Импульс. Закон сохранения импульса. 10-й класс

Цели урока: узнать о законе сохранения импульса и освоить алгоритм решения задач.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Задачи:

• Образовательные:
  • формировать понятия “импульс тела”, “импульс силы”, умение применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях;
  • добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса.
• Развивающие:
  • формировать ИКТ-компетентность, умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу.
• Воспитательные:
  • формировать исторический взгляд на развитие физики как науки;
  • способствовать формированию межличностного общения в процессе работы;
  • вызвать желание постоянно пополнять свои знания;
• поддерживать интерес к предмету.

Средства обучения:  компьютерный класс с  доступом в Интернет, с установленным ПО и ЦОР: «Открытая физика 1.1», ООО «Физикон», 1996-2001,  проектор, экран, презентация «Импульс тела. Закон сохранения импульса» (Приложение 1).

План учебного занятия: 

1. Организационный этап (1 мин.)
2. Актуализация знаний, мотивация и целеполагание (7 мин.)
3. Изучение нового материала (23 мин.)

– самостоятельная работа по формированию понятий импульса тела и импульса силы, замкнутой системы тел с помощью  технологической карты;
– раскрытие содержания закона сохранения импульса;
– фронтальная и индивидуальная работа по формированию алгоритма решения задач.

4. Закрепление и уточнение знаний (10 мин).
5. Рефлексия, информация о домашнем задании (4 мин).

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

 Подготовка учащихся к работе на уроке.

2. Актуализация знаний, мотивация и целеполагание

– Хочется начать урок с высказывания Аристотеля о движении (Приложение 1, слайд 1)

Всё движущееся необходимо приводится в движение чем-нибудь. Если оно в самом себе не имеет начало движения, то ясно, что оно приводится в движение другим.

Предлагаю вам посмотреть фрагменты знакомых с детства мультфильмов и подумать о правдоподобности событий, которые происходят в фильмах.

Демонстрация фрагментов мультфильмов «Мюнхгаузен» (Приложение 4), «Ну, погоди!» (Приложение 5), «Приключения капитана Врунгеля» (Приложение 6) (Приложение 1, слайды 2, 3, 4).

Обсуждение:

– Какая из представленных ситуаций, на ваш взгляд, может быть правдоподобной, а какая нет?
– Почему?
– В каждом из фрагментов мы рассматривали движение и пробовали установить их причину. В действительности как обстоит дело в каждом из этих случаев, попробуем выяснить сегодня на уроке.
Причины того или иного движения привлекали многих учёных. Среди них одним из ярких учёных 17 века Рене Декарт. Послушайте его размышление о движении (Приложение 1, слайд 5):

 «Я принимаю, что во Вселенной … есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».

– Как вы думаете, о какой физической величине и каком законе идет речь? (Импульс тела. Закон сохранения импульса.)
– Действительно  впервые понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (Приложение 1, слайд 6).Он назвал эту величину «количеством движения». Пред вами был закон сохранения импульса, сформулированный Декартом. Это и будет темой нашего урока.
– Мы сегодня работаем по технологической карте (Приложение 2), которая лежит перед вами, и всю необходимую информацию будем записывать в неё. 
– Записываем тему урока (Приложение 1, слайд 7): «Импульс. Закон сохранения импульса».
– Урок мы начали с решения физических задач, условие которых было представлено в виде мультфрагментов. Тему задач нам помог определить Декарт. Эти задачи на закон сохранения импульса. Осталось их только правильно научиться решать, чтобы выяснить, правы мы в своих предположениях или нет.
Обычно закон мы изучаем по плану, вот он представлен на слайде (Приложение 1, слайд 8):

1. Связь, между какими явлениями или величинами, характеризующими явление, выражает данный закон
2. Формулировка закона
3. Опыты, подтверждающие справедливость закона
4. Применение закона на практике

– Обратите внимание на последний пункт плана и ответьте на вопрос, для чего обычно мы применяем во время урока закон? (При решении задач).
– Помогите мне сформулировать цель нашего урока (Приложение 1, слайд 9). (Цель урока: научиться решать задачи на закон сохранения импульса.)
– Для успешного достижения цели нам необходимо выделить этапы работы.
– Как выдумаете, что необходимо знать для того, чтобы решить задачу по данной теме. (Понятия: Импульс тела. Импульс силы. Закон сохранения импульса. План решения задач.)
– Предложите этапы достижения цели. (Учащиеся предлагают возможные этапы)

Этапы достижения цели (Приложение 1, слайд 10):

1. Изучить понятия: Импульс тела. Импульс силы.
2. Изучить закон сохранения импульса
3. Составить алгоритм решения задач по теме «Закон сохранения импульса».
– Для преодоления первого этапа необходимы источники информации. Как вы думаете, какими источниками информации вы можете воспользоваться, чтобы изучить понятия «Импульс тела» и «Импульс силы». (Обсуждение)
– Предлагаю возможные источники информации (Приложение 1, слайд 11):

• Ваши знания  курса физики 9 класса
• Сосед по парте, который сдавал экзамен по физике
• Учебник
• Старая тетрадь по физике за 9 класс
• Интернет

3. Изучение нового материала

– Для продуктивной работы  используйте  любой источник информации и карту, где есть опорные вопросы. (Даётся время на самостоятельную работу).
– Вопросы для организации самостоятельной работы представлены в технологической карте. После работы проводится фронтальная проверка.
– Выберите, какую систему тел называют замкнутой (информация в технологической карте):

• Система тел, для которой равнодействующая внешних сил равна нулю;
• Система тел, для которой равнодействующая внешних сил не равна нулю;
• Система тел, в которой два или несколько тел взаимодействуют только между собой.

– Для преодоления второго этапа воспользуемся информацией с карты. Перед вами три формулировки закона сохранения импульса выберите, пожалуйста, наиболее удобную формулировку для решения задач (Приложение 1, слайд 12).

– Мы переходим к следующему этапу составлению алгоритма решения задач, для этого воспользуемся несколькими способами нахождения информации:

Интернет
Физическая модель  «упругого удара шаров» на компьютере

Задание двум ученикам найти алгоритм в Интернете. Учащимся выдаётся индивидуальное задание №1 из приложения 2 и флешпамять для переноса найденной информации  на компьютер с проектором.; для наиболее сильных учеников, владеющих информацией по данной теме – индивидуальная работа с компьютерной моделью «Соударение упругих шаров» (Приложение 3).
Совместная работа с учащимися, по выводу алгоритма решения задач, используя модель «упругого удара шаров» в демонстрационном варианте. С помощью этой модели мы сможем рассмотреть упругий и неупругий удары двух тел, задать массы взаимодействующих тел и их скорости, а так же автоматически получить их импульс до и после взаимодействия.

Рисунок 1

– Перед вами таблица (см. технологическую карту) в неё мы будем заносить условие задачи, чтобы решить сразу несколько вариантов:
Обсуждаем, какие тела взаимодействуют, можно ли их назвать замкнутой системой тел, оформляем рисунки в технологической карте, определяем знак проекций импульсов тел до и после взаимодействия.

До взаимодействия тел:                                         После взаимодействия тел:

Рисунок 2

Заполняем таблицу с помощью модели и делаем выводы (в ходе решения формулируем и записываем этапы алгоритма решения задач на закон сохранения импульса).

Образец заполнения таблицы:

Обсуждаем алгоритм решения задач с другими группами учащихся:
Смотрим через проектор информацию найденную учащимися в Интернете;
Уточняем, что проекции в более сложных задачах необходимо определять на две Оси Ох и Оy (как у учащихся в индивидуальном задании).

Алгоритм (Приложение 1, слайд 13):

1.Определить какие тела входят в систему и замкнута ли она
2.Выполнить рисунки до и после взаимодействия, расставить на них направление импульса.
3.Записать закон сохранения импульса в векторной форме.
4.Найти проекцию закона на ось Ох.
5. Выразить необходимую величину.
6. Произвести числовой расчет.

4. Закрепление и уточнение знаний

Решаем задачи на закрепление изученной темы (Приложение 1, слайды 14, 15), если есть время ещё задачу в технологической карте.
В конце урока возвращаемся к решению задач из мультипликационных фрагментов (Приложение 1, слайды 16, 17), обсуждаем невыполнение закона сохранения импульса т. к. до взаимодействия импульс равен нулю, а после взаимодействия нет. В качестве ответа на задачу из мультфильма « Приключения капитана Врунгеля» можно привести фильм о реактивном движении (Приложение 1, слайд 18). И попросить найти дома примеры реактивного движения в природе и технике.

5. Рефлексия, информация о домашнем задании

Подводя итоги урока, предлагаем учащимся ответить на вопросы по рефлексии (Приложение 1, слайд 19 или технологическую карту).

6. Домашнее задание (Приложение 1, слайд 20): 

• §42, Рассмотреть ПРЗ стр.117.
• Упр. 8 (1, 2, 3),   по желанию подготовить сообщения о примерах  реактивного движения в природе и технике.

Литература:

1. А. А. Харитонова История физики учебное пособие – Саранск 2003.
2. Бурмакина В.Ф., Зелман М., Фалина И.Н. Большая семерка (Б7) Информационно-Комуникационно-Технологическая компетентность. Методическое руководство для подготовки к тестированию учителей. – М.2007.
3. А.Е. Марон, Е.А. Марон Дидактические материалы Физика 10 класс. – Москва «Дрофа» 2005.
4.  Под редакцией профессора Б. И. Спасского. Хрестоматия по физике. – Москва “Просвящение”1987.