Конспект урока «Импульс. Закон сохранения импульса» по физике для 10 класса

Конспект урока

физики в 10 классе

учитель:

Паршин Р.П

Тема : «Импульс. Закон сохранения импульса»

Цель: Рассмотреть временную характеристику действия силы – импульс. Рассмотреть закон сохранения импульса. Дать учащимся представление о том, что импульс тела зависит от силы и времени действия силы; ввести понятие импульс системы тел. Продолжать развитие практических знаний и умений, научных интересов и творческих способностей ребят. Продолжать воспитание интереса к научным знаниям , способностей к исследовательскому , творческому труду. Наблюдать, исследовать, замечать закономерности, аргументировать свои выводы.

Тип урока : Объяснение нового материала.

Структура урока: 1) орг. момент - 2 мин;

2) Актуализация знаний - 5 мин;

3) объяснение нового материала - 20 мин ;

4) закрепление - 10 мин;

5) задание на дом , подведение итогов - 3 мин ;

Оборудование : Компьютер, теннисный шар

Ход урока.

1. Приветствие . Постановка цели урока.

На прошлом занятии мы рассмотрели пространственную характеристику действия силы Fs, что привело нас к закону сохранения энергии, сегодня мы рассмотрим временную характеристику действия силы Ft.

2. Актуализация знаний.

Фронтальная беседа

- В чем состоит закон сохранения энергии? ( Ответ. В замкнутой системе полная энергия не изменяется)

- Как рассчитать кинетическую энергию тела?

- Как рассчитать потенциальную энергию тела? ( ответ. E=Fr)

- Если бросить теннисный шар с некоторой высоты (учитель бросает шар) то он подскочит на меньшую высоту. Куда исчезнет часть энергии?

3. Объяснение нового материала.

Постановка проблемной ситуации.

Хочу обратить ваше внимание на интересное явление которое мы называем удар. Эффект производимый ударом, всегда вызывал удивление человека. Почему тяжелый молот , положенный на кусок металла на наковальне, только прижимает его к опоре, а тот же молот ударом молотобойца плющит его? А в чем секрет старинного циркового трюка, когда сокрушительный удар молота по массивной наковальне не наносит вреда человеку, на груди которого установлена эта наковальня?

Как вы думаете , что такое удар? (выслушиваю ответы уч-ся)

Пусть по наковальне массой m ударяет молот с силой F в течении некоторого времени t. Обращаю внимание , что время достаточно мало и составляет доли секунды. Воспользуемся 2 законом Ньютона F=ma, зная a=(v-v₀)/t можно записать F=m (v-v₀)/t или Ft=m (v-v₀) раскроем скобки Ft=mv-mv₀ .

Произведение Ft можно рассматривать как меру действия силы и называют эту величину импульсом силы, а величину mv называют импульсом тела или просто импульсом. В переводе с латинского импульс означает удар, толчок. Обозначают импульс буквой p.

p=mv- импульс тела векторная величина и имеет такое направление, что и скорость, а его единицей в СИ является килограмм-метр в секунду (кг м/с).

c2 Еще Галилей провел следующий опыт. На одном конце коромысла весов находились два ведра, верхние ведро с водой . На другом конце груз который и уравновешивает весы (см. рис1.)

Как Вы думаете, как себя поведут весы если открыть пробку в верхнем ведре (выслушиваю ответы уч-ся)? см видеофильм Мои документы\видеотворчество\Опыт Галилея.avi

Если вынуть пробку , то вода будет выливаться в нижнее ведро и сила удара струи ( импульс струи) о дно этого ведра, казалось бы, заставит правую часть коромысла опустится вниз. Однако, к удивлению, опыт показывает совсем иное. Сначала, как только была вынута пробка и вода начала выливаться , опустится не правая, а левая часть коромысла, а лишь когда струя достигнет дна нижнего ведра, равновесие восстановится и уже не нарушится до конца опыта. Для понимания этого результата опыта необходимо знать закон сохранения импульс, который вместе с законом сохранения энергии относится к фундаментальным законам природы.

Итак, понятие импульс можно применить не только к одному телу, но и к системе тел. Тогда импульс системы состоящей из n тел равен P=p1+p2+…+p_n . Если система тел состоит из двух тел, уравнение упрощается:

P=m₁v₁+ m₂v₂

Закон сохранения импульса можно выразить простым математическим выражением: P=P’ , где P- импульс системы до взаимодействия, а P’- системы после взаимодействия.

При любых процессах в замкнутой системе , ее импульс остается неизменным.

c3 Для системы двух тел ( см рис.) P= m₁v₁+ m₂v₂ , P’= m₁u₁+ m₂u₂

m₁v₁+ m₂v₂₌m₁u₁+ m₂u₂

c4 Возвращаясь к знаменитому опыту Галилея , мы теперь не будем удивляться результатам опыта: в отсутствии внешних сил импульс всей системы не мог изменится и поэтому брус остался в равновесии, не смотря на удар струи о дно ведра.

c5 Различают материалы упругие и не упругие ( см . Рис). Например мячик упругий; это значит что после прекращения действия деформирующей силы он возвращается к первоначальной форме. Наоборот кусок глины смятый рукой, к первоначальной форме не возвращается.

Закон сохранения импульса удобно продемонстрировать на примере соударения двух тел. Эксперимент легко можно организовать в виртуальной лаборатории (запускается программа Физикона Физика 7-11).

Физика 7-11→Лаборатория →соударение упругих шаров

Опыт1. Соударение шаров одинаковой массы находящихся на одной линии ( Внести необходимые изменения).

Обращаю внимание, что первый шар останавливается а импульс передается полностью.

Опыт2. Соударение шаров разной массы (m1>m2) находящихся на одной линии.

Обращаю внимание что первый шар отдал только часть импульса, и движется в первоначальном направлении с меньшей скоростью.

Опыт3. Соударение шаров разной массы (m1m2) находящихся на одной линии.

Обращаю внимание что первый шар отдал только часть импульса, и после взаимодействия движется в противоположном направлении с меньшей скоростью

Опыт3. Соударение шаров разной массы (m1>m2) по касательной.

Обращаю внимание что первый шары разлетаются под некоторыми углами, а сумма импульсов не изменяется.

Опыт 4. Соударение шаров одинаковой массы по касательной.

Обращаю внимание что первый шары разлетаются под углом 90⁰ а сумма импульсов не изменяется.

4. Закрепление.

Задача1. № 1 из задачника виртуальной лаборатории.

Физика 7-11→конспекты →Законы сохранения в механика→задачи.

Ответ: F= 6000H.

Видиоклип1.

Почему изменяется характер движения шаров в системе с течением времени ( задание на дом)?

Библиотека наглядных пособий→Механика →Видеофрагменты →закон сохранение импульса .

Видиоклип2.

Физика 7-11→Видеофильмы →сохранение импульса .

c6 5. Задание на дом.

§41,42 “ Физика - 10” Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев., Н.Н.Сотский.

№ 2, № 3 упр8 , вопрос к видеофрагменту.

Итог

Сегодня на уроке вы узнали второй из фундаментальных законов сохранения, закон сохранения импульса. В природе существую еще несколько физических величин которые сохраняются. И именно благодаря этому наша Вселенная и мы с вами.