Урок по физике "Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

«КАЛИНОВСКИЙ ТЕХНИКУМ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И СФЕРЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ»

Урок

по предмету «Физика» на тему:

«Импульс материальной точки.

Закон сохранения импульса»

Разработал: преподаватель физики Ашимова Г.А

с. Калиновка

2015 г.

Тема урока: Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса.

Цели урока:

обучающая: Ознакомить учащихся с понятиями импульса материальной точки, реактивное движение. Изучить свойства импульса, закон сохранения импульса. Рассмотреть применение реактивного движения и космических технологий в нашей жизни.

развивающая: Развитие мышления и памяти, развитие умения использовать свойства импульса для математического описания реактивного движения тел.

воспитательная: Воспитание чувства уважения к людям, участвующим в развитии космической техники и науки. Воспитание патриотизма.

Тип урока: Урок усвоения новых знаний.

Методы и приёмы работы: Беседа, рассказ с применением компьютерной презентации, дидактическая игра, работа с учебником.

Оборудование: Компьютер, проектор. Программа: Microsoft PowerPoint 2003. Компьютерная презентация. Учебник по физике, 10 кл. Карточки – задания для учащихся.

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель. Я вас люблю и желаю вам добра. Предлагаю настроиться на сотрудничество и взаимопонимание. Проверьте свою готовность к уроку. Для работы на уроке вам потребуются тетради, ручки, учебники, мышление и память.

1. Создание позитивного психологического настроя на учебную деятельность.

Учитель. «Память – это дневник, который все мы носим с собой», - утверждал Оскар Уайльд. Память идет за мышлением будто тень. Хорошая память является одним из условий достижения отличных результатов в учебе. Что, по вашему мнению, нужно сделать для улучшения памяти? (Ответы учащихся)

Запомните главное – никогда не жалуйтесь на свою память. Вы знаете тысячи слов, еще и на разных языках. Хорошо слышите и видите. У вас отличная память! Урок физики создаст оптимальные условия для развития памяти, мышления и вашей личности. А личность ответственна.

1. Мотивация учебно-познавательной деятельности.

Учитель. Сегодня мы начинаем изучать следующий раздел Механики «Законы сохранения в механике». На первом уроке мы познакомимся с темой, которая издавна интересовала человечество. Как можно осуществить полеты в космос, на другие планеты, к далеким звездам?

1. Объявление темы и цели урока

Новая тема: Импульс материальной точки. Закон сохранения импульса (слайд 1).

Цель: Изучить понятия импульс материальной точки, закон сохранения импульса и реактивное движение. Изучить свойства импульса, научиться применять данные свойства для расчета реактивного движения тел. Рассмотреть применение реактивного движения и космических технологий в нашей жизни (слайд 2).

1. Изложение нового материала

Учитель. Любое движущееся тело обладает импульсом. (слайд 3) Импульс – это физическая величина равная произведению массы тела на его скорость. (Учащиеся записывают определение). Импульс тела - это векторная величина, направление которой совпадает с направлением скорости тела. В системе СИ импульс тела измеряется в кг·м/с. Величина импульса зависит от массы тела и его скорости, чем больше масса и скорость тела, тем больше его импульс. У двух тел с одинаковой массой и одинаковой скоростью импульс тела может быть одинаковым и разным. Если они будут двигаться в одну сторону, то их импульсы одинаковы, если в разные стороны, то и импульсы у них разные.

У импульса тела можно выделить три свойства.

Первое свойство (слайд 4) можно сформулировать исходя из первого закона Ньютона: Если на тело не действуют другие тела, или действия других тел взаимно компенсируются, то импульс тела не изменяется. (Учащиеся записывают 1 свойство). Например, едет трактор, его скорость, а значит и импульс с течением времени не меняется т.к. все силы, действующие на трактор, взаимно компенсируют друг друга.

Второе свойство (слайд 5) импульса можно сформулировать так: При взаимодействии тел друг с другом импульс тела может полностью или частично передаваться от одного тела к другому. (Учащиеся записывают 2 свойство). Проведём такой опыт с шарами. Возьмем два одинаковых шара. Один стоит неподвижно, а второй заставим двигаться на первый. При столкновении первый шар останавливается, а второй начинает двигаться с той же скоростью, с какой двигался первый шар. Значит, импульс от первого шара полностью передался второму шару. При взаимодействии шаров с разной массой импульс передаётся только частично. Данное взаимодействие можно математически описать с помощью второго закона Ньютона. Преобразуем второй закон Ньютона, используя формулу импульса тела. Тогда получим: Импульс силы равен изменению импульса тела. Импульс силы – это произведение силы действующей на тело, на время действия силы.

Третье свойство импульса (слайд 6) называется законом сохранения импульса и читается так: Импульс замкнутой системы тел есть величина постоянная. (Дети записывают 3 свойство). Докажем данное свойство импульса, исходя из третьего закона Ньютона, который гласит; Тела действуют друг на друга с силами равными по величине и противоположными по направлению. Возьмем две тележки одинаковой массы, к одной из тележек привяжем упругую пластинку, загнём её и свяжем нитью. Рядом поставим вторую тележку. При разжигании нити пластинка выпрямляясь, оттолкнёт тележки в разные стороны и тележки поедут с одинаковыми скоростями и разъедутся на одинаковое расстояние. Математически опишем данное взаимодействие тележек. До взаимодействия обе тележки покоились, и импульс обеих тележек был равен нулю. После взаимодействия импульсы тележек будут одинаковыми по величине, но противоположными по направлению, поэтому если находить их общий импульс, как векторную сумму данных импульсов, то он окажется равным нулю. Значит: Общий импульс данных двух тел сохранился. При взаимодействии тел с разной массой, общий импульс также сохраняется.

Теперь возьмём тележки с разной массой. (слайд 7) Масса первой 1 кг, у второй 3 кг, после разрезания нити на тележки действует одинаковая сила упругости пружинки. Под действием силы тяжёлая тележка поехала со скоростью 1 м/с. Как вы думаете, с какой скорость поедет лёгкая тележка? (Учащиеся отвечают на вопрос.) Верно, со скоростью 3 м/с. Теперь рассмотрим сохранение импульса обеих тележек. До взаимодействия импульс первой и второй тележки был равен 0. После взаимодействия у первой тележки Р=3кг·1м/с=3кг·м/с. У второй тележки импульс Р= -3кг·м/с, т.к она движется в обратную сторону. Общий импульс равен 0. Зная это, ответьте на такой вопрос: Почему современные пушки делают такими тяжёлыми? (Ответ учащихся: Чтобы скорость отдачи пушки была как можно меньше.)

Мысленно решим несколько задач на закон сохранения импульса (слайд 8).

Для решения задачи 1 ответьте на такой вопрос: Во сколько раз масса автомата больше массы пули? Во сколько раз скорость автомата будет меньше скорости пули? (Ответ: в 1000 раз)

Во сколько раз увеличится скорость отдачи, если вместо одной пули вылетает 30 пуль? (Ответ: в 30 раз)

(слайд 9) Учитель. Третью задачу попробуйте решить полностью самостоятельно. Чтобы её было легче решить, на какой вопрос надо ответить? Ученики: Во сколько раз масса пушки больше массы снаряда? (Ответ – в 400 раз).

Учитель. Во сколько раз скорость снаряда будет больше скорости отдачи пушки? (Ответ – в 400 раз).

Учитель. Теперь познакомимся с понятием – реактивное движение (слайд 10). Движение, возникающее за счёт отделения от тела некоторой его части с определенной скоростью относительно его, называют реактивным. (Дети записывают определение). Приведём примеры реактивного движения. Движение лодки, возникающее за счёт выбрасывания человеком камней из лодки. Движение ракеты, возникающее за счёт отделения от ракеты газа. Движение тележки, возникающее за счёт отталкивания от неё бегущего человека. Во всех случаях реактивное движение возникает за счёт действия третьего закона Ньютона. Сила действия равна силе противодействия. С какой силой человек действует на камень, с такой же силой камень давит на человека в лодке и т.д.

Учитель (слайд 11). Принципы реактивного движения впервые в мире были разработаны русским учёным К. Э. Циолковским. Позднее к этой же мысли пришел и уроженец Украины Ю.В.Кондратюк, разработавший свою теорию экономичного космического полета и принципиальные схемы необходимых для этого космических аппаратов, стойких и управляемых в полете. Используя данные принципы под руководством С. П. Королёва, были сконструированы первые ракеты, преодолевшие земное притяжение. И первый человек, вылетевший в космос был советский гражданин Ю. А.Гагарин.

А теперь самостоятельная работа с учебником. На стр. 126 учебника прочитайте разделы «Реактивное движение. Реактивные двигатели». (Учащиеся читают, а потом отвечают на вопросы)

Учитель. (слайд 12)

1. Какое движение называют реактивным?

2. Почему движется ракета?

3. Как можно увеличить скорость движения ракеты?

4. Почему в космосе используют реактивные двигатели?

Учитель. Значительный вклад в развитие реактивной техники сделали российские ученые и инженеры (слайд 13).Одними из первых были Н.И. Тихомиров, Иван Граве.

На слайде вы видите фотографию первого искусственного спутника Земли, который был запущен 4 октября 1957 года. В настоящее время Россия и другие страны имеют большое количество спутников, которые выполняют разные функции. Кроме того на средства нескольких стран создана международная орбитальная станция на которой работают международные космические экипажи.

Для доставки космонавтов на эту станцию использовались космические корабли одно- и многоразового использования (слайд 14).

(слайд 15) Развитие космической техники ведёт к развитию и других отраслей народного хозяйства. В авиации, автомобилестроении, медицине, сельском хозяйстве используются многие технологии, которые первоначально использовались только в космосе. Теперь же эти технологии позволяют поднять уровень бытовой техники. Развитие самой техники приводит к более глубокому изучению человеком космических тел, планет, их спутников, звёздных галактик.

1. Закрепление материала.

Учитель. А теперь, ребята, проверим, как вы усвоили материал, а также закрепим полученные знания с помощью следующих упражнений.

1. Упражнение «Верю - не верю»

У каждого из вас на листочках написаны верные или неверные утверждения. Если вы считаете, что утверждение верно, то ставите рядом с ним знак «+», если нет – знак «-».

1. Импульсом называется физическая величина, равная отношению массы тела и его скорости.

2. Формула для расчета импульса: р = m·v

3. Единица измерения импульса: кг·м/с²

4. Импульс замкнутой системы тел есть величина постоянная.

5. При взаимодействии тел друг с другом импульс тела может полностью или частично передаваться от одного тела к другому.

6. Если на тело не действуют другие тела, или действия других тел взаимно компенсируются, то импульс тела изменяется.

7. Если тело находится в покое, то его импульс равен нулю.

8. Импульс автомобиля массой 2 т, движущегося со скоростью 36 км/ч, равен 72 кг·м/с.

Теперь обменяйтесь листочками и проверьте, правильно ли вы справились с заданием. Правильные ответы вы видите на слайде (слайд 16).

1. Упражнение «Подарок другу»

Теперь обменяйтесь листочками. Сейчас вы должны на листочках составить задачу и подарить ее другу (соседу по парте). Нарисуйте любое движущееся тело (например мяч, автомобиль, самолет, птицу, животное, ракету). Укажите массу, модуль и направление скорости тела. Значения для задачи вы выбираете произвольно. Подарите свой подарочек другу, который должен определить импульс заданного вами тела. Не забудьте при решении перевести все единицы в систему СИ, если это необходимо. (Учащиеся решают задачу)

Я думаю, что вы все справились с заданием.

1. Итоги урока. А теперь подведем итоги. Что нового вы сегодня узнали на уроке? Достигли мы цели урока? Чему вы научились на уроке? Для чего вам пригодятся полученные знания? Оценки за урок я оглашу на следующем уроке после проверки ваших письменных работ. Я думаю, что наш урок не пройдет для вас даром. Спасибо!

2. Домашнее задание: (слайд 17)

1. § 38 – прочитать, ответить на вопросы.

2. Подготовить сообщения на тему:

«Успехи в освоении космического пространства. Полеты на другие планеты».

1. С.р. № 11. Решить задачи для сам. решения № 1- 4 (стр.129-130)

1. Рефлексия (слайд18)

Проанализируйте, пожалуйста, Ваше настроение в конце урока:

Поднимите, пожалуйста руки те учащиеся, чье настроение в конце урока соответствует 1 рисунку, (т.е огорчен, разочарован), 2 рисунку (безразличен, спокоен) и, наконец 3 рисунку (остался доволен уроком, радостно восхищен). Спасибо всем!

ЛИТЕРАТУРА

• Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика, 10 кл., М., «Просвещение», 2014

• Музей космонавтики http://www.museum.ru/M628#kribleOff)

• Энциклопедия – космонавтика. http://www.cosmoworld.ru/spaceencyclopedia/gagarin/index.shtml?index_g.html

• Журнал «Новости космонавтики» http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/

• Центр подготовки космонавтов http://www.gctc.ru/

Приложение1

«Верю – не верю»

Утверждение	Да «+» Нет «-»
Импульсом называется физическая величина, равная отношению массы тела и его скорости.
Формула для расчета импульса: р = m·v
Единица измерения импульса: кг·м/с2
Импульс замкнутой системы тел есть величина постоянная.
При взаимодействии тел друг с другом импульс тела может полностью или частично передаваться от одного тела к другому.
Если на тело не действуют другие тела, или действия других тел взаимно компенсируются, то импульс тела изменяется.
Если тело находится в покое, то его импульс равен нулю.
Импульс автомобиля массой 2 т, движущегося со скоростью 36 км/ч, равен 72 кг·м/с.

Приложение2

«ПОДАРОК ДРУГУ»

Дано: Решение:

m =

v =

________

p = ?

«ПОДАРОК ДРУГУ»

Дано: Решение:

m =

v =

________

p = ?