Исследование на уроках физики "Моделирование неупругих соударений"

Цель: Исследовать неупругие соударения.

Оборудование: компьютерная программа “Открытая Физика 1.1”.

1. Запустите программу “Открытая Физика 1.1”.
2. Откройте раздел “механика”.
3. Выберите тему “Упругие неупругие соударения”.
4. Выберите режим неупругих соударений.
5. Нажмите кнопку “Старт” и пронаблюдайте за происходящем на экране.
6. Прервите движение тележек нажатием кнопки “Стоп”. Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии как до, так и после соударения.
7. Для продолжения эксперимента нажмите кнопку “Старт”.
8. Проведите компьютерные эксперименты.

Эксперимент №1

• Установите, нажав “Сброс”, следующие параметры эксперимента:

Тележка 1: V₁ = 2 м/с; m₁ = 2 кг
Тележка 2: V₂ = – 1 м/с; m₂ =3 кг

• Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию до соударения:

P₁ =___ E₁ =___ P₂ =___ E₂ =___

• Нажмите кнопку “Старт”. Обратите внимание на изменение величин импульса и кинетической энергии тележек после неупругого соударения.
• Ответьте на вопросы:

– Выполняется ли закон сохранения импульса при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:____________

________________________________________________________

________________________________________________________

– Выполняется ли закон сохранения механической энергии при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:____________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

– Каковы потери механической энергии при соударении тележек? Е=____________________

– В какую форму перешла часть механической энергии тележек при столкновении? ______________________________

• Эксперимент №2(экспериментальная задача)

Две тележки массами m₁ = 4 кг и m₂ = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первой тележки V₁ = 0,5м/с. Какова должна быть скорость второй тележки, чтобы после неупругого соударения обе тележки остановились.

Ответ:________________

1. Решите задачи:
1. Задача 1

Тележка массой m₁ = 1 кг движется со скоростью V₁ = 2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой m₂ = 3 кг. Определите скорость U тележек после неупругого соударения.

Решение, ответ:____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Задача 2

Тележка массой m₁ = 1 кг движется со скоростью V₁ = 2 м/с, и сталкивается с неподвижной тележкой. Определите массу второй тележки, если после неупругого соударения тележки движутся со скоростью U = 1.5 м/с

Решение, ответ:____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Задача 3

Две тележки массами m₁ = 6 кг и m₂ = 10 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V₁ = 1.4м/с V₂ = 1.8м/с. Определите направление и модуль

скорости тележек после неупругого соударения.

Решение, ответ:____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Задача 4

Две тележки массами m₁ = 3 кг и m₂ = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V₁ = 2м/с V₂ = 2м/с. Определите количество теплоты, которое выделится после неупругого соударения.

Решение, ответ:____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Исследовательская задача

Проведите компьютерные эксперименты и определите: при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек?

Ответ: Максимальные потери размером ____% будут в случае, скорости направлены ____________, причём m₁/ m₂=__________________.