Решение задач на применение закона сохранения импульса

Урок по теме:

«Решение задач на применение закона сохранения импульса»

Цель урока: научить обучающихся применять теоретические знания при решении задач.

Образовательная задача: обобщить знания, получение при изучении темы «Импульс тела. Закон сохранения импульса». Продолжить отрабатывать умение анализировать условия задачи; устанавливать причинно- следственную связь, получая решение в общем виде; решить на уроке качественные расчетные и экспериментальные задачи.

Развивающая задача: развивать ассоциативное, логическое мышление; способствовать развитию у обучающихся грамотной речи. Развивать зрительную, слуховую, моторную память; уметь обобщать, систематизировать, строить аналогии с учетом личностных качеств обучающихся.

Воспитательная задача: воспитывать ответственность, толерантность, уважительное отношение друг к другу, к точке зрения товарища.

План урока:

1. Организационный момент - 1 мин.

2. Актуализация знаний- 7 мин.

3. Целеполагания- 2 мин.

4. Применение знаний и умений- 25 мин.

5. Подведение итогов и рефлексия- 4 мин.

6. Информация о домашнем задании- 2 мин.

Ход урока:

Сегодня на уроке и уж не в первый раз

Вот о чем пойдет мой сказ.

Есть такой большой закон,

Так в природе важен он.

Что без него не обойтись

Вот почему ты думать не ленись!

Использовать закон так важно!

Всегда он применим, а не однажды

Что знаете закон, мне докажите

Как будите решать задачу, расскажите.

Второй этап:

Решение качественных задач (решат весь класс).

1.     Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается при этом его импульс (передается молекулам воздуха).

2.     Белку с полными лапами орехов посадили на гладкий горизонтальный стол и толкнули по направление к краю. Приближаясь к краю стола, белка почувствовала опасность и предотвращает падение на пол. Каким образом? (Бросает орехи вперед, сама движется противоположно).

3.     Лютый враг нежно прижался щекой к прикладу и нажал курок. Пуля массой 10г выскочила из винтовки и понеслась искать невинную жертву со скоростью 810 м/с, а винтовка в результате отдаче со скорость 2 м/с послала врага в нокаут. Определить массу сбившую с ног врага? (Врага нокаутировало его собственное оружие массой 4 кг).

Вопрос: Вспомните словами какого великого полководца можно прокомментировать. следующую задачу? (Александр Невский: «Кто к нам с мечем придет, то и от меча и погибнет»)

Третий этап:

Вопрос: Какой закон применили при решении задач? Как формулируется? Какой алгоритм применяли при решении задач?

Учитель: Сегодня на уроке мы будем решать задачи с применением закона сохранения импульса и алгоритма решения задач на применение этого закона.

Сообщение темы урока обучающимся

Четвертый этап:

Индивидуально-групповое решение задач.

Инструкция:

1. Можно консультироваться с учителем в процессе решения.

2. Можно общаться друг с другом и объяснять друг другу.

3. Как только решите задачу, выйти с решением к доске.

Первая группа (решение качественных задач на картинках).

1. "Апельсин" (вносят <Рисунок 1>). Почему апельсин, пробитый пулей, остался неподвижным, хотя он не закреплен и сила действия пули была достаточно большой?

Ответ: время взаимодействия пули с апельсином мало из-за большой скорости движения пули, значит  (изменение импульса) мало.

                                                     Рисунок 1

2. "Каракатица" (вносят <Рисунок 2>). На рисунке изображена морская каракатица. Объясните способ передвижения в различных направлениях этого морского животного.

Ответ: у каракатиц, кальмаров, спрутов между головой и туловищем на брюшной стороне есть короткая конусообразная трубка а. Она сообщается с полостью в, расположенной между внешним покровом и самим телом. Полость через щель б заполняется водой. Затем, сокращением мускулов щель закрывается, и вода выталкивается с большой скоростью через воронку г. Наполнение полости водой и выталкивание водяной струи происходит ритмично. За счет реактивного действия струи жидкости каракатица перемещается. Животное может изменять направление движения за счет того, что может устанавливать воронку под разными углами к своему телу.

                                                       Рисунок 2

Вывод:

1. Направление импульса тела совпадает с направлением его скорости.

2. При взаимодействии импульс тел изменяется на одну и туже величину и направлен в противоположные стороны.

Физкультминутка.

Обучающиеся пересаживаются на свои места и решают тест.

Вариант №1

1.Импульс тела вычисляется по формуле:

A. m*t   Б. F*t   B. m* v

2. Единица измерения силы импульса:

A. кг*с   Б. Н*с   В. кг*м/с

3. Снаряд, летевший горизонтально со скоростью 20 м/с имел массу 10 кг.

Укажите все правильные утверждения:

A. Импульс снаряда равен 200 кг*м/с.

Б. Импульс снаряда равен 2 кг*м/с.

B. Импульс снаряда равен 0,2 кг*м/с

4. Тело свободно падает с высоты 5 м. Чему равен импульс тела в начале падения?

A. Импульс тела в начале падения равен 10 кг *м/с.

Б. Импульс тела в начале падения равен 0 кг*м/с.

B. Импульс тела в начале падения равен 0,1 кг*м/с.

5. Летящая горизонтально пуля массой 10 г попала в лежащий на столе брусок массой 0,5 кг и застряла в нем. Скорость пули> 100 м/с. Укажите все правильные утверждения:

A. Импульс пули до попадания в брусок равен 10 кг*м/с.

Б. Когда пуля внутри бруска движется относительно бруска, импульс системы «пуля и брусок» сохраняется.

B. Импульс пули после попадания в брусок равен нулю.

Вариант №2

1. Тележка массой 200 г движется равномерно по горизонтальной поверхности стола со скоростью 2 м/с. Чему равен ее импульс?

A. 0,4 кг*м/с.

Б. 0,2 кг*м/с.

B. 4 кг*м/с.

2. Два корабля с одинаковыми массами m₁ = m₂ движутся со скоростями v и 3v относительно берега. Определите импульс второго корабля в системе отсчета, связанной с первым кораблем, если корабли идут параллельными курсами в одном направлении.

A. 3 mv.

Б. 2 mv.

B. mv.

3. Пуля массой 10 г пробивает стену. Скорость пули при этом уменьшилась от 800 до 400 м/с. Найдите изменение импульса пули.

A. 4 кг*м/с.

Б. 40 кг*м/с.

B. 2 кг*м/с.

4. С лодки массой 200 кг, движущейся со скоростью 1 м/с, выпал груз массой 100 кг. Какой стала скорость лодки?

A. 1 м/с.

Б. 0,5 м/с.

B. 2 м/с.

5. Шарик массой m движется со скоростью v и сталкивается с таким же неподвижным шариком. Считан удар абсолютно упругим, определите скорости шариков после столкновения.

A. v₁ = 0; v₂ = v.

Б. v₁ = 0; v₂ = 0.

B. v₁ = v; v₂ = v.

3."Басня Крылова":

Однажды Лебедь, Рак да Щука

Везти с поклажей воз взялись,

И вместе трое все в него впряглись.

Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу!

Поклажа бы для них казалась и легка:

Да Лебедь рвется в облака,

Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.

Кто виноват из них, кто прав, - судить не нам;

Да только воз и ныне там!

Вопрос: Почему воз и ныне там?

Ответ: по закону сохранения импульса: P12 = P3

Вывод:

1. Величина изменения импульса зависит от времени действия силы. Чем больше время, тем на большую величину изменится импульс и наоборот.

2. С помощью ЗСИ можно объяснить движение биологических тел (реактивное

движение).

3. Если делаешь дело, то работать надо слажено, дружно.

Вторая группа.

Объяснить афоризм из библии используя закон сохранения импульса.

1. Сказано было: Око за око, зуб за зуб. Я же говорю вам, если ударили вам по

правой щеке, не противьтесь, подставьте и левую (Иисус Христос).

2. Каким судом судите, таким будите судимы (Иисус Христос).

3. Не посылай проклятье другому, будешь дважды проклят сам.

Придумать задачу на этот афоризм, объяснить смысл последних слов с точки зрения ЗСИ.

Вывод: Никогда не надо желать зла другому человеку, так как зло вернется в двое больше.

Третья группа.

Экспериментальная задача:

На одинаковой высоте укреплены два желоба, по которым с одинаковой высоты скользят два одинаковых шарика.

Если скатывается:

1. Правый шарик - тележка приходит в движение;

2. Левый шарик - тележка приходит в движение;

3. Если скатываются оба сразу, то тележка остается в покое. Почему?

Ответ: в первом и во втором случаях тележка получала импульс при взаимодействии с шариком. В случае, когда скатываются оба шарика сразу, горизонтальные проекции импульсов шариков равны и противоположны по знаку, а их сумма равна нулю, поэтому тележка была неподвижной.

Пятый этап.

Вопрос: Что узнали нового из решения задач урока?

Выберите из трех предложенных четверостиший характеризующее твое состояние на конец урока.

1.Искрятся глаза,

Смеется душа,

И ум мой поет:

«К знаниям вперед!»

2. Не весел я сегодня,

В тишине взгрустнулось мне,

И о законе сохраненья

Все промчалось вдалеке.

3. Вспоминая все познания свои,

И физики мир постигая,

Я благодарен матушке судьбе,

Что импульс есть и нам его не счесть.

Шестой этап.

Домашнее задание:

1. Находящийся в лодке человек, хочет определить её массу. Сможет ли он это сделать, если собственная масса ему известна, но ничем, кроме длинной веревки, он не располагает?

Решение: Пусть человек стоит на носу лодки (неподвижной), а затем начнет

перемещаться. Согласно закону сохранения импульса  т.к. Fc можно пренебречь. Умножим на время прохождения от носа к корме:

                           т.к.

, где  – длина лодки, то   .

Нужно измерить длину лодки  и путь, пройденный лодкой в условных единицах.

2. Придумать и решить задачи для абсолютно упругого и абсолютно не упругого удара. Сравнить полученные импульсы. Объяснить почему они разные.