Конспект урока по физике Решение задач "Импульс тела. Закон сохранения импульса" (10 класс)

Урок решение задач «Импульс тела. Закон сохранения импульса» 

                                                                         10 класс

                                                            Учитель Смирнова С.Г.

                                                            г. Саранск, МОУ «Луховский лицей»

Тип урока: Урок-практикум.

Цель урока: Привить умение применять закон сохранения импульса   при решении комбинированных расчетных задач

 Задачи урока:

Образовательные: повторить понятие  импульса тела, импульса силы, закон сохранения импульса

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки самостоятельной  и парной работы. Привить умение применять закон сохранения импульса   при решении комбинированных расчетных задач

Воспитательные  формировать целостное представление обучающихся о мире (природе, обществе и самом себе), о роли и месте физики в системе наук.

Оборудование:  компьютер учителя, мультимедийный проектор, Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Орг.момент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: Решение задач «Импульс тела. Закон сохранения импульса» 

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к решению задач, предлагаю проверить как вы к этому готовы.

Фронтальный опрос:

1.     Что называют импульсом тела? Запишите формулу для расчета импульса тела

2.     Сформулируйте и запишите закон сохранения импульса

3.     Что называют импульсом силы?

4.     Получите формулу для второго закона Ньютона, связанную с изменением импульса тела

Решение задач

Задача 1. Тело движется по прямой в одном направлении. Под действием постоянной силы, равной по модулю 6 Н, импульс тела изменился на 30 кг • м/с. Сколько времени потребовалось для этого?

Решение.

В задаче дано изменение импульса тела. Условно примем начальный импульс за 0, а конечный за 30. То есть имеем, что а время t импульс стал  равен  и скорость стала равна

.

В то же время, согласно второму закону Ньютона, эта скорость была достигнута благодаря приложенной силе F=6 Н, то есть тело двигалось с ускорением

Так как мы условно приняли начальный импульс за 0, то и начальная скорость тоже равна 0, следовательно, за время t тело с ускорением  достигло скорости v:

,

откуда

 с.

Задачу можно решить другим способом, используя второй закон Ньютона, связанный с изменением импульса тела

Ft= (p₂-p₁₎ -импульс силы равен изменению импульса тела. Отсюда

t=(p_2- p₁)/F=30/6= 5 с

Задача 2. Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 100 м/с, разрывается на два осколка. Один из осколков летит под углом 90° к первоначальному направлению. Под каким углом к этому направлению полетит второй осколок, если его масса 1 кг, а скорость 400 м/с?

Решение:

Согласно закону сохранения импульсов, можно записать равенство

,

где  кг – массы частей снаряда; м/с – скорость снаряда до расщепления;  кг – масса второй части снаряда после расщепления;  м/с – скорость второй части снаряда после расщепления;  - искомый угол.

Из полученного выражения  угол можно найти как

Задача 3. По гладкой горизонтальной плоскости движутся вдоль осей х и у две шайбы с импульсами, равными по модулю p1 =2 кг*м/с и p2 = 3,5 кг*м/с (см. рисунок). После их соударения вторая шайба продолжает двигаться по оси у в прежнем направлении. Модуль импульса первой шайбы после удара равен р'1 = 2,5 кг*м/с. Найдите модуль импульса второй шайбы после удара.

Решение.

Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс шайб до удара и после удара равны по каждой координате x и y, то есть будет справедливо равенство:

где  - импульсы шайб до удара по координатам x и y;  - импульсы шайб после удара. В задаче сказано, что изначально первая шайба двигалась по оси Ox, то есть ее импульс , а второй вдоль оси Oy с импульсом . После удара импульс первой шайбы стал равен , а вторая шайба продолжила движение по оси Oy, то есть . Подставим эти величины в систему, получим:

откуда имеем:

Учитывая, что , получаем уравнение:

Решаем квадратное уравнение, получаем:

Предполагая, что первая шайба продолжила свое движение в прежнем направлении, ее импульс , следовательно, .

На дом

Задача 1. Отношение импульса автокрана к импульсу легкового автомобиля p1/p2 = 1,8. Каково отношение их масс m1/m2, если отношение скорости автокрана к скорости легкового автомобиля v1/v2 = 0,3?

Решение.

Импульс крана – это величина , а импульс легкового автомобиля – . Отношение этих величин дает

,

откуда

.

Задача 2. Тело движется по прямой. Начальный импульс тела равен 60 кг • м/с. Под действием постоянной силы величиной 10 Н, направленной вдоль этой прямой, за 5 с импульс тела уменьшился. Определите импульс тела в конце указанного промежутка времени.

Решение.

Импульс тела определяется как , где m – масса тела; v – скорость тела. Под действием силы F=10 Н в соответствии со вторым законом Ньютона телу было сообщено ускорение, равное

,

которое длилось t=5 секунд. Следовательно, скорость тела уменьшилась на

и импульс стал равен

,то есть

.

Задачу можно решить другим способом, используя второй закон Ньютона, связанный с изменением импульса тела

Ft= -(p₂-p₁₎ =5*10=50 H*c-импульс силы равен изменению импульса тела. Отсюда p₂₌ p₁- Ft=60-50=10кг*м/с