Урок на тему: Закон сохранения импульса

Дата:                                                                                         ФИО учителя: Шахар С.А. Класс: 9               Тема:  Импульс тела. Закон сохранения импульса. Цель урока: обобщение знаний учащихся по теме «Законы сохранения импульса и энергии»; смысл и  ценность законов сохранения;  Ожидаемый результат: Ученики знают «Законы сохранения импульса и энергии», решают задачи с  применением законов, рассматривают проявления законов сохранения энергии и импульса в окружающей  среде. . Деятельность учителя Деятельность обучающихся наглядност и 3  мин. I. Организационный момент. Приветствие.   ­ Повернитесь друг к другу, улыбнитесь. Работать на уроке  будет веселее, когда у всех замечательное настроение. Ученики  осмысливают  поставленную цель.  Поворачиваются  друг к другу и  улыбаются. Ученики отвечают на уровневые вопросы. Ромашка Блума II. Проверка пройденного материала.  По методу «Ромашка Блума» осуществляет проверку  Что называется импульсом тела? Обозначение, единицы  измерения? ­ Формулу для расчета импульса тела. ­ Вы пробегаете 60 м со скоростью 2 м/с. Чему равен ваш  импульс тела? ­ Что называется импульсом силы? Обозначение, единицы  измерения?  ­ Что называется энергией? Виды механической энергии,  единицы измерения? ­  Можно изменить энергию? 5  мин. 20  мин. III. Актуализация знаний  Мозговой штурм. 1. При быстром движении магнита над шариком шарик едва сдвигается с места, при медленном движении магнита над шариком шарик начинает двигаться вслед за магнитом. Если медленно тянуть лист бумаги, стакан перемещается вместе с бумагой. Если лист бумаги  быстро выдернуть из­под стакана, стакан останется на прежнем месте. Проведенные эксперименты свидетельствуют о том, что результат взаимодействия тел зависит не  только от значения силы, но и от времени ее действия. Законов Ньютона недостаточно для  описания взаимодействия тел. Поэтому в физике для характеристики действия силы в  зависимости от времени ввели специальную величину – импульс силы I. Импульс силы – векторная физическая величина, равная произведению силы на время ее  действия. Хотя приведенная формулировка определения импульса силы характеризует его как физическую величину, формула имеет функцию закона, так как изменение значения величины в правой части  приводит к изменению значения величины в левой части. За единицу импульса принят такой импульс, при котором сила в 1 ньютон действует в течение 1  секунды. [I]=[F]⋅[t]=ньютон⋅секунда=Н⋅с. Направление вектора импульса совпадает с направлением вектора силы. Пуля массой 10 г, движущаяся со скоростью 5 м/с, может быть остановлена листом картона.  Пулю массой 10 г, движущуюся со скоростью 900 м/с, нельзя остановить даже с помощью трех  толстых досок. Структурная схема «Импульс. Закон сохранения импульса» Научные факты 1.При быстром  движении магнита  над шариком шарик едва сдвигается с  места, при  медленном  движении магнита  над шариком шарик начинает двигаться вслед за магнитом. 2.Если медленно  тянуть лист  бумаги, стакан  перемещается  вместе с бумагой.  Если лист бумаги  быстро выдернуть  из­под стакана,  стакан останется на прежнем месте. 3.Пуля массой 10 г, движущаяся со  скоростью 5 м/с,  может быть  остановлена  Гипотеза Величина Законы Результат  взаимодейств ия тел  зависит не  только от  значения  силы, но и от времени ее  действия. Для  характеристи ки движения  тела важны  значения  массы и  скорости  движения. В замкнутой  системе тел  импульс  системы  сохраняется.  ­ υ I ­ импульс  силы. F ­ сила. t ­ время. p ­ импульс  тела (Рене  Декарт,  1596­1650) m ­ масса  тела. υ0,  начальная и  конечная  скорости  тела. [I] = [F]⋅[t] =  нью­ тон⋅секунда  = Н⋅с [p] = [m]⋅[ ] υ =  килограмм⋅м етр в секунду = (кг⋅м)/с НОВЫЕ  ПОНЯТИЯ: o импульс  силы, o импульс  тела, Направление  импульса силы  совпадает с  направлением  силы. Направление  импульса тела  совпадает с  направлением  скорости тела. Импульс силы  равен  изменению  импульса тела. Векторная  сумма  импульсов тел,  составляющих  замкнутую  систему,  остается  постоянной при  любых  взаимодействия х тел между  собой. Применени е, проявление Для  расчета F,  .υ t, m,  Ракеты,  реактивные  двигатели в авиации,  космонавти ке. Водометны е катера. Движение  живых  существ:  кальмаров,  каракатиц,  осьминогов. Придумайт е и нарисуйте  свой  пример. o закон  Для ракеты: сохранен ия  импульса, реактивн ое  движение . где М и m –  массы ракеты и  газа  соответственно,  u и   ­ скорости  ракеты и газа  соответственно  К.Э.Циолковски й υ листом картона.  Пулю массой 10 г,  движущуюся со  скоростью 900 м/с,  нельзя остановить  даже с помощью  трех толстых  досок. 4.Отдача при  выстреле из ружья. 5.При упругом  взаимодействии  шаров они  разлетаются с  определенными  скоростями. Следовательно, для характеристики движения тела важно знать его массу и скорость. Поэтому  была введена еще одна специальная величина – импульс тела p (количество движения). Импульс тела – векторная физическая величина, равная произведению массы тела на скорость его движения. Хотя приведенная формулировка определения импульса тела характеризует его как физическую  величину, формула также имеет функцию закона, так как изменение значения величины в правой  части приводит к изменению значения величины в левой части. За единицу импульса принят такой импульс, при котором тело массой 1 килограмм движется со  скоростью 1 метр в секунду. ⋅метр в секунду=(кг⋅м)/с [p]=[m]⋅[ ]=килограмм υ Направление импульса тела совпадает с направлением скорости тела. Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом, который назвал  эту величину «количеством движения». Какова же связь между импульсом силы и импульсом тела? Из второго закона Ньютона следует, что импульс силы равен изменению импульса тела. Вывод соотношения рассмотрим с помощью логической схемы. (На экран с компьютера  проецируется логическая схема «Вывод соотношения между импульсом силы и импульсом тела»). Пусть m1 ­ масса первого тела, m2 ­ масса второго тела; υ01, υ02 ­ начальные скорости тел, υ1, υ2 ­  конечные скорости тел. Тогда в замкнутой системе тел векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую  систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел между собой. Вывод закона сохранения импульса также рассмотрим с помощью логической схемы «Вывод  закона сохранения импульса». (На экран с компьютера проецируется названная схема) Логическая схема «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. Замкнутой называется система тел, взаимодействующих только между собой и не  взаимодействующих с телами, не входящими в эту систему. Закон сохранения импульса проявляется в реактивном движении. Реактивное движение –  движение тела за счет отделения от него части тела, в результате чего само тело приобретает  противоположно направленный импульс. Принцип реактивного движения широко применяется в  авиации и космонавтике. Идея использования ракет для космических полетов была выдвинута в начале 20 века русским  ученым Константином Эдуардовичем Циолковским, который разработал теорию движения ракет,  вывел формулу для расчета их скорости. Задание для группы 1 группа­ Практическое применение человеком закона сохранения импульса?  2группа­ Вред от практического применения человеком закона сохранения импульса?  3 группа­Ваши предложения по улучшению данной ситуации? (подготовка групп в течении 7  минут) Выступление каждой группы 3­4 мин     Проблемный вопрос: Законы Ньютона и законы сохранения импульса и энергии­ связаны между  собой или нет? (2мин на размышление). Ответы учеников. Работа по карточкам (5 мин)Взаимопроверка (2мин) Выводы: 1) Закон сохранения механической энергии позволяет найти новые, простые пути решения многих  задач, но он не указывает о направлении движения отдельных тел, для этого дополнительно нужен  закон сохранения импульса;  2) Закон сохранения импульса позволит провести анализ движения тел, даже когда силы  взаимодействия между телами неизвестны. 10  мин. IV. Закрепление урока. С помощью приема  «З­Х­У» проводит закрепление урока. 1. Верно или неверно?   Ученики заполняют  таблицу  «З­Х­У» Таблица  «З­Х­У» 1) Законы сохранения действуют и тогда, когда законы  Ньютона теряют смысл. 2) Законы сохранения применимы ко всем явлениям  природы. 3) В законах сохранения импульса и энергии отражено одно  из свойств окружающего нас мира – сохранение движения  материи. 4) Законы сохранения особого значения не имеют. 5) Применение законов сохранения не всегда обязательно. 5  мин. V. Итог урока. Этап рефлексии: Стратегия «Телеграмма»   Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с  пожеланиями соседу по парте и отправить.   2  мин. VI. Домашнее задание. Объясняет особенности выполнения  домашней работы. фишки стикеры Оценивают работу  своих  одноклассников,  пишут телеграммы. Записывают  домашнюю работу в  дневниках.