Конспект урока физики по теме "Импульс тела. Закон сохранения импульса" (9 класс)

Урок физики   9 класс Тема урока: «Импульс тела. Закон сохранения импульса».  Цели урока: 1. Обосновать   необходимость   введения   новой   физической   величины   –   импульс   тела,   ввести понятие ­ импульс силы. 2. Формировать понятие о замкнутых системах, вывести закон сохранения импульса. Задачи: 1. Образовательные: ­ раскрыть содержание закона сохранения импульса, понятий: импульс тела, импульс силы и научить применять полученные знания к анализу явлений взаимодействия тел; ­   обеспечить   усвоение   понятия   центра   тяжести   тела,   устойчивого,   неустойчивого, безразличного равновесий, устойчивости тел; ­ продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики; 2. Развивающие:   ­ повысить познавательную активность обучающихся; ­ развивать умения и навыки решения; ­ развивать интеллектуальные способности обучающихся; ­ активизировать деятельность обучающихся в процессе урока. 3. Воспитательные: ­   раскрывать   общекультурную   значимость   науки   физики   и   формирование   научного мировоззрения и мышления у обучающихся;  ­ формировать интерес к физике и ее приложениям. Оборудование: 1. Проектор. 2. Компьютерная презентация. 3. Шары разной массы, легко подвижные тележки, наклонная плоскость, штатив                         с муфтой и лапкой, брусок, плотная полоска бумаги, графин с водой, магнит. Ход урока: I. II. Организационный момент. Активизация опорных знаний. Проблема:  Почему? (Слайд 1) ­ формулировка темы и цели урока (Слайд 2) ­ фронтальный опрос:  1. Что такое механическое движение? 2. Что такое взаимодействие тел? 3. Сформулируйте законы Ньютона. III. Изучение нового материала. Учитель:  Зная основные законы механики (законы Ньютона), мы думаем, что можем решить любую задачу о движении тел. Но оказывается – это не так. Эксперимент (демонстрирует учитель). 1. Упругое соударение шаров разной массы. 2. Движение изначально неподвижной тележки, после действия на нее другой тележки. Учитель:  (вопросы к классу): ­ Как описать взаимодействие тел в данных опытах? ­ Удобно ли использовать для этого законы Ньютона? Вывод.  ­  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, как это было в наших случаях.  ­ 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) 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 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 бруском при разных углах наклона;                      Вывод:  импульс тела зависит от скорости тела, чем больше скорость тела – тем больше импульс тела. Учитель: В результате фронтального эксперимента мы получили, что импульс тела зависит от массы и скорости тела. Следовательно,  (Слайд 5)    vmp    p v  p ì  ñ êã   vmp x x Демонстрация     (выполняет учитель) Опыт: графин с водой и полоска плотной бумаги.  (Описание опыта: графин с водой находится на длинной полоске прочной бумаги. Если тянуть полоску медленно, то графин движется вместе с бумагой. А если резко дернуть полоску бумаги – графин остается неподвижным.) (Слайд 6) Фронтальный эксперимент №3 «Зависимость результата взаимодействия тел от времени взаимодействия» Ход работы: 1) на поверхность стекла 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. Учитель:  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)    I tF    I F    cHI Учитель: Запишем связь между импульсом тела и импульсом силы. (Слайд 8)  «Вывод соотношения между импульсом силы и импульсом тела»      (1)      (2) 1. Из второго закона Ньютона 2. Используем формулу ускорения 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 Демонстрация     (выполняет учитель) Опыт: из учебника, демонстрирующий закон сохранения импульса.  Вывод:  правый шар передает левому весь свой импульс. На сколько уменьшится импульс первого шара, на столько же увеличится импульс второго шара. Если же говорить о системе двух шаров, то импульс системы остается неизменным, т.е. сохраняется. (Слайд 9) «Вывод закона сохранения импульса» 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. Но, закон сохранения импульса выполняется только в замкнутых системах. Определение замкнутой системы (Слайд 10) Формулировку закона сохранения импульса обучающиеся смотрят в учебнике. «Применение закона сохранения импульса в жизни» Учитель: 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. 1. “Два шарика и тележка” (экспериментальная задача)  На одинаковой высоте укреплены два желоба, по которым с одинаковой высоты скользят два  одинаковых шарика. Если скатывается: 1. Правый шарик – тележка приходит в движение; 2. Левый шарик – тележка приходит в движение; 3. Если скатываются оба сразу, то тележка остается в покое.  Почему? Ответ: в первом и во втором случаях тележка получала  импульс при взаимодействии с шариком. В случае, когда  скатываются оба шарика сразу, горизонтальные проекции импульсов  шариков равны и противоположны по знаку, а их сумма равна нулю,  поэтому тележка была неподвижной.  (Слайд 13,14) 2.  а) Из двух тел различной массы,   движущихся с одинаковыми   скоростями, импульс которого больше? б) Из двух тел равной массы , движущихся   с различными скоростями, импульс   какого     больше? в) Определите знаки проекций импульсов тел. υ υ m m υ 1υ 2 0 x 3.  Тело массы небольшой (10 кг.)  скорость развивает (5м/с).  И какой же это тело импульс получает? 4.  Скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса – в 4 раза меньше массы грузового автомобиля. Сравните модули импульсов автомобилей.  (Импульс легкового автомобиля меньше в два раза.) 5.   Два  шарика,  стальной   и  алюминиевый,   одинакового  объема,  падают  с  одной  и   той   же высоты. Сравните их импульсы в момент падения на землю. (Импульс стального больше, так как больше его масса.) V. §21, упражнение №20 (1 – 3) VI. Подведение итогов. Рефлексия – из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока. Домашнее задание. (Слайд 15). 1. 2. 3. Искрятся глаза, Смеется душа, И ум мой поет: «К знаниям вперед» Не весел я сегодня, В тишине взгрустнулось мне, И о законе сохраненья Все промчалось вдалеке. Вспоминая, все познания свои, И физики мир постигая, Я благодарен матушке судьбе, Что импульс есть и нам его не счесть.