| | СИЛА И ИМПУЛЬС - Запишем второй закон Ньютона
- F = ma
p = mv –импульс тела после взаимодействия p0 = mv0 – импульс тела до взаимодействия Ft = p - p0 Вспомним какие задачи на тему «Импульс тела» вы решали в 9 классе - 1. Машина массой 2т движется со скоростью 10 м/с. Каков импульс машины?
- 2. Мальчик массой 50 кг изменил свою скорость, с 2 м/с до 3 м/с за 10 с. Какая сила действовала на мальчика?
- 3. Сани массой 200 кг под действием силы 400 Н за 5 с изменили скорость с 3 м/с до 8 м/с. Найти импульс силы, импульс саней в начале и в конце движения.
- 4.Шарик массой 100 г свободно упал на горизонтальную площадку, имея в момент удара скорость 10 м/с. Найти изменения импульса шарика, если удар считать: а) абсолютно упругим, б) абсолютно неупругим. Модель с диска «Живая физика».
Задачи для учащихся 10-го класса 1.Уравнения движения материальной точки массой 2 кг X=5 – 8t+4t2. Найти импульс и его изменение: а) через 2 сек, б) через 4 сек после начала движения. 2.Два тела одинакового объёма, стальное и свинцовое, движутся с одинаковыми скоростями. Сравнить импульс этих тел (№373Р). 1.Мяч массой 200 г движется со скоростью 10 м/с под углом 450 к горизонту. Определить импульс мяча и изобразить скорость его движения и направления импульса на чертеже. Модель с диска «Живая физика». 4.Упругий шарик массой 100 г, летевший со скоростью 10 м/с, ударился о стенку под углом 600 . абсолютно упругий.
Подумай
и о т в е т ь !
У какого тела импульс больше:
у спокойно идущего слона или летящей пули?
(M >m , но V1
Каким максимальным
импульсом
обладали лично Вы
(относительно Земли)?
Есть ли
на рисунке
тела, обладающие
одинаковым импульсом?
У какого тела наибольший
по модулю импульс?
2
2
1
1
4
Закрепление материала Домашние задание - Задача №319, №323 (задачник 10 – 11. А. П. Рымкевич).
- Параграф из учебника.
- Вспомнить материал из 9-го класса «Закон сохранения импульса. Реактивное движение».
Качественные вопросы 10 класс.
Качественные задачи
|
Ответы
|
1.Тело массой m брошено с начальной скоростью U0 под углом a к горизонту. Чему равно приращение модуля импульса тела и модуля приращения импульса за время полёта? Сопротивление воздуха не учитывать.
| |
2.По изогнутой под прямым углом трубе течёт вода. Действует ли вода на трубу? В каком направлении?
| |
3.Мяч, летящий со скоростью, ударяется в едущий ему навстречу со скоростью автомобиль. Какой станет скорость мяча после упругого удара?
| |
4.Можно ли разогнать парусную лодку, направляя на паруса поток воздуха из мощного вентилятора, находящегося в лодке? Что случится, если дуть мимо паруса?
| |
5. «Горка» А с закреплёнными на ней телами B и C покоится на гладкой горизонтальной поверхности. Сначала с «горки» соскальзывает тело В, после чего соскальзывает тело С. В каком направлении в конце концов поедет «горка»? Массы тел А, В и С одинаковы. Трением при движении всех трёх тел пренебречь.
| | 2 урок Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Цель: ввести понятие замкнутой системы, вывести закон сохранение импульса и проверить его на примерах. Научится применять ЗСИ к полёту ракет. - 1.Ответить на вопросы: система каких тел называется замкнутой, какие силы называются внутренними, какие – внешними.
- 2.Вспомнить формулировку и запись закона сохранения импульса из 9 класса.
до взаимодействия
взаимодействие
после взаимодействия
m1
m2
m1
m2
V01
V02
V1
V2
F1
F2
Подумай!
Условие – рассматриваем замкнутую систему тел.
Закон сохранения импульса
0
0
0
0
- Вывод закона сохранения импульса смотри в опорном конспекте №1
- Вывод формулы для реактивного движения смотри опорный конспект №2
Освоение
космоса
Кибальчич Н. А.
Циолковский К. Э
Королев С. П.
Строение ракеты
Устройство
одноступенчатой ракеты
Устройство
многоступенчатых ракет
Возвращаемся к началу урока (опыт с воздушным шаром) и определяем: - отношение скорости оболочки к скорости газа;
- скорость оболочки находим из уравнений кинематики;
- скорость газов.
Решите задачу - При выстреле из автомата вылетает пуля массой m со скоростью V. Какую по модулю скорость приобретет автомат, если его масса в 500 раз больше массы пули?
- Ответьте на вопросы: система каких тел называется замкнутой? в чём состоит ЗСИ? какое движение называют реактивным?
Домашнее задание - Выучить алгоритм решения задач и решить задачи из бланка.
- Выучить теоретический материал.
- Подготовить эксперимент по теме «ЗСИ».
Домашняя работа. 10 класс. Урок №2. Проверка знаний по таблице. Найди ответ на вопрос.
Вопросы
| |
Ответы
| |
Какую систему тел называют незамкнутой?
|
Какое движение называется реактивным?
| | |
На каком законе основано реактивное движение?
|
Формула закона сохранения импульса.
| | |
Что такое замкнутая система тел?
|
Первое тело массой 2 кг движется со скоростью 6 м/с, второе неподвижно. После столкновения оба тела движутся вместе со скоростью 2 м/с. Какова масса второго тела?
| | |
При выстреле из автомата вылетает пуля массой m со скоростью V. Какую по модулю скорость приобретет автомат, если его масса в 500 раз больше массы пули?
|
Шарик массой m движется со скоростью V и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считая удар абсолютно упругим, определите скорости шариков после столкновения.
| | |
С лодки общей массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, выпал груз массой 100 кг. Какой стала скорость лодки?
|
Железнодорожный вагон массой m, движущийся со скоростью V, сталкивается с неподвижным вагоном массой 2m и сцепляется с ним. С какой скоростью движутся вагоны после столкновения?
| | |
С тележки массой 210 кг, движущейся горизонтально со скоростью 2 м/с, в противоположную сторону прыгает человек массой 70 кг. Какова скорость человека при прыжке, если скорость тележки стала равной 4 м/с?
|
Чему равен модуль изменения импульса шара из пластилина массой 2m, движущегося со скоростью V, после столкновения со стенкой?
| | |
Неподвижное атомное ядро массой М испускает частицу массой m, движущуюся со скоростью V, и отлетает в противоположном направлении. Какой по модулю импульс приобретает при этом ядро?
|
Шарик массой m движется со скоростью V и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считая удар абсолютно неупругим, определите скорости шариков после столкновения.
| | | 3 урок Цель. Отработать практические умения и навыки при решении физических задач по данной теме. Повторение пройденного материала - Что называется импульсом тела? В каких единицах измеряется импульс?
- Что такое замкнутая система?
- Какой удар считается упругим?
- В чём состоит закон сохранения импульса?
- Что называют импульсом силы?
- Какую систему тел называют незамкнутой?
- Какой удар считается не упругим?
- При каких условиях выполняется закон сохранения импульса?
Решение задач - Задача №1.
- U U
Задача №2. U 4U
m
m
До соударения
m
m
После соударения. Какой будет скорость тел?
m
m
m
m
До соударения
После соударения. Какой будет скорость тел?
Задача №3. - Задача №3.
- U U=0
- Задача №4.
- U=0
m
m
m
m
До соударения
После соударения. Какой будет скорость тел?
m
m
m
m
m
m
До соударения
После соударения. Какой будет скорость тел?
Объяснение нового материала
| |
Для системы материальных точек существует два закона связанных с понятием импульс.
Первый закон – закон изменения импульса системы; второй – закон сохранения импульса системы.
| |
(закон изменения импульса системы тел)
|
(закон сохранения импульса системы тел)
|
изменение суммарного импульса системы
| |
- векторная сумма внешних сил, действующих на тела системы
| |
Справедлив для незамкнутой механической системы материальных точек.
|
1.Справедлив для замкнутой системы (идеализация)
2.Справедлив при кратковременных (ударных) взаимодействиях.
3.При которых
| Алгоритм решения задач Первый этап: - Надо выбрать системы отсчета.
- Выбрать систему взаимодействующих тел.
- Определить какие силы являются внутренними, а какие - внешними.
- Определить импульс до и после взаимодействия.
- Написать закон сохранения импульса в векторном виде, а затем в скалярном.
Первый этап
Массы тел не меняются.
|
Задачи на взаимодействие тел, масса которых изменяется в результате внутренних изменений (взрывы снарядов).
|
Задача №1.
Шар массой 100 гр., двигаясь со скоростью 3 м/с налетает на неподвижный шар. После взаимодействия первый шар движется со скоростью 2 м/с под углом 30о, а другой движется по углом 60о. Найти скорость второго шара.
|
Задача №2.
Снаряд, летевший горизонтально со скоростью 100 м/с, разрывается на 2 равные части на высоте 40 м. Одна часть падает через 1 с. на землю точно под местом взрыва. Определите величину и направление скорости второй части снаряда сразу после взрыва.
|
Учащиеся вспоминают принцип относительности Галилея и формулы преобразования Галилея.
| |
Задача №3.
После этого решается следующая задача: Человек массой m1 за время t переходит с кормы на нос покоившейся лодки. Длинной L и массой m2. Определить скорость, которую приобретает лодка.
| | Второй этап. (Дополнение к алгоритму решения задач) - Закон сохранения импульса следует применить, если внешние силы пренебрежимо малы в сравнение с внутренними (вычислить величины сил, как внутренних, так и внешних).
- Закон сохранения импульса следует применить при кратковременных (ударных) взаимодействиях тел между собой (определить время взаимодействия тел).
- Если в задаче нужно определить не только скорости взаимодействующих тел, то необходимо использовать другие физические законы (уравнение кинематики, динамики).
Второй этап
Выделим несколько типов задач на закон сохранения импульса.
| |
Горизонтально летящая пуля, массой 10 г., двигаясь со скоростью 100 м/с, попадает в лежащий на горизонтальном столе брусок массой 100 г. и пробив его движется со скоростью 90 м/с. Найти скорость бруска после пробивания его пулей. Сравнить внешние силы с внутренними, если время движения пули в бруске 0,001 с., коэффициент трения между бруском и столом 0,1 м/с.
|
1.Система взаимодействующих тел «брусок – пуля».
2.Силы взаимодействия между телами – внутренние.
3.Силы тяжести, сила трения, сила реакции стола – внешние силы.
4.Время взаимодействия очень мало (удар).
5.Вычисляем силы внешние.
Fпули=0,1Н
Fбруска=1Н
Fтрения=0,11Н
Fупр=1,1Н
6.Внутренняя сила: пули на брусок 100Н
7.Взаимодействующие тела составляют замкнутую систему. Применим ЗСИ.
Pn= Pk
m1 U1= m1 U11+m2 U22
8.Написать ЗСИ в проекции на ось Ох.
9.Выразить формулу скорости бруска.
| Домашнее задание - 1.Выучить алгоритм решения задач.
- 2.Повторить теоретический материал.
- 3.Решить задачи.
- Брусок массой m скользит по наклонной плоскости, высота которого h и угол наклона альфа и падает на тележку с песком массой M. Какую скорость после этого будет иметь тележка? Трением при движении тел пренебречь.
- С высоты 20 м падает шар массой 1 кг. с начальной скоростью = 0. Когда шар проходит высоту 10 м, в него попадает пуля массой 10 г. и застревает в нем. Пуля выпущена со скоростью 800 м/м из винтовки, расположенной горизонтально. В какой точке поверхности Земли упадет шар?
- 4.На следующем уроке будем выполнять лабораторную работу.
|
|
|
Скачать 5.04 Mb.