Импульс тела. Закон сохранения импульса тела

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»

Цели:

  • Образовательно-развивающие:
    – сформировать представление об импульсе тела, законе сохранения импульса и импульсе силы;
    – продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний;
    – раскрыть сущность закона сохранения импульса, обозначить границы применимости.
  • Воспитательные:
    – показать объективность проявления закона сохранения импульса, учёт и использование его на практике.

Оборудование: проектор, интерактивная доска, презентация к уроку.

Видеоролик. Приложение 1

Ход урока

1. Актуализация знаний:

  1. Какой раздел физики называется механикой? (Слайд 1)
  2. В чём заключается основная задача механики?
  3. Как формулируется второй закон Ньютона?
  4. О чём гласит третий закон Ньютона?
  5. В каком случае основную задачу механики можно решить с помощью законов Ньютона?

2. Демонстрационный эксперимент:

а) столкновение на столе двух шаров; (Слайд 2)
б) на неподвижную тележку, стоящую на столе, бросаем брусок. (Слайд 3)
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 4)
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 5)

Учитель: Как описать взаимодействия тел в этих опытах?

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

Давайте найдём взаимосвязь между действующей на тело силой, временем её действия и изменением скорости тела.

Учитель работает на доске, учащиеся в тетрадях.

Пусть на тело массой m, которое покоится, действует сила тогда по второму закону Ньютона: , по определению: , так как левые части равенств одинаковые, следовательно: , (данная формула устанавливает взаимосвязь между действующей на тело силой, временем её действия и изменением скорости тела.) Обозначим: – импульс тела, ∆ – изменение импульса тела. (Слайд 6)

Таким образом, мы получили ответ на поставленный вопрос: не зная значений сил, действующих на тело, многие задачи в механике, можно решить, прибегая к величинам, характеризующим механическое движение, и способным сохранятся при определённых условиях. Одной из таких физических величин является импульс тела.

Итак, тема нашего урока: “Импульс тела. Закон сохранения импульса”. (Слайд 7)

Слово “импульс” в переводе с латинского означает “толчок”. Понятие импульса первым ввёл французский философ-математик Декарт (однако, называл эту величину количеством движения.)

Импульсом тела называется – физическая величина, равная произведению массы тела на скорость его движения. Импульс тела – векторная величина. , – это импульс тела массой 1кг, движущегося со скоростью 1 . (Слайд 8)

Учитель: Ребята ответьте на вопросы:

  1. Любое ли тело может обладать импульсом?
  2. Может ли импульс тела быть равным нулю? (Учащиеся отвечают на вопросы)

Импульсом силы называется произведение силы на время её действия: (Слайд 9). Изменение импульса тела равно импульсу силы: (Слайд 10)

Рассмотрим взаимодействие тел на примере шариков, подвешенных на нитях. (Слайд 11 гиперссылка на видеофрагмент) Импульс левого и правого шариков изменяется, а импульс системы шариков не меняется (на сколько уменьшится импульс левого шара, настолько увеличится импульс правого, а импульс системы шариков не меняется.

Если два, или несколько тел взаимодействуют только между собой, без воздействия внешних сил, то они образуют замкнутую систему.

Исходя из выше сказанного, можно сформулировать закон сохранения импульса:

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

Получим математическую запись закона сохранения импульса. (Слайд 12)

Пусть замкнутая система состоит из двух тел массами m1 и m2, которые до столкновения имеют скорости V1 и V2.

Границы применимости ЗСИ: выполняется в замкнутой системе. (Слайд 15 иллюстрация закона сохранения импульса)

Примеры замкнутых систем:

  • ружьё и пуля в его стволе;
  • пушка и снаряд;
  • оболочка ракеты и топливо в ней;
  • Солнце и планеты;
  • Земля и её спутники;
  • лодка и человек и т.д.

Решение задач (Слайд 16).

Задача 1. Из ружья массой 5 кг вылетает пуля массой 5 г со скоростью 600 м\с. Найти скорость отдачи ружья.

Учитель на доске последовательно излагает ход решения задачи на применение закона сохранения импульса.

Задача 2. (Учащиеся решают самостоятельно по образцу или на интерактивной доске Слайд 17, если есть время можно решить ещё одну задачу, на которую можно перейти по гиперссылке Слайд 19-скрытый).

На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 м/с. С какой скоростью начнёт двигаться тележка с человеком?

Ответ ко второй задаче 2 м/с.

Итог урока.

Обобщение и систематизация.

Итак, основными задачами урока были (гиперссылка на Слайд 7 ) знакомство с терминами такими как импульс ; понятиями импульс силы, импульс тела, замкнутая система; а также вывод закона сохранения импульса.

(Слайд 19)

  1. Что называется импульсом тела и импульсом силы?
  2. Что можно сказать о направлении векторов импульса и скорости движущегося тела?
  3. Какую систему называют замкнутой?
  4. Сформулируйте закон сохранения импульса.

Домашнее задание. §§ 21, 22, упр. 21(2).