Поделиться
9кл _Импульс тела. импульс силы Закон сохранения импульса.pptx
Добро пожаловать
Урок физики
9класс
Учитель Конюшенко Т.Л.
Сосновская СШ
Тема урока:
«Импульс тела. Импульс силы».
ПРОВЕРКА Д/З
Основные этапы работы на уроке:
Подготовительный этап: мотивация к изучению нового материала (актуализация комплекса знаний).
Что называется механическим движением?
Какие физические величины описывают механическое движение?
Какие разделы механики вы знаете?
В чём состоит основная задача механики?
Импульс силы - это временная характеристика действия силы, равная произведению силы и длительности ее действия
р = F·t=m -m 0
Изменение импульса тела равно импульсу силы
Запишем определения
Импульс силы – векторная физическая величина, равная произведению силы и времени её действия 𝐹 𝐹𝐹 𝐹 𝑡𝑡.
Импульс тела – векторная физическая величина, равная произведению массы тела и его скорости 𝑚𝑚 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 .
𝑝 =𝑚 𝑣
𝑝 𝑝𝑝 𝑝 - импульс тела, кг∙м/с
𝑚𝑚 – масса тела, кг
𝑣 𝑣𝑣 𝑣 - скорость тела, м/с
6
Единица измерения импульса силы − Н∙с
Направление импульса тела совпадает с направлением
скорости тела
Запишем второй закон Ньютона в новой форме
𝐹 =𝑚 𝑎
𝑎 = 𝑣 − 𝑣 0 𝑡
𝐹 =𝑚∙ 𝑣 − 𝑣 0 𝑡
𝐹 𝑡=𝑚 𝑣 −𝑚 𝑣 0
импульс силы
изменение импульса тела
Импульс силы равен изменению импульса тела.
7
8
Запишем определения
Внутренние силы – силы, с которыми тела системы взаимодействуют между собой.
Внешние силы – силы, которые действуют на тела системы со стороны других тел.
Замкнутая система – это система тел, взаимодействующих между собой и не взаимодействующих с другими телами.
В замкнутой системе действуют только внутренние силы.
9
Закон сохранения импульса
10
Закон сохранения импульса
Согласно 3 закона Ньютона
Умножим на время взаимодействия шаров
𝐹 1 𝐹 𝐹𝐹 𝐹 𝐹 1 1 𝐹 1 𝑡𝑡= 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 1 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 1 1 𝑣 1 − 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01
𝐹 2 𝐹 𝐹𝐹 𝐹 𝐹 2 2 𝐹 2 𝑡𝑡= 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 2 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 2 2 𝑣 2 − 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 1 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 1 1 𝑣 1 − 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 =−( 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 2 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 2 2 𝑣 2 − 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 )
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 1 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 1 1 𝑣 1 − 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 = −𝑚 2 −𝑚𝑚 −𝑚 2 2 −𝑚 2 𝑣 2 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 2 2 𝑣 2 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02
𝑚 1 𝑣 1 + 𝑚 2 𝑣 2 = 𝑚 1 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑣 02
11
Закон сохранения импульса
𝑚 1 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑣 02 = 𝑚 1 𝑣 1 + 𝑚 2 𝑣 2
Геометрическая (векторная) сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему, остаётся постоянной при любых взаимодействиях тел системы между собой.
Границы применения закона сохранения импульса тела
Если внешние силы малы по сравнению с внутренними (или компенсируют друг друга);
Если начальные и конечные состояния системы отделены малым интервалом времени (взрыв гранаты, выстрел из орудия): за малое время сила тяжести и трения не успевают изменить импульс системы;
Если равна нулю проекция внешних сил на какое-либо направление (и тогда ЗСИ выполняется для проекций импульсов взаимодействующих тел на это направление).
12
Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения.
Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия тела.
Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором механическая энергия не сохраняется.
Упругий удар
Стальная пуля, летящая
горизонтально,
попадает в центр боковой
грани неподвижного
стального куба.
И летит в обратную сторону.
Pн
Pк
Неупругий удар.
Алгоритм решения задач на ЗСИ
Прочитать условие задачи, выяснить известные физические величины и те, которые нужно найти.
Записать дано, и перевести единицы измерения в СИ (если нужно).
Определить тела, составляющие замкнутую систему, и нарисовать чертёж с указанием направления движения тел до и после взаимодействия (с указанием масс и скоростей тел до и после взаимодействия)
Выбрать направление осей координат.
Записать закон сохранения импульса в векторной форме.
Записать закон сохранения импульса в проекциях на оси.
Решить полученное уравнение (или систему уравнений).
Оценить полученный ответ.
16
Задача 1. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова скорость вагонов после взаимодействия, если удар неупругий?
17
Дано:
СИ
Решение
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑉 𝑉𝑉 𝑉
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 V
В проекциях на ось OX
𝑉𝑉= 𝑚 1 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 𝑚 1 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2 m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2
𝑉𝑉= 20 000 кг∙0,3 м/с+30 000 кг∙0,2 м/с 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг∙0,3 м/с+30 000 кг∙0,2 м/с 20 000 кг∙0,3 м/с+30 000 кг∙0,2 м/с 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг∙0,3 м/с+30 000 кг∙0,2 м/с 20 000 кг+30 000 кг = 6000+6000 50 000 6000+6000 6000+6000 50 000 50 000 6000+6000 50 000 м с м м с с м с = 12 000 50 000 12 000 12 000 50 000 50 000 12 000 50 000 м с м м с с м с =0,24 м с м м с с м с
Ответ: 0,24 м/с
Задача 2. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,5 м/с, сцепляется с неподвижным вагоном массой 30 т. Какова скорость вагонов после взаимодействия, если удар неупругий?
18
Дано:
СИ
Решение
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑉 𝑉𝑉 𝑉
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 V
В проекциях на ось OX
𝑉𝑉= 𝑚 1 𝑣 01 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 𝑚 1 𝑣 01 m 1 + m 2 m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑣 01 m 1 + m 2
𝑉𝑉= 20 000 кг∙0,5 м/с 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг∙0,5 м/с 20 000 кг∙0,5 м/с 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг+30 000 кг 20 000 кг∙0,5 м/с 20 000 кг+30 000 кг = 10 000 50 000 10 000 10 000 50 000 50 000 10 000 50 000 м с м м с с м с =0,2 м с м м с с м с
Ответ: 0,2 м/с
19
Дано:
СИ
0= 𝑚 п 𝑣 п + 𝑚 р 𝑣 р
0= 𝑚 п 𝑚𝑚 𝑚 п п 𝑚 п 𝑣 п 𝑣𝑣 𝑣 п п 𝑣 п − 𝑚 р 𝑚𝑚 𝑚 р р 𝑚 р 𝑣 р 𝑣𝑣 𝑣 р р 𝑣 р ; 𝑚 п 𝑚𝑚 𝑚 п п 𝑚 п 𝑣 п 𝑣𝑣 𝑣 п п 𝑣 п = 𝑚 р 𝑚𝑚 𝑚 р р 𝑚 р 𝑣 р 𝑣𝑣 𝑣 р р 𝑣 р
В проекциях на ось OX
𝑣 р = 𝑚 п 𝑣 п 𝑚 р
а)
б)
Задача 1. При выстреле из ружья массой 3 кг вылетает пуля массой 10 г со скоростью 600 м/с. Чему равна скорость отдачи ружья, если в момент выстрела приклад: а) не был прижат к плечу стрелка; был плотно прижат к плечу стрелка? Масса стрелка 80 кг.
Задача 2. Два вагона движутся навстречу друг другу со скоростями 0,3 м/с и 0,1 м/с. Массы вагонов соответственно равны 35 и 15 т. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться платформы после автосцепки?
0= 𝑚 п 𝑚𝑚 𝑚 п п 𝑚 п 𝑣 п 𝑣𝑣 𝑣 п п 𝑣 п − (𝑚 р (𝑚𝑚 (𝑚 р р (𝑚 р + 𝑚 с 𝑚𝑚 𝑚 с с 𝑚 с ) 𝑣 р 𝑣𝑣 𝑣 р р 𝑣 р
В проекциях на ось OX
𝑣 р 𝑣𝑣 𝑣 р р 𝑣 р = 𝑚 п 𝑣 п 𝑚 р + 𝑚 с 𝑚 п 𝑚𝑚 𝑚 п п 𝑚 п 𝑣 п 𝑣𝑣 𝑣 п п 𝑣 п 𝑚 п 𝑣 п 𝑚 р + 𝑚 с 𝑚 р 𝑚𝑚 𝑚 р р 𝑚 р + 𝑚 с 𝑚𝑚 𝑚 с с 𝑚 с 𝑚 п 𝑣 п 𝑚 р + 𝑚 с
домашнее задание
Решить задачи
Задача 3. Два вагона движутся навстречу друг другу со скоростями 0,3 м/с и 0,1 м/с. Массы вагонов соответственно равны 35 и 15 т. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться платформы после автосцепки?
20
Дано:
СИ
Решение
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 + 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣 𝑣𝑣 𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑉 𝑉𝑉 𝑉
𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 − 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 = m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 V
В проекциях на ось OX
𝑉𝑉= 𝑚 1 𝑣 01 − 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑚𝑚 𝑚 1 1 𝑚 1 𝑣 01 𝑣𝑣 𝑣 01 01 𝑣 01 − 𝑚 2 𝑚𝑚 𝑚 2 2 𝑚 2 𝑣 02 𝑣𝑣 𝑣 02 02 𝑣 02 𝑚 1 𝑣 01 − 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2 m 1 + m 2 m 1 m m 1 1 m 1 + m 2 m m 2 2 m 2 m 1 + m 2 𝑚 1 𝑣 01 − 𝑚 2 𝑣 02 m 1 + m 2
𝑉𝑉= 35 000 кг∙0,3 м с −15 000 кг∙0,1 м/с 35 000 кг+15 000 кг 35 000 кг∙0,3 м с м м с с м с −15 000 кг∙0,1 м/с 35 000 кг∙0,3 м с −15 000 кг∙0,1 м/с 35 000 кг+15 000 кг 35 000 кг+15 000 кг 35 000 кг+15 000 кг 35 000 кг+15 000 кг 35 000 кг∙0,3 м с −15 000 кг∙0,1 м/с 35 000 кг+15 000 кг = 10500−1500 50 000 10500−1500 10500−1500 50 000 50 000 10500−1500 50 000 м с м м с с м с = 9000 50 000 9000 9000 50 000 50 000 9000 50 000 м с м м с с м с =0,18 м с м м с с м с
Ответ: 0,18 м/с; направлена в сторону движения вагона с большей массой
Спасибо за внимание
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
