Открытый урок в 7 классе по физике. Тема: Сохранение импульса.

 

Физика.  7 класс. 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.

 

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.      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.            Организационный момент.

II.            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)

 

 

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)

 

 

 

 

 

 

Учитель: Запишем 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

 

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)

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?

 

 

υ₁

υ

m

m

 

б) Из двух тел равной массы , движущихся

с различными скоростями, импульс

какого больше?

 

в) Определите знаки проекций импульсов тел.

υ₁

υ₂

 

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.)

IV.            Домашнее задание. (Слайд 15).

§21, упражнение №20 (1 – 3)

V.            Подведение итогов.

Рефлексия – из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока.

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.