урок физики 8 класс
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Урок по физике

Тема: Импульс. Закон сохранения импульса

9 КЛАСС

«Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство.»  К.Э. Циолковский

Цели урока: 

• Повышение мотивации учащихся в изучении физики, математики и естественных наук
• Возможность на практике использовать знания физики, математики и естественных наук
• Развитие коммуникабельных способностей учащихся
• Интеграция учебных дисциплин (физика, математика, астрономия, информатика, технология)

Задачи:

•  Расширить знания учащихся о механических взаимодействиях тел.
• Ввести понятия импульс силы, импульс тела (количество движения), изолированная система.
• Объяснить учащимся содержание закона сохранения импульса, обратить их внимание на то, что этот закон, как и законы Ньютона, результат теоретического обобщения фактов.
• Разъяснить учащимся, что закон сохранения импульса справедлив лишь только для изолированных систем и только в инерциальных системах отсчета.
• В качестве примера практического использования закона сохранения импульса, необходимо рассмотреть реактивное движение.
• Познакомить учащихся с устройством ракеты и успехами нашей страны в освоении космоса.
• Научить учащихся решать задачи связанные с взаимодействием тел на основе законов сохранения.

Ожидаемые результаты

• Способность учащихся ориентироваться в наиболее распространенных научных понятиях и информации естественнонаучного содержания.
• Овладение элементами исследовательского метода и получение представлений о характере научной деятельности
• Приобретение умений использовать естественнонаучные знания на практике.
• Умение решать задачи по данной теме

Оборудование: компьютер, проектор, тележки, воздушный шарик, шары разной масс

ХОД УРОКА

1. Повторение

• Сформулируйте  три закона Ньютона?
• В каких системах отсчета выполняются законы Ньютона?

2.Понятие импульса

Эксперимент 1

1) Упругое соударение шаров разной массы.

2) Движение изначально неподвижной тележки, после действия на нее

другой тележки.

• Как описать взаимодействие тел в данных опытах?
• Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?

На эти и другие вопросы вы сможете ответить, узнав об одном из       основных законов физики - ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА.

Тема урока: «Импульс.  Закон сохранения  импульса»

• Что же такое импульс материальной точки?

Для этого найдем взаимосвязь между действующей силой, временем ее действия, и изменением скорости тела. Пусть тело массой m под действием силы F изменяет скорость точки

от Vо до V за промежуток времени t. Тогда по 2 закону Ньютона

                                                 →     →            →   → →

                                                  F= ma       , где a=(V- Vo)/t

                                                           →     →   →

                                                           F=m (V- Vo)/t

                                                            →     →   →    

                                                            Ft=mV- mVo

Cлева изменение новой физической величины, которая называется  импульсом материальной точки.

Величину равную произведению массы точки на ее скорость  называют импульсом материальной точки.

В переводе с латинского языка: импульс- толчок. Понятие импульса  первым ввел Декарт в17 веке, правда, он назвал его "количеством движения"

                                                      →   →

        Обозначают импульс -        p=mV      

                                                           →

                                                            p- векторная величина.              

  Импульс совпадает по направлению с вектором скорости точки. Импульс измеряется p= (кг м/c)/

 Если тело массой 1кг движется со скоростью 1м/с, это значит его импульс равен 1кг м/c.

• Всегда ли тело обладает импульсом?
• Не всегда: если скорость тела равна нулю или масса тела равна

      нулю.

Любое движущееся  тел, обладающее массой, обладает импульсом.

• Могут ли тела разной массы иметь одинаковый импульс?

• Могут, если масса 1 тела будет меньше массы 2тела, а скорость 1 тела

 во столько же раз будет больше скорости 2 тела и скорости этих тел

 будут направлены в одну сторону, т.к. импульс - векторная величина

• Почему разрушилась стена, если по ней ударили уз пушки таким же по массе снарядом и в том же направлении?

Импульс снаряда из пушки была во много раз больше, чем импульс снаряда, брошенного человеком.

Величина равная произведению силы, действующей на точку ивремени называется импульсом силы.

Импульс силы, действующей на точку равен изменению импульса точки.      

                       →  → →  

                       Ft =p- po

Эксперимент 2

Два шарика равной массы висят на нитях. Первый шарик отклонили на некоторый угол и отпустили. При взаимодействии второй шарик отклонился на такой же угол, а первый остановился.

• Что вы можете сказать о начальном импульсе первого шарика  и конечном импульсе второго?

Они одинаковые.

Импульс обладает интересным свойством сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе.

Система тел называется замкнутой, если действуют  только внутренние силы системы.

Силы, с которыми тела системы взаимодействуют между собой, являются внутренними силами системы.

Рассмотрим два тела массам m1 и m2, первое тело нагоняет второе,скорость первого тела больше скорости второго тела. Тела взаимодействуют друг с другом. Внешние силы отсутствуют.

Раз тела взаимодействуют друг с другом, то действует 3 закон Ньютона.

                →    →       →     →      →     →

  F1=-F2     ,F 1t=  Р 1     F 2 t=  Р2

 →   →   →  →  

 P1-  Р2=(F1+ F2)t

Внутренние силы изменить суммарный импульс не могут, они изменяют только импульс тела этой системы. Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы сохраняется.        

                                       →       →      →

                                    Δ p1=m 1U1-m 1V1

                                      →       →      →                                    →        →         →        →

                                    Δp 2=m 2U 2-m 2V2, то                     m 1V 1- m 2V 2= m 1U 1- m 2U 2

• Может ли покоящееся тело после взаимодействия иметь импульс больше, чем начальный импульс второго тела?

 Нет, согласно закону сохранения импульса импульс системы постоянен.

Закон сохранения импульса:

1. Выполняется во всех инерциальных системах отсчета - в этом смысл принципа относительности Галилея.

2. Фундаментальный закон природы - в этом его большой  материалистический философский смысл, он служит  доказательством единства материального мира

Вопросы для закрепления:

• Что называется импульсом тела?
• Запишите формулу импульса тела.
• Запишите формулу импульса силы.
• Какова единица измерения импульса тела в СИ?
• Сформулируйте закон сохранения импульса.

Решение задач

1. Поезд массой 2000 т, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость от 36

до 72 км/ч. Найдите изменение импульса.

2.№320(Р)  

3.Тело массой 500г движется со скоростью 1 м/с. Навстречу ему движется

второе тело массой 200г. После взаимодействия тела движутся в одном

направлении. С какой скоростью  движутся тела после взаимодействия?

4.Вагон массой 20 т, движущейся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон

 массой 30 т, движущейся со скоростью 0,2м/с. Какова скорость вагонов

 после взаимодействия, если  удар неупругий ?

Самостоятельная работа

Вариант 1

1. Шар массой 100г движется со скоростью 5 м/c. После удара о стенку

он движется в противоположенном направлении со скоростью 4 м/с. Чему

равно изменение импульса шара в результате удара о стенку.

2.Тело массой 200кг, двигаясь со скоростью 0,5 м/с, нагоняет тело массой

300кг, движущейся со скоростью 0,2м/с. Какова скорость тел  после взаимодействия, если удар неупругий?

Вариант 2

1. Автомобиль массой 10 т, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость от 10

до 15м/с. Найти изменение импульса.

2.Снаряд массой m, летящий со скоростью v параллельно рельсам, ударяет в

неподвижную платформу с песком массой M и застревает

в песке. С какой скоростью станет двигаться платформа?