Урок на тему 'Импульс'

Урок "Импульс тела. Закон сохранения импульса"

Цели урока:

• Образовательные: формировать понятия «импульс тела», «импульс силы»; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса.

• Развивающие: продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний.

• Воспитательные: показать объективность проявления закона сохранения импульса, учёт и использование его на практике.

Оборудование: металлические шарики, тележки демонстрационные, желоб лабораторный металлический, штатив с муфтой и лапкой

ХОД УРОКА

1. Повторение изученного материала

1. В чём заключается основная задача механики?

2. Как формулируется второй закон Ньютона?

3. О чём гласит третий закон Ньютона?

2. Изучение нового материала

Законы движения позволяют решать задачи механики, если известны силы, приложенные к телам. Но во многих случаях законы движения нельзя использовать для решения задач именно потому, что неизвестны силы. Когда, например, приходится рассматривать столкновение двух тел, будь то столкновение автомобилей, бильярдных шаров, трудно определить значения возникающих сил. Значит, кроме силы в физике есть другая величина, которая позволяет решать задачи при взаимодействии тел. Это импульс тела.

Ребята, тема нашего урока «Импульс тела. Закон сохранения импульса».

Цель урока: усвоить понятие импульса тела, понятие замкнутой системы, вывести закон сохранения импульса, научится решать задачи на закон сохранения.

Импульсом тела называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Обозначим импульс (его также называют иногда количеством движения) буквой . Тогда

Из формулы видно, что импульс - векторная величина. Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости движения. Единица импульса не имеет особого названия. Ее наименование получается из определения этой величины:

[p] = [m] · [] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .

Запишем второй закон Ньютона в виде: С другой стороны:

Подставим это выражение в формулу второго закона Ньютона. После преобразования, получим

Данная формула устанавливает взаимосвязь между действующей на тело силой, временем её действия и изменением скорости тела. Изменение импульса равно произведению силы, приложенной к телу, на время ее действия. Величина - импульс силы. Изменение импульса тела равно импульсу силы.

Импульс обладает интересным и важным свойством, которое есть у немногих физических величин - это свойство сохранения.

Заменив в уравнении (2) ускорения соответствующими выражениями из уравнений (3) и (4), получим:

В результате сокращения обеих частей уравнения (5) на t получим:

или

Учитывая, что запишем уравнение (7) в таком виде:

Левые части уравнений (7) и (8) представляют собой суммарный импульс шаров после их взаимодействия, а правые - суммарный импульс до взаимодействия.

Значит, несмотря на то, что импульс каждого из шаров при взаимодействии изменился, векторная сумма их импульсов после взаимодействия осталась такой же, как и до взаимодействия.

Уравнения (7) и (8) являются математической записью закона сохранения импульса.

Таким образом, 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.

Взаимодействия бывают: 1) упругими, 2) неупругими.

Алгоритм решения задач:

1. Записать условие.
2. Схематически показать взаимодействие тел до и после взаимодействия.
3. Записать для данной задачи закон сохранения импульса в векторной форме.
4. Найти проекции скоростей на ось ОХ.
5. Заменить векторы скоростей их проекциями.
6. Из полученного уравнения найти искомую величину.

3. Решение задач

С тележки, движущейся со скоростью 2 м/с, спрыгивает мальчик со скоростью 1 м/с, направленной горизонтально против хода тележки. Масса мальчика равна 45 кг, а масса тележки - 30 кг. С какой скоростью будет двигаться тележка сразу после того, как мальчик спрыгнул с нее?

Решение.

Используя закон сохранения импульса запишем уравнение в векторном виде:

Спроектируем полученное векторное уравнение на ось ОХ:

₂ = ((45 кг + 30 кг) * 2 м/с + 45 кг )* 1 м/с) / 30 кг = 6,5 м/с

Ответ: ₂ = 6,5 м/с.

4. Домашнее задание: § 21, 22, Упр 21 (2).

Урок Тема: Реактивное движение. Ракеты.

Цели урока:

Познавательные:

• Дать понятие реактивного движения;

• Рассмотреть устройство ракеты;

• Показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения.

Развивающие:

• Развивать познавательные интересы и творческие способности;

• Способствовать расширению кругозора;

• Дать представление о реактивном движении в природе и технике.

Воспитательные:

• Воспитывать чувство гордости за нашу страну и народ: показать огромный вклад ученых, инженеров в дело создания многоступенчатой ракеты для освоения космического пространства;

• Воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность;

• Воспитывать бережное отношение к окружающему нас миру: природе, космосу.

Тип урока: урок изучения новой темы.

Оборудование, ТСО, наглядность

1. Компьютер

2. Мультимедийный проектор

3. Воздушный шарик

Ход урока

I. Организационный момент.

Рассмотрим понятие реактивного движения, устройство и принцип работы ракеты, послушаем сообщения, которые нам приготовили учащиеся.

II. Повторение.

Но сначала повторим предыдущий материал - "Искусственные спутники Земли", "Импульс тела", "Закон сохранения импульса". Проведём

Физический диктант.

1. Если тело преодолевает силу притяжения Земли и движется по круговой орбите около Земли, то это тело называют ...

2. Чему равна первая космическая скорость?

3. Чему равна вторая космическая скорость?

4. Первый человек, побывавший в космосе и когда?

5. Величина, равная произведению массы тела на его скорость, называется ...

6. Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел. О чём речь?

7. Формула импульса тела.

8. Математическая запись закона сохранения импульса.

III. Изучение новой темы.

1. Демонстрация. Опыт с шариком.

Если надуть воздушный шарик и, не завязывая его, отпустить.

Шарик будет двигаться до тех пор, пока продолжается истечение воздуха.

При открытом отверстии шарика из него с большой скоростью вырывается струя

сжатого воздуха. И оболочка шарика, и воздух получили импульс.

где m - масса газов,

M - масса ракеты,

v - скорость истечения газов,

u - скорость ракеты

Будем считать, что топливо сгорает мгновенно.

Чем больше скорость газа, тем больше скорость оболочки.

8. Решение задач

1. Упр. 22 ( 1)

Какую скорость получит модель ракеты, если масса её оболочки равна 300 г, масса пороха в ней 100 г, а газы вырываются из сопла со скоростью 100 м/с?

IV. Закрепление.

1. Какое движение называют реактивным?

2. Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения не

требуется взаимодействия с окружающей средой?

3. На каком законе основано реактивное движение?

4. От чего зависит скорость ракеты?

5. Когда и где был запущен первый спутник Земли?

V. Рефлексия

1. Понравился ли вам урок?

2. Что интересного вы узнали?

3. Какие факты вам больше всего запомнились?

VI. Домашнее задание. параграф 23, упр.22 (2)