Урок Закон сохранения импульса

Урок № 21

Предмет: физика

Класс: 9

«Импульс тела. Закон сохранения импульса»

Цели урока:

1. Образовательные:

• ввести новую физическую характеристику - импульс тела;

• найти взаимосвязь между действующей силой, временем ее действия и изменением скорости тела;

• изучить закон сохранения импульса.

2. Воспитательная:

• показать, что знание основ физики необходимо каждому;

• показать, что явления физики происходят повсюду вокруг нас;

• формирование познавательного интереса к физике.

3. Развивающая:

• развитие политехнических знаний и умений, умения пользоваться языком физики и применять знания в новой обстановке.

План урока:

I. Организационный момент.

II. Активизация опорных знаний.

III. Изучение нового материала.

IV. Закрепление изученного материала.

V. Домашнее задание.

VI. Подведение итогов.

Оборудование:

1. М/проектор, компьютерная презентация, компьютер, видеофрагменты, интернет-ресурсы.

2. Шары разной массы, баллистический пистолет с зарядами, деревянный брусок, наклонная плоскость, штатив с муфтой и лапкой, магнит.

Ход урока:

«Я слушаю и забываю,

я вижу и запоминаю,

я делаю и понимаю».

Конфуций

1. Организационный момент.

2. Активизация опорных знаний.

Проблема: Почему? (Слайд 1)(ответить в конце урока)

- формулировка темы (Слайд 2) (домашнее задание - решение кроссворда)

- фронтальный опрос:

1. Что изучает динамика? (раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения)

2. Что такое механическое движение? (изменение положения тела в пространстве относительно других тел, происходящее с течением времени)

3. Что вы можете сказать о законах Ньютона. (три закона, лежащие в основе классической механики и позволяющие записать уравнения движения для любой механической системы, если известны силовые взаимодействия для составляющих её тел)

4. Сформулируйте законы Ньютона. (Первый закон Ньютона гласит: существуют системы отсчёта (называемые инерциальными), в которых замкнутая система продолжает оставаться в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.

Второй закон Ньютона формулируется следующим образом: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

Третий закон Ньютона - два тела взаимодействуют между собой, с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Или сила действия равна силе противодействия.

3. Изучение нового материала. (класс делится на группы)

Зная основные законы механики (законы Ньютона), мы думаем, что можем решить любую задачу о движении тел. Но оказывается - это не так.

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.

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.

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596-1650 г.), который назвал эту величину «количеством движения»: «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». (Слайд 3)

Учитель: А теперь давайте попытаемся с вами определить от каких величин зависит импульс тела. Я обращаю ваше внимание на технику безопасности во время проведения экспериментов. (Слайд 4)

Работа учащихся по маршрутным листам (приложение 1)

Провести эксперименты, выводы записать в маршрутный лист (пункт 1)

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 деревянным 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 деревянным 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, (Слайд 5)

Фронтальный эксперимент №3 «Зависимость результата взаимодействия тел от времени взаимодействия»

Ход работы:

1) на поверхность стола 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.

(Слайд 7)

Учащиеся используя интернет-ресурсы, учебники, дополнительную литературу записывают в маршрутный лист (пункт 3) связь между импульсом тела и импульсом силы. (Слайд 8) «Вывод соотношения между импульсом силы и импульсом тела»

1. Из второго закона Ньютона

(1)

2. Используем формулу ускорения

(2)

3. Подставляем формулу (1) в формулу (2)

4. Раскрываем скобки и переносим время t в левую часть уравнения

5. Получаем соотношение между импульсом силы и импульсом тела

(3)

Импульс силы равен изменению импульса тела.

Уравнение (3) является уравнением второго закона Ньютона в импульсной форме

«Вывод закона сохранения импульса» (Слайд 9)

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.

Определение закона сохранения импульса, формулу записывают в маршрутный лист (пункт 4)

Но, закон сохранения импульса выполняется только в замкнутых системах.

Определение замкнутой системы (пункт 5) (Слайд 10)

Формулировку закона сохранения импульса обучающиеся смотрят в учебнике.

«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. Охотники и стрелки рассказывают, что 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. (Слайд 11,12)

IV. Закрепление изученного материала.

Мини-тест (приложение 3)

1. Импульс силы измеряется в CИ:

а) 1Н; б) 1м; в) 1 Дж; г) Н • с

2. Импульс тела измеряется в СИ:

а) кг• м/c б) кг/м •с в) кг • с/м

3.Что называют импульсом тела:

а. величину, равную произведению массы тела на силу;

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

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

4. Что можно сказать о направлении вектора скорости и вектора импульса тела?

а) направлены в противоположные стороны;

б) перпендикулярны друг другу;

в) их направления совпадают

№ вопроса

1

2

3

4

5

Вариант ответа

Фамилия, имя

4. Домашнее задание. (Слайд 15).

§ 21, упр. 20 (1-3)

VI. Подведение итогов.

Свою работу на уроке учащиеся записывают в оценочном листе (приложение 2)

Рефлексия - из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока (приложение 2 пункт 5)

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.

Используемая литература:

1.Сайты: infourok.ru/material.

class-fizika.narod.ru/

fcior.edu.ru/

fipi.ru/

omc-sinergi.ru/

school-collection.edu.ru/

2. Учебник А.В.Перышкин, Е.М. Гутник «Физика 9», издательство «Дрофа», 2011.

3. Г.Н. Степанова «Сборник задач по физике», издательство «Просвещение», 2005.

4. А.П. Рымкевич «Задачник 9-11 классы», «Дрофа», 2006 г.

6