Конспект урока физики по теме "Законы сохранения в механике" 9 класс

Открытый урок по теме:

 Законы сохранения в механике

Тема урока: Законы сохранения в механике

«Природа никогда не изменит великим законам сохранения»

Д.Бернулли.

«…Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга»

Макс Планк.

Цели урока:

Образовательные:

сформировать целостную систему знаний по изученной теме.

Развивающие:

1.Совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения обучающихся, коммуникативные свойства речи;

2.продолжить работу по развитию умений моделировать ситуацию.

3.развивать и совершенствовать умение применять имеющиеся у учащихся знания в измененной ситуации.

4.развитие политехнических знаний и умений, умения пользоваться языком физики и применять знания в новой обстановке.

Воспитательные:

1.Продолжить работу по формированию у обучающихся добросовестного отношения к учебному труду; коммуникативных умений, эстетического восприятия мира;

2.развитие функций общения на уроке как условие обеспечения взаимопонимания, побуждения к действию.

3.Воспитание чувства товарищества.

Ход урока

·        С начала года мы говорим с вами о движении как таковом в кинематике, затем о движении на языке силы, но всем известно если пирог был, то бесследно исчезнуть он не мог…

На листочках записываете ответы, а в тетради букву соответствующую числам на доске

3  2  1  3  1 ы    7  3  3  4  2  5  4  4  2  7

1.      з – физика (3)

2.      а – масса (2)

3.      к – килограмм (1)

4.      о – Джоуль (3)

5.      н – Ньютон (1)

6.      ы –

7.      с – импульс (7)

8.      о – скорость (3)

9.      х – механика (3)

10.  р – инерция (4)

11.  а – Ватт (2)

12.  н – потенциальна (5)

13.  е – кинетическая (4)

14.  н – мощность (4)

15.  и – сила (2)

16.  я – энергия (7)

Если все правильно выполнили, то должно получиться:

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ в механике.

«Природа никогда не изменит великим законам сохранения» Д.Бернулли.

«…Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга»Макс Планк.

·        Опыт столкновение 2 шаров

m₁=m₂

m₁>m₂

Объяснить, что с ними происходит.

III закон ньютона    

F₁=-F₂ /*t

Импульс силы          

F₁t=-F₂t

II закон Ньютона в импульсной форме    

Ft = p-p₀=mυ -mυ₀

m₁υ ₁-m₁υ ₀₁=-( m₂υ ₂-m₂υ ₀₂)

m₁υ ₁+m₂υ ₂= m₁υ ₀₁+m₂υ ₀₂)

после взаимодействия         до взаимодействия

Мы не раз говорили, что теории в физике основываются на модели, т.е. ограничениях, поэтому ограничим наши рассуждения…

·         Замкнутая система

·         Закон сохранения импульса.

·         Импульс – инвариантная величина.

·         Инвариант

·         Реактивное движение; примеры: воздушные шарики;

·         Сообщения студентов.

·        Следует сказать, что современные технологии производ­ства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третьей космической скорости (16,4 км/с) необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реализовать невозможно. Следовательно, нужно искать другие способы построения ракетоносителей. Возможно, и другие виды силовых двигателей.

Говоря об истории развития ракет, нужно заметить, что их первые мо­дели появились еще в Китае в X веке. Они работали на порохе и применя­лись лишь при фейерверках.

Затем, уже в XVIII веке, появились первые боевые ракеты с дальностью полета до 2,5км.

Особенностью всех типов ракет было то, что в них был заложен прин­цип реактивной тяги.

Особое место в развитии ракетостроения принадлежит нашей стране. Первые русские ракеты, которые были построены под руководством

К.И.Константинова в XIX веке, могли нести достаточно большой заряд на 4-5 км. Ближе к первой мировой войне, развитие боевых ракет было почти прекращено.

Попытку вернуть развитие ракетостроения предпринял К.Э.Циолков­ский. Он не только смог теоретически обосновать возможность космиче­ских полетов, но и рассчитать отдельные параметры ракетоносителя. По­жалуй, именно он и является родоначальником практического современно­го ракетостроения в нашей стране.

Прорыв в создании новых образцов космической техники принадлежит группе ученых нашей страны, которые в начале 30-х годов XX века создали коллектив ГИРД (группа по изучению реактивного движения), среди кото­рых был и С.П.Королев. Именно тогда ученые поняли, что самыми пер­спективными являются жидкостные ракетные двигатели. Чтобы горючее горело на больших высотах, где мало кислорода, ракета снабжалась баками с окислителем.

Первые образцы ракет показали хорошие летные качества. Но война помешала нашей стране быстро построить модели боевых ракет.

В годы войны в Германии под руководством В. фон Брауна построили ракеты ФАУ-1 и ФАУ-2 с дальностью полета до 300 км, которыми бомбили Англию.

Но самые большие достижения в области покорения космоса принадле­жат нашей стране. 4 октября 1957 г. при помощи ракеты был выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли. Это сделала группа ученых под руководством С.П.Королева. 12 апреля 1961 г. первый в истории чело­вечества человек - Ю.А.Гагарин совершил космический полет.

В 2011 году – 50 лет со дня первого полета человека в космос.

Современные ракетоносители обладают такой мощностью, что могут выводить на орбиту до 150 т полезного груза. Именно в нашей стране по­строен самый мощный носитель «Протон-3» НПО «Энергия».

Человечество смогло построить космические корабли, которые изучают планеты Солнечной системы. Правда, для покорения космического про­странства нужны уже принципиально новые конструкции ракет. Они долж­ны иметь значительно большие скорости, чем первая, вторая и третья кос­мические скорости. Только в этом случае можно заглянуть за пределы Сол­нечной системы. Следовательно, нужно создавать новые аппараты, ско­рость которых будет десятки тысяч километров в секунду.

Существует много проектов по созданию фотонных, гравитационных двигателей, которые позволят разгонять корабли до околосветовых скоро­стей. Но это - дело будущего.

·      Алгоритм решения задач

1.    Выполнить рисунок до и после взаимодействия, указав направление импульса каждого тела.

2.    Выберите координатные оси.

3.    Запишите закон сохранения импульса, для данной системы, в векторной форме.

4.    Перепишите закон сохранения импульса в проекциях на выбранные оси.

5.    Решите полученную систему.

·        Задача. На неподвижную тележку массой 100 кг принят человек массой 50 кг со скоростью 60 км/ч. С какой скоростью V начнет двигаться тележка с человеком.

Ответ: 2м/с

·        Кроме импульса есть ещё некоторые физические величины, которые являются инвариантами, среди них энергия, заряд.

·        Потенциальная энергия?

E_p= mgh; E_p=

СвязьE_pи А?

А= - ∆E_p=- (E_p2- E_p1)

Кинетическая энергия?

E_к=

Теорема о кинетической энергии?

А= ∆E_к=  E_к2- E_к1

т.к.левые части одинаковые →правые части равны

- (E_p2 - E_p1) = E_к2 - E_к1

E_к1 + E_p1 = E_к2 + E_p2

E_к+E_p= const

·           Закон сохранения полной механической энергии

·           Задача: Свободно падающее тело достигает поверхности Земли со скоростью 15 м/с. С какой высоты оно падало?

Ответ: 11,25м

·           Вывод:

Значение закона сохранения и превращения энергии настолько велик, что Макс Планк по этому поводу написал: «…всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга». Энергия и импульс, инвариантные физические величины, т.е. сохраняются.

·         Демонстрация: падение тела.

Потенциальная энергия переходит в кинетическую… а потом???…

-          Куда делась энергия?

-          Подумайте дома.

·         Домашнее задание.

·         Тест по теме законы сохранения, для проверки первичного формирования понятий.

·         Урок окончен. Всем спасибо.