Методическая разработка учебного занятия по дисциплине Физика на Тему: «Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение».
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОЩЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕНГО
ПРОФЕССОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
«САЛЬСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
учебного занятия
по дисциплине "Физика"
Тема: «Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение».
Разработал преподаватель: Титаренко С.А
г.Сальск
2014 г.
Тема: «Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение».
Продолжительность: 90минут.
Тип урока: Комбинированный урок.
Цели урока:
образовательная:
раскрыть роль законов сохранения в механике;
дать понятие «импульс тела», «замкнутая система», «реактивное движение»;
научить обучающихся характеризовать физические величины (импульс тела, импульс силы), применять логическую схему при выводе закона сохранения импульса, формулировать закон, записывать его в виде уравнения, объяснять принцип реактивного движения;
применять закон сохранения импульса при решении задач;
способствовать усвоению знаний о методах научного познания природы, современной физической картине мира, динамических законах природы (закон сохранения импульса);
воспитательная:
учить подготавливать рабочее место;
соблюдать дисциплину;
воспитывать умение применять полученные знания при выполнении самостоятельных заданий и последующего формулирования вывода;
воспитывать чувство патриотизма в отношении к работам русских ученых в области движения тела с переменной массой (реактивное движение) – К. Э. Циолковский, С.П.Королев;
развивающая:
расширять кругозор учащихся путем осуществления межпредметных связей;
развивать умение правильно использовать физическую терминологию во время фронтальной устной работы;
формировать:
научное представление об устройстве материального мира;
универсальный характер полученных знаний путем осуществления межпредметных связей;
методическая:
стимулировать познавательную и творческую активность;
усилить мотивацию обучающихся с помощью различных методов обучения: словесного, наглядного и современных технических средств, для создания условий усвоения материала.
В результате изучения материала на данном уроке студент должен знать/понимать: - смысл импульса материальной точки, как физической величины; - формулу, выражающую связь импульса с другими величинами (скорость, масса); - классифицирующий признак импульса (векторная величина); - единицы измерения импульса; - второй закон Ньютона в импульсной форме и его графическую интерпретацию; закон сохранения импульса и границы его применения; - вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие данного раздела физики; уметь: - описывать и объяснять результаты наблюдений и экспериментов; - приводить примеры проявления закона сохранения импульса в природе и технике; - применять полученные знания для решения физических задач на применение понятия «импульс материальной точки», закона сохранения импульса.
Педагогические технологии:
технология опережающего обучения;
технология погружения в тему учебного занятия;
ИКТ.
Методы обучения:
словесный;
наглядный;
объяснительно-иллюстративный;
эвристический;
проблемный;
аналитический;
самопроверка;
взаимопроверка.
Форма проведения: теоретическое занятие.
Формы организации учебной деятельности: коллективная, малыми группами, индивидуальная.
Межпредметные связи:
физика и математика;
физика и техника;
физика и биология;
физика и медицина;
физика и информатика;
Внутрипредметные связи:
законы Ньютона;
масса;
инерция;
инертность;
механическое движение.
Оборудование:
ПК, экран,
классная доска, мел,
воздушный шар, инерционные машинки, водяная игрушка, аквариум с водой, модель сегнерова колеса.
Оснащение:
дидактическое:
опорный конспект для студентов, тестовые задания, лист рефлексии;
методическое:
рабочая программа, календарно-тематический план;
методическое пособие для преподавателя по теме «Импульс. Закон сохранения импульса. Примеры решения задач»;
методические рекомендации для студентов по созданию мультимедийной презентации, опорные конспекты.
Информационное обеспечение:
ПК с установленной ОС Windows и пакетом Microsoft Office;
мультимедийный проектор;
презентации Microsoft PowerPoint, видеоролики:
-проявление закона сохранения импульса при столкновении тел;
-эффект отдачи;
Виды самостоятельной работы:
аудиторная: решение задач на применение ЗСИ, работа с опорным конспектом;
внеаудиторная: работа с конспектом, с дополнительной литературой.
Ход занятия:
I. Вводная часть
1.Организационный момент –1-2мин.
а) проверка присутствующих, готовности обучающихся к занятию, наличие формы и т.д.
2. Объявление темы, ее мотивация и целеполагание– 5-6 мин.
а) объявление правил работы на уроке и оглашение критериев оценивания;
б) домашнее задание;
в) начальная мотивация учебной деятельности (вовлечение обучающихся в процесс целеполагания).
3. Актуализация опорных знаний (фронтальный опрос) – 4-5 мин.
II. Основная часть - 60мин.
1. Изучения нового теоретического материала
а) Изложение нового лекционного материала по плану:
1). Определение понятий: «импульс тела», «импульс силы».
2). Решение качественных и количественных задач на расчет импульса тела, импульса силы, масс взаимодействующих тел.
3). Закон сохранения импульса.
4). Границы применимости закона сохранения импульса.
5). Алгоритм решения задач на ЗСИ. Частные случаи закона сохранения импульса.
6). Применение закона сохранения импульса в науке, технике, природе, медицине.
б) Проведение демонстрационных экспериментов
в) Просмотр мультимедийной презентации.
г) Закрепление материала в процессе урока (решение задач на применение ЗСИ, решение качественных задач);
д) Заполнение опорного конспекта.
III. Контроль усвоения материала - 10 мин.
IV. Рефлексия. Подведение итогов – 6-7 мин. (Резерв времени 2 мин.)
Предварительная подготовка студентов
Студентам дается задание подготовить мультимедийную презентацию и сообщение по темам: «Закон сохранения импульса в технике», «Закон сохранения импульса в биологии», «Закон сохранения импульса в медицине».
Ход урока.
I. Вводная часть
1. Организационный момент.
Проверка отсутствующих и готовности студентов к занятию.
2. Объявление темы ее мотивация и целеполагание .
а)объявление правил работы на уроке и оглашение критериев оценивания.
Правила работы на уроке:
На ваших рабочих столах находятся опорные конспекты, которые станут основным рабочим элементом на сегодняшнем уроке.
В опорном конспекте указана тема урока, порядок изучения темы.
Кроме этого, сегодня на занятии мы будем применять рейтинговую систему, т.е. каждый из вас попытается своей работой на уроке заработать как можно большее число баллов, баллы будут начисляться за правильно решенные задачи, правильные ответы на вопросы, правильное объяснение наблюдаемых явлений, всего за занятие вы можете максимально набрать 27 баллов, т.е правильный, полный ответ на каждый вопрос 0,5 балла, решение задачи оценивается в 1 балл.
Количество своих баллов за занятие вы посчитаете самостоятельно и запишите в карточку рефлексии, итак, если вы наберете от 19-27 баллов – оценка «отлично»; от 12– 18 баллов – оценка «хорошо»; от 5-11 баллов – оценка «удовлетворительно»
б)домашнее задание:
Учить лекционный материал.
Сборник задач по физике под ред. А.П. Рымкевича № 314, 315 (стр.47), № 323,324 (стр.48).
в) начальная мотивация учебной деятельности (вовлечение обучающихся в процесс целеполагания):
Хочу обратить ваше внимание на интересное явление, которое мы называем удар. Эффект производимый ударом, всегда вызывал удивление человека. Почему тяжелый молот, положенный на кусок металла на наковальне, только прижимает его к опоре, а тот же молот ударом молотобойца плющит его?
А в чем секрет старинного циркового трюка, когда сокрушительный удар молота по массивной наковальне не наносит вреда человеку, на груди которого установлена эта наковальня?
Почему летящий теннисный мяч мы можем легко поймать рукой, а пулю, без ущерба для руки, мы поймать не можем?
В природе существую несколько физических величин, которые способны сохраняться, об одной из них мы сегодня поговорим: это импульс.
Импульс в переводе на русский язык означает «толчок», «удар». Это одна из немногих физических величин, способных к сохранению при взаимодействии тел.
Объясните, пожалуйста, наблюдаемые явления:
ОПЫТ №1: на демонстрационном столе 2 игрушечные машинки, №1 покоится, №2 движется, в результате взаимодействия обе машинки изменяют скорость своего движения - №1 приобретает скорость, №2 – уменьшает скорость своего движения. (0,5 балла)
ОПЫТ №2: машинки движутся навстречу друг другу, после столкновения изменяют скорость своего движения. (0,5 балла)
Как вы думаете: каковы цели нашего сегодняшнего занятия? Чему мы должны научиться? (Предполагаемый ответ студентов: познакомиться с физической величиной «импульс», научиться ее рассчитывать, найти взаимосвязь данной физической величины с другими физическими величинами.) (0,5 балла)
3. Актуализация комплекса знаний.
Мы с вами уже знаем, что если на тело подействовать некоторой силой, то в результате этого..(тело изменяет свое положение в пространстве (совершает механическое движение))
Ответ на вопрос приносит 0,5 балла (максимум за правильные ответы на все вопросы 7 баллов)
- Дайте определение механическому движению.
Эталон ответа: изменение положения тела в пространстве относительно других тел называется механическим движением.
- Что такое материальная точка?
Эталон ответа: материальная точка – это тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь ( размеры тел малы по сравнению с расстоянием между ними или тело проходит расстояние много большее, чем геометрические размеры самого тела)
-Приведите примеры материальных точек.
Эталон ответа: машина на пути из Оренбурга в Москву, человек и Луна, шарик на длинной нити.
- Что такое масса? Единицы ее измерения в СИ?
Эталон ответа: масса- это мера инертности тела, скалярная физическая величина, обозначается латинской буквой m, единицы измерения в СИ – кг (килограмм).
- Что означает выражение: «тело более инертно», «тело менее инертно»?
Эталон ответа: более инертно – медленно изменяет скорость, менее инертно - быстрее изменяет скорость.
- Дайте определение силы, назовите единицы ее измерения и основные
характеристики.
Эталон ответа: сила – векторная физическая величина, являющаяся количественной мерой действия одного тела на другое (количественная мера взаимодействия двух или более тел), характеризуется модулем, направлением, точкой приложения, измеряется в СИ в Ньютонах (Н).
-Какие силы вы знаете?
Эталон ответа: сила тяжести, сила упругости, сила реакции опоры, вес тела, сила трения.
-Как вы понимаете: равнодействующая сил приложенных к телу равна
10 Н?
Эталон ответа: геометрическая сумма сил, приложенных к телу равна 10 Н.
- Что будет происходить с материальной точкой под действием силы?
Эталон ответа: материальная точка начинает изменять скорость своего движения.
- Как зависит скорость движения тела от его массы?
Эталон ответа: т.к. масса – мера инертности тела, то тело большей массы медленнее изменяет свою скорость, тело меньшей массы изменяет свою скорость быстрее.
- Какие системы отсчета называют инерциальными?
Эталон ответа: инерциальные системы отсчета – это такие системы отсчета, которые движутся прямолинейно и равномерно или покоятся.
- Сформулируйте первый закон Ньютона.
Эталон ответа: существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной или покоятся, если на них не действуют никакие другие тела или действия этих тел скомпенсированы.
-Сформулируйте третий закон Ньютона.
\Эталон ответа: силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.
- Сформулируйте второй закон Ньютона.
Эталон ответа: в инерциальных системах отсчета равнодействующая сил, приложенных к телу равна произведению массы тела на придаваемой этой силой ускорение тела.
ИЛИ: ускорение, с которым движется тело в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально массе тела.
II. Основная часть
1. Изучение нового материала
Основную задачу механики - определение положения тела в любой момент времени - можно решить с помощью законов Ньютона, если известны силы, действующие на тело, как функции координат и времени. На практике эти зависимости не всегда известны. Однако многие задачи в механике можно решить, не зная значений сил, действующих на тело. Это возможно в том случае, если известны величины, характеризующие механическое движение тел и сохраняющиеся при определенных условиях.
Давайте вспомним вместе, что будет происходить если:
Человек переходит с носа лодки на ее корму. Что произойдет в данном случае?( Возможный ответ учащихся: лодка движется в направлении, противоположном направлению движения человека. Если учащиеся затрудняются учитель помогает им); (0,5 балла)
Снаряд, имеющий горизонтальную скорость, попадает в неподвижный вагон с песком и застревает в нем – как пример неупругого взаимодействия.( Возможный ответ учащихся: вагон со снарядом начнет движение). (0,5 балла)
Пусть на тело [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] m в течение некоторого малого промежутка времени
13 QUOTE 1415
·t действовала сила 13 QUOTE 1415.
Под действием этой силы скорость тела изменилась на
Следовательно, в течение времени
·t тело двигалось с ускорением
Из основного закона динамики (второго закона Ньютона) следует:
Импульсом тела (материальной точки) называется векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.
Обозначив импульс буквой 13 QUOTE 1415, получим:
13 QUOTE 1415 = m13 QUOTE 1415
Направлен импульс всегда в ту же сторону, что и скорость.
Единицей импульса в системе СИ является 1 кг·м/с.
С этой физической величиной вы уже знакомы из курса физики 9 класса.
Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596 – 1650). Из-за отсутствия в то время физического понятия массы, он определял импульс как произведение «величины тела на скорость его движения». Это определение было уточнено Ньютоном, только он, как и Декарт, называл эту величину не «импульсом», а «количеством движения».
Обозначим через 13 QUOTE 1415 = m13 QUOTE 1415 импульс тела в начальный момент времени, а через 13 QUOTE 1415 = m13 QUOTE 1415 - его импульс в конечный момент времени.
Тогда 13 QUOTE 1415- 13 QUOTE 1415 есть изменение импульса тела за время
·t.
Уравнение m13 QUOTE 1415 = 13 QUOTE 1415 можно записать в виде: 13 QUOTE 1415 = 13 QUOTE 1415.
Изменение импульса тела (материальной точки) пропорционально приложенной к нему силе и имеет такое же направление, как и сила.
Именно так был впервые сформулирован второй закон Ньютона.
Сформулированный в такой форме второй закон Ньютона показывает, что изменение скорости тела зависит как от величины силы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], действующей на тело, так и от времени [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] действия этой силы.
Произведение силы на время ее действия называют импульсом силы.
13 QUOTE 1415 - импульс силы, направлен импульс силы в сторону изменения импульса тела.
Из второго закона Ньютона в импульсном представлении следует, что одно и то же изменение количества движения может произойти и при продолжительном действии малой силы, и при кратковременном действии большой силы.
ОПЫТ №3: на демонстрационном столе на листе бумаги стоит стакан с водой, если лист бумаги быстро дернуть, то стакан остается на месте, а если тянуть медленно, то он движется вместе с бумагой.
Объясните наблюдаемое явление. (0,5 балла)
(Предполагаемый ответ студентов: если тянуть медленно, то время действия силы велико, тело изменяет свою скорость и движется вместе с листом бумаги, в том случае, если дернуть быстро, то время действия силы мало, тело не успевает изменить свою скорость, поэтому остается на месте, а лист бумаги можно освободить или: сила взаимодействия стакана с листом бумаги малы. Поэтому эта сила не может сообщить стакану скорость в горизонтальном направлении. Стакан практически сохраняет состояние покоя по закону инерции.)
Помните, что импульс тела является векторной величиной, и для правильного нахождения изменения импульса тела необходимо применять правила вычитания векторов. Так, например, при ударе тела массой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], движущегося со скоростью [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], о неподвижную стенку изменение импульса тела показано на рисунке.
Если величина скорости тела при ударе не меняется, удар называется абсолютно упругим.
Столкновение тел – это взаимодействие тел при их относительном перемещении. Особый интерес представляют два вида столкновений – абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары.
Абсолютно упругий удар – столкновение тел, в результате которого не происходит соединения тел в одно целое и их внутренние энергии остаются неизменными.
Примером является столкновение бильярдных шаров, теннисного мяча с ракеткой, удар о стенку футбольного мяча.
Абсолютно неупругий удар – столкновение двух тел, в результате которого они соединяются вместе и движутся дальше как одно целое.
При абсолютно неупругом ударе механическая энергия системы уменьшается, она идет на необратимую деформацию сталкивающихся тел, изменяя внутреннюю энергию тел (переходя в тепло).
Примерами абсолютно неупругого удара является столкновение метеорита с Землей, мухи с лобовым стеклом автомобиля, пули с песком, автосцепка вагонов, столкновение слипающихся пластилиновых шариков.
Контроль результатов первичного запоминания. Решение задач: (самостоятельно 1,3,4 за правильное решение одной задачи -1 балл, задачи №2 и5 решают у доски, за решение всех задач - 5 баллов)
Тело массы 10 кг развивает скорость 5м/с, рассчитайте его импульс? (Ответ: р=10 кг* 5 м/с=50 кг*м/с)
Тело, обладающее импульсом 20 кг . м/с движется со скоростью 4 м/с. Рассчитайте массу тела. (Ответ: m=20 кг*м/с :4 м/с=5 кг)
С какой скоростью равномерно катится тележка массой 0,5 кг, если ее импульс равен 5 кг·м/с? (Ответ: V= 5 кг*м/с :0,5 кг=10 м/с)
Чему равно изменение импульса тела, если на него подействовала сила 15 Н в течение 5 с? (Ответ: (р=15Н*5с=75кг*м/с)
Футболист ударяет по мячу массой 800 г с силой 16Н, при этом мяч получает скорость 10 м/с, сколько времени длится удар?(Ответ: t=m*V/F, t=0,8 кг*10 м/с:16Н=0,5 с)
Импульс обладает интересным свойством. Это свойство сохранения.
Рассмотрим два взаимодействующих тела, например, бильярдные шары. Запишем для них формулу третьего закона Ньютона:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]1= -[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]2, учитываем, что:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]1(t = 13 QUOTE 1415 – 13 QUOTE 1415 и
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]2(t = 13 QUOTE 1415 – 13 QUOTE 1415
где 13 QUOTE 1415и 13 QUOTE 1415скорости 1 и 2 шара до взаимодействия, 13 QUOTE 1415 и 13 QUOTE 1415 - скорости шаров после взаимодействия, 13 QUOTE 1415 и 13 QUOTE 1415 - массы шаров.
Подставив два последних равенства в формулу третьего закона Ньютона и проведя преобразования, получим:
13 QUOTE 1415 , т.е. 13 QUOTE 1415
Закон сохранения импульса формулируется так: геометрическая сумма импульсов замкнутой системы тел остается величиной постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
Или :
Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы тел сохраняется.
Силы, с которыми взаимодействуют между собой тела системы, называют внутренними, а силы, создаваемые телами, не принадлежащими к данной системе, - внешними.
Систему, на которую не действуют внешние силы, или сумма внешних сил равна нулю, называют замкнутой.
В замкнутой системе тела могут только обмениваться импульсами, суммарное же значение импульса не изменяется.
Границы применения закона сохранения импульса:
Только в замкнутых системах.
Если сумма проекций внешних сил на некоторое направление равна нулю, то в проекции только на это направление можно записать: pнач X = pкон X (закон сохранения составляющей импульса).
Если длительность процесса взаимодействия мала, а возникающие при взаимодействии силы велики (удар, взрыв, выстрел), то за это малое время импульсом внешних сил можно пренебречь.
Примером замкнутой системы вдоль горизонтального направления является пушка, из которой производится выстрел. Явление отдачи (отката) орудия при выстреле. Такую же отдачу испытывают пожарные, направляя мощную водяную струю на горящий объект и с трудом удерживающие брандспойт.
Далее учащиеся приводят свои примеры.
Сегодня вы должны усвоить методы решения качественных и количественных задач по данной теме и научиться применять их на практике.
Не смотря на то, что эта тема любима многими, здесь есть свои особенности и сложности. Основная сложность заключается в том, что нет единой универсальной формулы, которая бы могла быть использована при решении той или иной задачи по данной теме. В каждой задаче формула получается различной, причем именно Вы должны получить ее, анализируя условие предложенной задачи.
Для того, чтобы вам было проще правильно решить задачи, я предлагаю воспользоваться АЛГОРИТМОМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.
Его не нужно заучивать наизусть, вы можете руководствоваться им, глядя в тетрадь, но по мере того, как вы будете решать задачи, он постепенно запомнится сам.
Сразу хочу предупредить: задачи без рисунка, даже решенные правильно, я не рассматриваю!
Итак, мы рассмотрим, как, пользуясь предложенным АЛГОРИТМОМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ, следует решать задачи.
Для этого начнем с поэтапного решения первой задачи: (задачи в общем виде)
Рассмотрим Алгоритм решения задач на применение закона сохранения импульса. (слайд с алгоритмом, в опорном конспекте записать к рисункам)
Алгоритм решения задач на закон сохранения импульса:
Сделать рисунок, на котором обозначить направления оси координат, векторов скорости тел до и после взаимодействия;
2) Записать в векторном виде закон сохранения импульса;
3) Записать закон сохранения импульса в проекции на ось координат;
4) Из полученного уравнения выразить неизвестную величину и найти её значение;
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ( Частные случаи ЗСИ на самостоятельное решение задача №3):
(правильное решение 1 задачи – 1 балл)
1. На вагонетку массой 800 кг, катящуюся по горизонтальному пути со скоростью 0,2 м/с, насыпали сверху 200 кг песка.
Какой стала после этого скорость вагонетки?
2. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с , нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с.
Какова скорость вагонов после того, как сработает сцепка?
3. Какую скорость приобретёт лежащее на льду чугунное ядро, если пуля, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с , отскочит от него и будет двигаться в противоположном направлении со скоростью 400 м/с? Масса пули 10 г, масса ядра 25 кг. (задача резервная, т.е . решается в случае, если осталось время)
(Решение задач выводится на экран, студенты сверяют свое решение с эталоном, анализируют ошибки)
Большое значение имеет закон сохранения импульса для исследования реактивного движения.
Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой – либо его части. В результате чего само тело приобретает противоположно направленный импульс.
Надуйте резиновый детский шар, не завязывая отверстия, выпустите его из рук.
Что произойдет? Почему? (0,5 балла)
(Предполагаемый ответ: Воздух в шаре создает давление на оболочку по всем направлениям. Если отверстие в шарике не завязывать, то из него начнет выходить воздух, при этом сама оболочка будет двигаться в противоположном направлении. Это следует из закона сохранения импульса: импульс шара до взаимодействия равен нулю, после взаимодействия они должны приобрести равные по модулю и противоположные по направлению импульсы, т. е. двигаться в противоположные стороны.)
Движение шарика является примером реактивного движения.
Видеоролик Реактивное движение.
Сделать действующие модели устройств реактивного двигателя несложно.
Венгерский физик Я.А.Сегнер в 1750 году продемонстрировал свой прибор, который в честь его создателя назвали "сегнеровым колесом".
Большое "сегнерово колесо" можно сделать из большого пакета для молока: внизу у противоположных стенок пакета надо проделать по отверстию, проткнув пакет карандашом. К верхней части пакета привязать две нити и подвесить пакет на какой-нибудь перекладине. Заткните карандашами отверстия и налейте в пакет воду. Затем осторожно уберем карандаши.
Объясните наблюдаемое явление. Где его можно применить? (0,5 балла)
(Предполагаемый ответ студентов: из отверстий вырвутся две струи в противоположных направлениях, и возникнет реактивная сила, которая будет вращать пакет. Сегнерово колесо можно применить в установке для поливки клумб или грядок.)
Следующая модель: крутящийся воздушный шар. В надутый детский воздушный шар, прежде, чем перевязать отверстие ниткой, вставляем в него согнутую под прямым углом трубочку для сока. В тарелку, размером меньше диаметра шара, нальём воду и опустим туда шар так, чтобы трубочка была сбоку. Воздух из шара будет выходить, и шар начнет вращаться по воде под действием реактивной силы.
ИЛИ: в надутый детский воздушный шар, прежде, чем перевязать отверстие ниткой, вставить согнутую под прямым углом трубочку для сока, всю конструкцию подвесить на нити, когда воздух начнет выходить из шара через трубочку – шар начинает вращаться..
Объясните наблюдаемое явление. (0,5 балла)
Видеоролик «Реактивное движение»
Где же применяется закон сохранения импульса??? На этот вопрос нам помогут ответить наши ребята.
Сообщения студентов и представление презентаций.
Темы сообщений и презентаций:
1. «Применение закона сохранения импульса в технике и быту»
2. «Применение закона сохранения импульса в природе».
3. «Применение закона сохранения импульса в медицине»
Критерии оценивания:
Содержание материала и его научность – 2балла;
Доступность изложения – 1 балл;
Знание материала и его понимание – 1 балл;
Дизайн – 1 балл.
Максимальный балл – 5 баллов.
Давайте теперь попробуем ответить на следующие вопросы: (1 балл за каждый правильный ответ, 0,5 балла за неполный ответ).
«Это интересно»
1. В одной из серий мультфильма «Ну, погоди!» в безветренную погоду волк, для того, чтобы догнать зайца набирает в грудь побольше воздуха и дует в парус. Лодка разгоняется и Возможно ли данное явление?
(Предполагаемый ответ студентов: Нет, т.к. система волк-парус замкнута, значит суммарный импульс равен нулю, для того, чтобы лодка двигалась ускоренно необходимо наличие внешней силы, Изменить импульс системы могут только внешние силы. Волк – воздух – сила внутренняя.)
2.Герой книги Э. Распе барон Мюнхгаузен рассказывал: “Схватив себя за косичку, я из всех сил дернул вверх и без особого труда вытащил из болота и себя и своего коня, которого крепко сжал обеими ногами, как щипцами”.
Можно ли таким образом поднять себя?
(Предполагаемый ответ студентов: изменить импульс системы тел могут только внешние силы, следовательно, поднять себя таким образом нельзя, потому что в данной системе действуют только внутренние силы. До взаимодействия импульс системы был равен нулю. Действие внутренних сил не может изменить импульс системы, следовательно, после взаимодействия импульс будет равен нулю).
3. Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. А ведь он мог спастись, если бы не был так жаден!
( Предполагаемый ответ студентов: Достаточно было оттолкнуть от себя мешок с золотом, и богач сам заскользил бы по льду в противоположную сторону по закону сохранения импульса.)
III. Контроль усвоения материала:
Тестовые задания (Приложение 1)
(Тестирование проводится на листах бумаги, между которыми заложена копировальная бумага, по окончании тестирования один экземпляр - учителю, другой - соседу по парте, взаимопроверка) (5 баллов)
IV. Рефлексия. Подведение итогов (Приложение 2)
Завершая урок, хотелось бы сказать, что законы в физике можно применять к решению многих задач. Сегодня на уроке вы научились применять на практике один из наиболее фундаментальных законов природы: закон сохранения импульса.
Прошу вас заполнить лист «Рефлексия», на котором вы сможете отобразить результаты сегодняшнего урока.
Список использованной литературы:
Литература для преподавателей
основная :
Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф. Физика 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений и школ с углубленным изучением физики: профильный уровень. - М. :Просвещение, 2013.
Касьянов В.А. Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений. – М. : Дрофа, 2012.
Физика 7-11. Библиотека наглядных пособий. Электронное издание. М.: «Дрофа», 2012 г.
дополнительная :
Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика-10: Изд.15-е. – М.: Просвещение, 2006.
Мякишев Г. Я. Механика – 10: Изд. 7-е, стереотип. – М.: Дрофа, 2005.
Рымкевич А. П. Физика. Задачник-10 – 11: Изд. 10-е, стереотип. – М.: Дрофа, 2006.
Сауров Ю. А. Модели уроков-10: кн. для учителя. – М.: Просвещение, 2005.
Куперштейн Ю. С. Физика-10: опорные конспекты и дифференцированные задачи. – СПб.: Сентябрь, 2004.
Использованные Интернет-ресурсы
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Литература для студентов:
Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный уровни. – М. :Просвещение, 2013.
Громов С.В. Физика-10.М.»Просвещение» 2011 г.
Рымкевич П.А. Сборник задач по физике. М.: «Дрофа» 2012г.
Приложение 1
Вариант №1.
1.Какая из названных ниже величин скалярная?
А. масса.
Б. импульс тела.
В. сила.
2.Тело массой m движется со скоростью 13 QUOTE 1415. Каков импульс тела?
А.13 QUOTE 1415
Б. m13 QUOTE 1415
В. 13 QUOTE 1415
3. Как называется физическая величина, равная произведению силы на время ее действия?
А. Импульс тела.
Б. Проекция силы.
В. Импульс силы.
4.В каких единицах измеряется импульс силы?
А. 1 Н·с
Б. 1 кг
В. 1 Н
5.Как направлен импульс тела?
А. Имеет такое же направление, как и сила.
Б. В ту же сторону, что и скорость тела.
В. В сторону, противоположную движению тела.
6.Чему равно изменение импульса тела, если на него подействовала сила 15 Н в течение 5 секунд?
А. 3 кг·м/с
Б. 20 кг·м/с
В. 75 кг·м/с
7.Как называется удар, при котором часть кинетической энергии сталкивающихся тел идет на их необратимую деформацию, изменяя внутреннюю энергию тел?
А. Абсолютно неупругий удар.
Б. Абсолютно упругий удар
В. Центральный.
8.Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для случая взаимодействия двух тел?
А. 13 QUOTE 1415 = m13 QUOTE 1415
Б.13 QUOTE 1415
В. m13 QUOTE 1415 = 13 QUOTE 1415
9.На каком законе основано существование реактивного движения?
А. Первый закон Ньютона.
Б. Закон всемирного тяготения.
В. Закон сохранения импульса.
10.Примером реактивного движения является
А. Явление отдачи при стрельбе из оружия.
Б. Сгорание метеорита в атмосфере.
В. Движение под действием силы тяжести.
Приложение 1
Вариант №2.
1.Какая из названных ниже величин векторная?
А. импульс тела.
Б. масса.
В. время.
2.Какое выражение определяет изменение импульса тела?
А. m13 QUOTE 1415
Б. 13 QUOTE 1415t
В. m13 QUOTE 1415
3.Как называется физическая величина, равная произведению массы тела на вектор его мгновенной скорости?
А. Проекция силы.
Б. Импульс силы.
В. Импульс тела.
4.Каково наименование единицы импульса тела, выраженное через основные единицы Международной системы?
А. 1 кг·м/с
Б. 1кг·м/с2
В. 1кг·м2/с2
5.Куда направлено изменение импульса тела?
А. В ту же сторону, что и скорость тела.
Б. В ту же сторону, что и сила.
В. В сторону, противоположную движению тела.
6.Чему равен импульс тела массой 2 кг, движущегося со скоростью 3 м/с?
А. 1,5 кг·м/с
Б. 9 кг·м/с
В. 6 кг·м/с
7.Как называется удар, при котором деформация сталкивающихся тел оказывается обратимой, т.е. исчезает после прекращения взаимодействия?
А. Абсолютно упругий удар.
Б. Абсолютно неупругий удар.
В. Центральный.
8. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для случая взаимодействия двух тел?
А. 13 QUOTE 1415 = m13 QUOTE 1415
Б. 13 QUOTE 1415
В. m13 QUOTE 1415 = 13 QUOTE 1415
9. Закон сохранения импульса выполняется
А. Всегда.
Б. Обязательно при отсутствии трения в любых системах отсчета.
В. Только в замкнутой системе.
10. Примером реактивного движения является
А. Явление отдачи при нырянии с лодки в воду.
Б. Явление увеличения веса тела, вызванное ускоренным движением
опоры или подвеса.
В. Явление притяжения тел Землей.
Ответы:
Вариант №1
1. А 2. Б 3. В 4. А 5. Б 6. В 7. А 8. Б 9. В 10. А
Вариант №2
1. А 2. Б 3. В 4. А 5. Б 6. В 7. А 8. Б 9. В 10. А
1 задача – 0,5 балла
Максимум при выполнении всех заданий – 5 баллов
Приложение 2
Опорный конспект.
Дата ___________.
Тема урока: «Импульс тела. Закон сохранения импульса».
1. Импульс тела – это __________________________________________________
2. Расчетная формула для импульса тела:________________________________
3. Единицы измерения импульса тела:___________________________________
4. Направление импульса тела всегда совпадает с направлением ___________
______________________________________________________________________
5.Импульс силы – это__________________________________________________
_____________________________________________________________________
6. Расчетная формула импульс силы :___________________________________
7. Единицы измерения импульс силы ___________________________________
8. Направление импульса силы всегда совпадает с направлением ______________________________________________________________________
9. Запишите второй закон Ньютона в импульсной форме:
______________________________________________________________________
10. Абсолютно упругий удар – это _______________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
11. Абсолютно неупругий удар – это _____________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
12. При абсолютно упругом ударе происходит ____________________________
______________________________________________________________________
13. При абсолютно неупругом ударе происходит__________________________
______________________________________________________________________
14. Решение задач:
1.Тело массы 10 кг развивает скорость 5м/с, рассчитайте его импульс?
Дано: Решение:
____________
Ответ:
2.Тело, обладающее импульсом 20 кг . м/с движется со скоростью 4 м/с. Рассчитайте массу тела.
Дано: Решение:
____________
Ответ:
3. С какой скоростью равномерно катится тележка массой 0,5 кг, если ее им
пульс равен 5 кг·м/с?
Дано: Решение:
____________
Ответ:
4. Чему равно изменение импульса тела, если на него подействовала сила
15 Н в течение 5 с?
Дано: Решение:
____________
Ответ:
5. Футболист ударяет по мячу массой 800 г с силой 16Н, при этом мяч полу
чает скорость 10 м/с, сколько времени длится удар?
Дано: Решение:
____________
Ответ:
15. Формулировка закона сохранения импульса: ______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
16. Математическая запись закона:_______________________________________
17. Границы применимости закона сохранения импульса:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
18. Алгоритм решения задач на закон сохранения импульса:
1)____________________________________________________________________
2)____________________________________________________________________
3)____________________________________________________________________
4)____________________________________________________________________
19. Частные случаи закона сохранения импульса:
А) абсолютно упругое взаимодействие:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415Х
Запишите импульсы тел до взаимодействия:
Векторная запись:
_________________________________
Проекция на ось ОХ:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 Х
Запишите импульсы тел после взаимодействия
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
Закон сохранения импульса имеет вид:
Векторная запись:
________________________________
Проекция на ось ОХ:
Б) абсолютно неупругое взаимодействие:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415Х
Запишите импульсы тел до взаимодействия:
Векторная запись:
_________________________________
Проекция на ось ОХ:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 Х
После взаимодействия
Запишите импульсы тел после взаимодействия
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
Закон сохранения импульса имеет вид:
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
__________________________________
Два тела движутся, имея общую скорость
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 Х
До взаимодействия
Запишите импульсы тел после взаимодействия
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 Х
Запишите импульсы тел после взаимодействия
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
Закон сохранения импульса имеет вид:
Векторная запись:
__________________________________
Проекция на ось ОХ:
20. Решение задач:
1. На вагонетку массой 800 кг, катящуюся по горизонтальному
пути со скоростью 0,2 м/с, насыпали сверху 200 кг песка. Какой стала после этого скорость вагонетки?
Дано: СИ Решение:
____________
Ответ:
2. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с , нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова скорость вагонов после того, как сработает сцепка?
Дано: СИ Решение:
____________
Ответ:
3. Какую скорость приобретёт лежащее на льду чугунное ядро, если пуля, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с , отскочит от него и будет двигаться в противоположном направлении со скоростью 400 м/с? Масса пули 10 г, масса ядра 25 кг.
Дано: СИ Решение:
____________
Ответ:
21. Применение закона сохранения импульса в технике и быту:
а)Реактивное движение – это___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Примеры реактивного движения: _____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
в) явление отдачи_____________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
22. Применение закона сохранения импульса в природе:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
23. Применение закона сохранения импульса в медицине:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
24. Это интересно:
1. Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. А ведь он мог спастись, если бы не был так жаден! Каким образом?__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. В одной из серий мультфильма «Ну, погоди!» в безветренную погоду волк, для того, чтобы догнать зайца набирает в грудь побольше воздуха и дует в парус. Лодка разгоняется и Возможно ли данное явление? Почему?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Герой книги Э. Распе барон Мюнхгаузен рассказывал: “Схватив себя за косичку, я из всех сил дернул вверх и без особого труда вытащил из болота и себя и своего коня, которого крепко сжал обеими ногами, как щипцами”.
Можно ли таким образом поднять себя? Почему?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Оценка за занятие ______________
Приложение 3
Листок рефлексии
Фамилия, имя__________________________________________
Группа________________________________________________
1.На уроке я работал(а) 2.Своей работой на уроке я 3.Урок для меня показался 4.За урок я 5.Мое настроение 6.Материал урока мне был
7.Домашнее задание мне кажется
активно / пассивно доволен (на) / не доволен(на) коротким / длинным не устал (а) / устал(а) стало лучше / стало хуже понятен / не понятен полезен / бесполезен интересен / скучен легким / трудным интересно / не интересно
Нарисуй свое настроение смайликом.
Подсчитайте полученное за урок количество баллов, оцените свою работу на уроке.
Если вы набрали:
от 19-27 баллов – оценка «отлично»
От 12– 18 баллов – оценка «хорошо»
От 5-11 балло – оценка «удовлетворительно»
Я набрал (а) ________баллов
Оценка _________
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
До взаимодействия
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
После взаимодействия
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
До взаимодействия
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
V
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
V
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
После взаимодействия
13 EMBED PBrush 1415
Рисунок 24Рисунок 31Рисунок 32Рисунок 1Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native