Урок по физике для 9 класса по теме «Импульс материальной точки»

МБОУ Алексеево-Лозовская СОШ

ПЛАН − КОНСПЕКТ УРОКА

ПО ФИЗИКЕ В 9 КЛАССЕ

РАЗДЕЛ «ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ»

ПОДГОТОВИЛ:

учитель математики - физики

МБОУ Алексеево-Лозовская СОШ

Чертковского района

Ростовской области

ШКОНДА ВИКТОР ЕГОРОВИЧ

2012

Урок физики в 9 классе

«Величие человека - в его способности мыслить»

Б. Паскаль

Тема урока: Импульс материальной точки

Цели урока:

Образовательные:

1. Ввести понятие "импульс тела", "импульс силы", сообщить более общую формулировку второго закона Ньютона

2. Развивать умения и навыки у обучающихся при решении физических задач нестандартной формулировки.

3. Сформировать целостную систему знаний по изученной теме.

Развивающие:

1. Совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения обучающихся, коммуникативные свойства речи.

2. Вырабатывать умение применять теоретические знания для решения задач; делать выводы; подчеркнуть взаимосвязь с другими науками: биологией, историей, медициной.

3. Продолжить работу по развитию умений моделировать ситуацию.

Воспитательные:

1. Продолжить работу по формированию у обучающихся добросовестного отношения к учебному труду; коммуникативных умений, эстетического восприятия мира.

2. Развивать культуру общения и культуру ответа на вопросы; функции общения на уроке как условие обеспечения взаимопонимания, побуждения к действию.

3. Воспитание чувства товарищества.

Задачи урока:

Предметные:

• развивать активную учебную деятельность;

• отрабатывать навыки экспериментальной работы;

• применять полученные теоретические знания на практике;

• делать выводы на основе экспериментальных данных.

Метапредметные:

• формировать представление о компьютере, как об инструменте экспериментального исследования;

• развивать экспериментально - исследовательские навыки;

• уметь сравнивать, анализировать, доказывать свою точку зрения, отражать в устной или письменной форме результаты своей деятельности.

Личностные:

• уметь работать в группе;

• развивать сотрудничество;

• уметь выслушать оппонента, уважать его мнение;

• приобретать опыт выступления перед аудиторией.

Формируемые умения: построение определений, решение задач, действия с векторами.

Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация «Импульс тела», компьютерный диск «Физикон», печатный «кейс», карточки с вопросами по рефлексии, легкоподвижная тележка с грузами, динамометр, шарики на нитях, массивная линейка, стакан с водой, лист бумаги, монета, штатив, грузы с нитями.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы: кейс-метод, объяснительно-иллюстративный, проблемный, эвристический.

План урока

1. Организационный момент. 2 мин.

2. Изучение нового материала. 18 мин.

3. Закрепление нового материала в ходе решения задач. 21 мин.

4. Итоги урока. 2 мин

5. Задание на дом. 2 мин.

Ход урока

1. Организация начала урока (Мотивация учебной деятельности, сообщение целей и задач урока).

Вступительное слово учителя.

Подчеркивается необходимость изучения и значение материала изучаемой темы, и формулируется тема урока, а учащиеся, под руководством учителя, формулируют цели урока.

− Из повседневного жизненного опыта вы знаете, что действие, которое может совершить движущееся тело, зависит от его массы и скорости. Но почему:

• Если мяч, летящий с большой скоростью, футболист может остановить ногой или головой, то вагон, движущийся по рельсам даже очень медленно, человек не остановит?

• Пуля 22 калибра имеет массу 2г. Если кто-нибудь бросит вам такую пулю, то вы ее поймаете даже без перчатки. Что произойдет, если вы попытаетесь поймать такую пулю, вылетевшую из дула со скоростью 300м/с?

2. Изучение новой темы

Демонстрация «кейса» (Приложение 1).

Учащиеся получают листы с описанием «кейс-ситуации».

В статье приведена краткая теория удара и биомеханика ударных действий в спорте. Последняя часть статьи посвящена вопросу боксерского удара в перчатке и голым кулаком, как фактора риска сотрясения мозга. Исследованы параметры боксерских ударов по мешку и манекену, и сделана попытка проанализировать травмоопасность ударов в голову.

Основополагающий вопрос:

Что является основной мерой ударного взаимодействия?

1) От чего зависит ударная сила?

2) Как зависит ударная сила от времени взаимодействия?

3) Как рассчитать скорость, приобретенную телом в результате удара

4) Зависит ли ударная сила от массы тела?

5) Как влияет на движение тела длительность действия ударной силы?

6) Может ли небольшая мышечная сила оказать на движение тела такое же действие, как и большая?

На стадии обсуждения вопросов происходит формирование понятий:

• Импульс силы.

• Импульс тела.

• Единицы измерения.

• Векторная величина (направление вектора импульса силы совпадает с направлением вектора изменения скорости).

• Зависит от выбора системы отсчета.

Обращаю внимание на важную особенность: импульс изменяется под действием данной силы одинаково у всех тел, если время действия силы одинаково. Одна и та же сила, действующая в течение определенного времени, добавит одинаковый импульс и тяжело нагруженной барже, и легкой байдарке. (Учащиеся поэтапно выводят более общую формулировку 2 закона Ньютона).

Вывод второго закона Ньютона (Скорость изменения импульса тела равна равнодействующей силе, приложенной к телу).

Вывод по кейсу.

(Мерой ударного взаимодействия является не сила, а импульс силы, который равен изменению импульса тела.)

Демонстрации опытов:

1. Взаимодействие двух шаров.

2. Взаимодействие двух тележек разной массы.

3. Обрыв верхней или нижней нити.

(Расположить на поверхности стола штатив с лапкой. Взять груз массой 500 г с крючками с двух сторон, подвязать к крючкам нити и при помощи одной из них подвесить груз к лапке штатива. К другой нитке на высоте около 5 см прикрепить линейку длиной около 50 см. Установка готова. Можно приступать к демонстрации. Малое, но длительное воздействие на линейку позволит демонстрировать обрыв верхней нити; большое, но кратковременное воздействие на линейку позволит демонстрировать обрыв нижней нити.)

4. Выбивание бруска из-под стакана.

(Если по бруску резко ударить линейкой, то на стакан со стороны бруска будет действовать большая сила трения очень короткое время. Импульс, переданный стакану, мал и стакан практически остаётся на месте. Если силу, действующую со стороны линейки уменьшить настолько, что брусок не будет уезжать из-под стакана, то сила трения будет действовать продолжительное время и в результате будет двигать стакан).

3. Закрепление нового материала.

1) Просмотр и анализ слайдов презентации «Импульс тела» (Приложение 2).

2) Решение качественных задач (Компьютерный диск «Физикон»).

1) На два тела с равными массам действуют силы 100 Н и 10 Н соответственно. У какого из этих тел изменение скорости будет больше?

Величины 100 Н и 10 Н завораживающе действуют на учащихся, и они спешат свой ответ связать с силой 100 Н. Но будут и сомневающиеся. И хорошо. При решении этого вопроса после некоторых сомнений надо сказать следующее: «В этой задаче упущен один момент, а именно, время действия. Сила 100 Н действует в течение 0,01 с, а сила 10 Н - в течение 100 с». В этот момент у учащихся происходит более осмысленное усвоение указанного элемента учебного материала. Их рассуждения можно подкрепить соответствующими расчетами.

2) На тело массой 5кг, движущиеся со скоростью 10м/с, начинает действовать переменная сила. График зависимости проекции которой от времени приведен на рисунке. Во сколько раз проекция изменения импульса силы в интервале времени (0; 2)с, отличается от проекции изменения импульса силы в интервале времени (1; 2) с?

А) В два раза больше.

B) В три раза больше.

C) Не отличаются.

D) В 25 раз больше.

E) В 4 раза больше.

3) На сколько процентов изменение импульса тела, равномерно вращающегося по окружности, за половину периода отличается от изменения импульса за период?

А) Увеличится на 200%.

B) Уменьшится на 200%.

C) Увеличится на 100%.

D) Уменьшится на 100%.

E) Не изменится.

4) Мальчик бросает камень. Объясните, почему перед броском мальчик заносит руку далеко назад? То же самое делают метатели копья. Приведите еще примеры подобного рода.

3) Решение расчётных задач у доски:

А) Молот массой 1 кг, движущийся со скоростью 3 м/с, ударяет по гвоздю. Гвоздь входит в твердое дерево на незначительную глубину. Удар длится 0,02 с. Определите среднюю силу удара.

Б) Мяч массой 50 г ударяется со скоростью 72 км/ч о пол и отскакивает в обратном направлении с такой же по числовому значению скоростью. Чему равно изменение импульса? Определите среднюю силу удара мяча о пол, если время удара равняется 0,2 с.

4) Контроль результатов первичного запоминания (рефлексия):

• В каких единицах измеряется импульс тела и импульс силы?

• Различные ли это единицы?

• Как направлены векторы импульса силы и изменения импульса тела?

• Как изменяется импульс тела, если внешняя действующая сила равна нулю?

• Как изменяется импульс тела под действием постоянной силы?

• У какого тела импульс больше: у спокойно идущего слона или летящей пули?

• Каким максимальным импульсом обладали лично Вы

относительно Земли?

• Почему тяжелый молот, лежащий на куске железа, только прижимает его к опоре, а тот же молот, ударяя по металлу, изменяет форму изделия?

• Точка равномерно движется по окружности. Как при этом изменится модуль и направление ее импульса?

• Чему равно изменение импульса точки равномерно движущейся по окружности за 1/2 периода?

4. Итоги урока:

1) Синквейны по теме урока (Составляют учащиеся)

Импульс силы

Произведение силы на время

Ударяет, сообщает

Это сильный толчок

Мы сделали выше скачок!

Импульс тела

Изменчивый, постоянный

Ускоряет, замедляет

В спорте очень пригодится

Этому стоит учиться!

2) Выставление оценок (за активность на уроке, за решение задач).

5. Домашнее задание:

1) § 21, вопросы к параграфу 1 - 3.

2) Карточки с задачами (Приложение 3). (Каждый ученик получает свой вариант).

3) Подготовить сообщения или презентации (для желающих):

• «Устройство ракеты».

• «Краткая история запуска космических кораблей».

Приложение 1

Бить или не бить? Биомеханика удара в боксе.

Ударом в механике называется кратковременное взаимодействие тел, в результате которого изменяются их скорости. Ударная сила зависит, согласно закону Ньютона, от эффективной массы ударяющего тела и его ускорения.

Если рассматривать удар во времени, то взаимодействие длится очень короткое время - от десятитысячных (мгновенные квазиупругие удары), до десятых долей секунды (неупругие удары). Ударная сила в начале удара быстро возрастает до наибольшего значения, а затем падает до нуля.

При соприкосновении кулака с ударной поверхностью, действуют две силы. Одна - со стороны кулака давит на поверхность, а другая - как сила сопротивления этому воздействию - давит на кулак. Если у бойца поднято плечо, то эта сила оттолкнет его именно в этом месте.

При механическом ударе скорость тела (например, мяча) после удара тем выше, чем больше скорость ударяющего звена непосредственно перед ударом. При ударах в спорте такая зависимость необязательна. Например, при подаче в теннисе увеличение скорости движения ракетки может привести к снижению скорости вылета мяча, так как ударная масса при ударах, выполняемых спортсменом, непостоянна: она зависит от координации его движений. Если, например, выполнять удар за счет сгибания кисти или с расслабленной кистью, то с мячом будет взаимодействовать только масса ракетки и кисти. Если же в момент удара ударяющее звено закреплено активностью мышц-антагонистов и представляет собой как бы единое твердое тело, то в ударном взаимодействии будет принимать участие масса всего этого звена.

Удары, наносимые человеком, владеющим приемами кикбоксинга, тайского бокса, рукопашного боя или других единоборств, всегда очень сильны. Некоторые спортсмены, владеющие очень сильным ударом (в боксе, волейболе, футболе и др.), большой мышечной силой не отличаются. Но они умеют сообщать большую скорость ударяющему сегменту и в момент удара взаимодействовать с ударяемым телом большой ударной массой.

Ваваев М., май 2008г. (Сайт «Спортивная медицина»).

Приложение 2

Презентация «Импульс тела»

Приложение 3

Карточки с задачами.

Вариант 1

Какую физическую величину называют импульсом тела (материальной точки)? Какова единица этой физической величины? Как направлен вектор импульса тела?

Скорость машины массой 1,5 т возросла с 30 км/ч до 72 км/ч. Чему равен импульс силы действовавшей на автомобиль?

Вариант 2

Какую физическую величину называют импульсом силы? Какова единица этой физической величины? Как направлен вектор импульса силы?

Как изменилась скорость автомашины массой 1т, если на нее в течение 2 мин. Действовала сила 83,3 Н?

Вариант 3

Напишите формулу связывающую изменение импульса тела и импульс действующей на него силы. Раскройте ее физический смысл.

Координата тела изменяется со временем по закону x = − 10 + 2t + 4t². Чему равно изменение импульса тела за 2с ? Масса тела равна 2 кг. Чему равен импульс силы?

Вариант 4

На тело действуют две одинаковые по модулю, но противоположные по направлению силы. Чему равен импульс силы, действующей на тело? Изменяется ли при этом импульс тела?

Какое время на тело действовала сила F=20 Н, если импульс тела изменился на 120 кг∙м/с?

Вариант 5

Что можно сказать об импульсе тела, если векторная сумма сил, приложенных к нему, равна нулю?

Скорость тела массой 200г за время 5с изменилась от 18км/ч до 20 м/с. Чему равен модуль силы, действовавшей на тело?

Вариант 6

Одинаковы или различны единицы измерения импульса силы и импульса тела?

Насколько изменилась скорость тела массой 250г при действии на него в течение 12 с силы 20 Н?