Методическая разработка открытого урока по физике на тему «Импульс тела. Закон сохранения импульса»

Методическая разработка открытого урока по физике

на тему «Импульс тела. Закон сохранения импульса»

1. образовательные: формирование понятий “импульс тела”, “импульс силы”; умения применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса;
2. развивающие: формировать умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу;
3. воспитательные: развитие эстетического вкуса учащихся, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

Оборудование:  шарики на нитях, Прибор сохранения импульса тел.

Средства обучения: карточки с тестами.

Ход урока

1. Организационный этап (1мин)

- Здравствуйте ребята, рад всех вас видеть.

2. Повторение изученного материала. (6 мин)

Учитель: Тему урока вы узнаете, разгадав небольшой кроссворд, ключевым словом, которого и будет тема нашего урока. (Разгадываем слева на право, слова записываем по очереди вертикально).

1. Явление сохранения скорости постоянной при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации.
2. Явление изменения объема или формы тела.
3. Сила, возникающая при деформации, стремящая вернуть тело в первоначальное положение.
4. Английский ученый, современник Ньютона, установил зависимость силы упругости от деформации.
5. Единица массы.
6. Английский ученый, открывший основные законы механики.
7. Векторная физическая величина, численно равная изменению скорости за единицу времени.
8. Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела.
9. Сила, возникающая благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел.
10. Мера взаимодействия тел.
11. Раздел механики, в которой изучают закономерности механического движения материальных тел под действием приложенных к ним сил.

3. Изучение нового материала. (15 мин)

Запишите тему нашего урока “Импульс тела. Закон сохранения импульса”

Какие цели и задачи поставим перед собой: усвоить понятие импульса тела, понятие замкнутой системы, изучить закон сохранения импульса, научится решать задачи на закон сохранения.

Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, но и доказывать их математически.

Посмотрите на экране несколько слайдов с демонстрациями опытов:

а) столкновение на столе двух шаров; (Слайд)
б) на неподвижную тележку, стоящую на столе, бросаем брусок. (Слайд)
в) При быстром движении магнита над шариком шарик едва сдвигается с места, при медленном движении магнита над шариком шарик начинает двигаться вслед за магнитом. (Слайд)
г) Если медленно тянуть лист бумаги, стакан перемещается вместе с бумагой. Если лист бумаги быстро выдернуть из-под стакана, стакан останется на прежнем месте. (Слайд)

Учитель: Подумайте, как описать взаимодействия тел в данных опытах?

Вывод: Тела изменяют свою скорость под воздействием силы, действующей со стороны другого тела.

Найдем взаимосвязь между действующей на тело силой, временем ее действия, и изменением скорости тела.

Пусть на тело массой m начинает действовать сила F. Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а.

Вспомните как читается 2 закон Ньютона?

Запишем закон в виде 

С другой стороны: 

Или   Получили формулу второго закона Ньютона в импульсной форме. 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”.

Обозначим произведение  через р: 

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.

Импульс р – векторная величина. Он всегда совпадает по направлению с вектором скорости тела. Любое тело, которое движется, обладает импульсом.

Определение: импульс тела – это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости.

Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах.

Кто желает вывести единицу измерения для импульса? (Ученик у доски делает записи).

(р) = (кг м/с )

Вернемся к нашему равенству  . В физике произведение силы на время действия называют импульсом силы.

Импульс силы показывает, как изменяется импульс тела за данное время.

Декарт установил закон сохранения количества движения, однако он не ясно представлял себе, что количество движения является векторной величиной. Понятие количества движения уточнил голландский физик и математик Гюйгенс, который, исследуя удар шаров, доказал, что при их соударении сохраняется не арифметическая сумма, а векторная сумма количества движения.

Проделаем эксперимент (Демонстрация прибора закона сохранения импульса)

Правый отклоняют и отпускают. Вернувшись в прежнее положение и ударившись о неподвижный шарик, он останавливается. При этом левый шарик приходит в движение и отклоняется практически на тот же угол, что и отклоняли правый шар.

Импульс обладает интересным свойством, которое есть лишь у немногих физических величин. Это свойство сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе.

Система тел называется замкнутой, если взаимодействующие между собой тела, не взаимодействуют с другими телами.

Импульс каждого из тел, составляющих замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

В этом заключается закон сохранения импульса.

Примеры: ружье и пуля в его стволе, пушка и снаряд, оболочка ракеты и топливо в ней.

Закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса выводится из второго и третьего законов Ньютона.

Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из двух тел – шаров с массами m₁ и m₂, которые движутся вдоль прямой в одном направлении со скоростью ?₁ и ?₂. С небольшим приближением можно считать, что шары представляют собой замкнутую систему.

Из опыта видно, что второй шар движется с большей скоростью (вектор изображен более длинной стрелочкой). Поэтому он нагонит первый шар и они столкнуться. (Просмотр видео эксперимента с шарами с комментариями учителя).

Математический вывод закона сохранения

А сейчас мы используя законы математики и физики сделаем математический вывод закона сохранения импульса.

  , так как время действия сил одно и тоже, то можно записать 

 -начальные скорости тел,   - конечные скорости

  ,  , так как левые части уравнений равны, то и правые тоже:  , сгруппируем члены уравнений

  - закон сохранения импульса (для упругого удара)

Если удар неупругий  , то закон сохранения импульса примет вид: 

4. Закрепление изученного материала. (5 мин.)

1) Что называется импульсом тела ?

2) Назовите единицы измерения импульса тела в СИ?

4) В чем заключается закон сохранения импульса?

5) При каких условиях выполняется этот закон?

6) Какую систему называют замкнутой?

7) Почему происходит отдача при выстреле из ружья?

Посмотрите видеоролик к этому вопросу. (Импульс ружья равен импульсу пули)

5. Работа по учебнику. Заполнить листы с заданиями, пользуясь учебником.

6. Решение задач (10мин.) (Решение 2-3 задач по карточкам)

Два неупругих тела, массы которых 2 и 6 кг, движутся навстречу друг другу со скоростями 2 м/с каждое. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться эти тела после удара?

Учитель комментирует рисунок к задаче.

6 . Тест  (10мин.) Самопроверка теста с экрана.

7. Подведение итогов урока; домашнее задание (2 мин)

Ребята, у каждого из вас на столе лежат карточки с человечками отражающие ваше эмоциональное состояние, обведите цифру, которая подойдет вашему эмоциональному настрою. Запишите домашнее задание.

Домашнее задание: § 21, упр. 20 (1, 2).

Спасибо за урок.

-80%

Скачано с www.znanio.ru