Слайд 2
Как экспериментально можно проверить закон сохранения импульса?
Слайд 3
Как изменяется импульс тела при взаимодействии? Где применяется закон сохранения импульса? Каково значение работ Циолковского для космонавтики?
Слайд 4
определить понятия: «упругий и неупругий удары»; на практическом и виртуальном примере рассмотреть, как выполняется закон сохранения импульса.
Слайд 5
Рене Декарт (1596-1650), французский философ, математик, физик и физиолог. Высказал закон сохранения количества движения, определил понятие импульса силы.
Слайд 6
Импульсом тела (количеством движения) называют меру механического движения, равную в классической теории произведению массы тела на его скорость. Импульс тела является векторной величиной, направленной так же, как и его скорость. Закон сохранения импульса служит основой для объяснения обширного круга явлений природы, применяется в различных науках.
Слайд 7
Абсолютно упругий удар – столкновения тел, в результате которого их внутренние энергии остаются неизменными. При абсолютно упругом ударе сохраняется не только импульс, но и механическая энергия системы тел. Примеры: столкновение бильярдных шаров, атомных ядер и элементарных частиц. На рисунке показан абсолютно упругий центральный удар: В результате центрального упругогоудара двух шаров одинаковой массы, они обмениваются скоростями: первый шар останавливается, второй приходит в движение со скоростью, равной скорости первого шара.
Слайд 8
Упругий удар
Слайд 9
Абсолютно неупругий удар: так называется столкновение двух тел, в результате которого они соединяются вместе и движутся дальше как одно целое. При неупругом ударе часть механической энергии взаимодействующих тел переходит во внутреннюю, импульс системы тел сохраняется. Примеры неупругого взаимодействия: столкновение слипающихся пластилиновых шаров, автосцепка вагонов и т.д. На рисунке показан абсолютно неупругий удар: После неупругого соударения два шара движутся как одно целое со скоростью, меньшей скорости первого шара до соударения.
Слайд 10
Неупругий удар
Слайд 11
Слайд 12
А В С В результате поставленного эксперимента мы получили: mпистолета = 0,154 кг mснаряда = 0,04 кг АС= Lпистолета = 0,1 м Lснаряда = 1,2 м С помощью метромера мы определили время движения снаряда и пистолета, оно составило: tпистолета = 0,6 с tснаряда = 1,4 с Теперь определим скорость снаряда и пистолета во время выстрела по формуле: V= L/t Получили, что Vпистолета = 0,1:0,6 = 0,16 м/с Vснаряда = 1,2:1,4 = 0,86 м/с И наконец мы можем вычислить импульс двух этих тел по формуле: P=mV Получили: Рпистолета = 0,154 * 0,16 = 0,025 кг*м/с Рснаряда = 0,04 *0,86 = 0,034 кг*м/с mп*Vп = mс*Vс 0,025 = 0,034разногласие получилось в связи с действием силы трения на снаряд и погрешностью приборов. 0,1 м 1,2 м снаряд пистолет
Слайд 13
Слайд 14
Закон строго выполняется в явлениях отдачи при выстреле, явлении реактивного движения, взрывных явлениях и явлениях столкновения тел. Закон сохранения импульса применяют: при расчетах скоростей тел при взрывах и соударениях; при расчетах реактивных аппаратов; в военной промышленности при проектировании оружия; в технике - при забивании свай, ковке металлов и т.д.
Слайд 15
Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит Константину Эдуардовичу Циолковскому. Основоположником теории космических полетов является выдающийся русский ученый Циолковский (1857 - 1935). Он дал общие основы теории реактивного движения, разработал основные принципы и схемы реактивных летательных аппаратов, доказал необходимость использования многоступенчатой ракеты для межпланетных полетов. Идеи Циолковского успешно осуществлены в СССР при постройке искусственных спутников Земли и космических кораблей.
Слайд 16
Движение тела, возникающее вследствие отделения от него части его массы с некоторой скоростью, называют реактивным. Все виды движения, кроме реактивного, невозможны без наличия внешних для данной системы сил, т. е. без взаимодействия тел данной системы с окружающей средой, а для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой. Первоначально система покоится, т. е. ее полный импульс равен нулю. Когда из системы начинает выбрасываться с некоторой скоростью часть ее массы, то (так как полный импульс замкнутой системы по закону сохранения импульса должен оставаться неизменным) система получает скорость, направленную в противоположную сторону.
Слайд 17
При взаимодействии изменение импульса тела равно импульсу действующей на это тело силы При взаимодействии тел друг с другом изменение суммы их импульсов равно нулю. А если изменение некоторой величины равно нулю, то это означает, что эта величина сохраняется. Практическая и экспериментальная проверка закона прошла успешно и в очередной раз было установлено, что векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не изменяется.
Посмотреть все слайды
Стакан с водой находится на длинной полоске прочной бумаги. Если тянуть полоску медленно, то стакан движется вместе с бумагой. А если резко дернуть полоску бумаги - стакан остается неподвижный. Если мяч, летящий с большой скоростью, футболист может остановить ногой или головой, то вагон, движущийся по рельсам даже очень медленно, человек не остановит. Теннисный мяч, попадая в человека, вреда не причиняет, однако пуля, которая меньше по массе, но движется с большой скоростью (м/с), оказывается смертельно опасной.
У какого тела импульс больше: у спокойно идущего слона или летящей пули? (M >m, но V 1 m, но V 1 "> m, но V 1 "> m, но V 1 " title="У какого тела импульс больше: у спокойно идущего слона или летящей пули? (M >m, но V 1 "> title="У какого тела импульс больше: у спокойно идущего слона или летящей пули? (M >m, но V 1 ">
Шар Герона Герон Александрийский – греческий механик и математик. Одно из его изобретений носит название Шар Герона. В шар наливалась вода, которая нагревалась огнем. Вырывающийся из трубки пар вращал этот шар. Эта установка иллюстрирует реактивное движение.
1. Импульс силы в Международной системе единиц измеряется: A.1Н; В. 1м; С. 1 Дж; D. 1Н · с 2. Закон сохранения импульса справедлив для: А. замкнутой системы; В. любой системы 3. Если на тело не действует сила, то импульс тела: А. увеличивается; В. не изменяется; С. уменьшается 4.Что называют импульсом тела: А. величину, равную произведению массы тела на силу; В. величину, равную отношению массы тела к его скорости; С. величину, равную произведению массы тела на его скорость. 5. Что можно сказать о направлении вектора скорости и вектора импульса тела? А. направлены в противоположные стороны; В. перпендикулярны друг другу; С. их направления совпадают ОТВЕТ: 1D; 2А; 3В; 4С; 5С.
Ход урока
1. Организационный этап (1мин)
Доклад дежурного. Пожелание активно поработать и проявить свои лучшие способности.
2. Изучение нового материала. (23мин)
Ребята тема нашего урока “Импульс тела. Закон сохранения импульса”
Вступление .
Изучение нового материала разрешите начать с высказывания Леонардо да Винчи (1452 -1519) его мы знаем как художника, но он был не только великим живописцем, но и великим математиком, механиком и инженером, которому обязаны важными открытиями самые разнообразные отрасли физики.
Высказывание “Знание - дочь опыта”; “Истолкователем природы является опыт. Он не обманывает никогда…”; “Теория - полководец, практика - солдаты”. Но эксперимент сам по себе, без применения математического аппарата, остается наблюдением.
“Никакое человеческое исследование не может претендовать на то, чтобы быть истинной наукой, если оно не использует математических доказательств, и нет никакой уверенности там, где нельзя применить одну из математических наук”.
Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, но и доказывать их математически.
Введение понятия импульса
Зная основные законы механики, в первую очередь три закона Ньютона, казалось бы, можно решить любую задачу о движении тел. Ребята, я вам продемонстрирую опыты, а вы подумайте можно ли в этих случаях используя только законы Ньютона решить задачи?
Проблемный эксперимент.
Опыт №1. Скатывание легкоподвижной тележки с наклонной плоскости. Она сдвигает тело, находящееся на ее пути.
Взаимодействие тележки (кратковременное столкновение тележки и тела, удар) очень мало и поэтому силу их взаимодействия определить трудно.
Опыт №2. Скатывание нагруженной тележки
Опыт№3 Изменения угла наклона плоскости для увеличения скорости нагруженной тележки
Тело сдвигается на большее расстояние.
Вывод :
Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, но часто бывает очень сложно определить действующие на тело силы . Как это было в наших опытах.
Импульс.
Учитель физики МКОУ Зональная СОШ
Безуглов Виктор Викторович
По железнодорожному полотну движется платформа с песком массой 20 т со скоростью 1м/с. Её догоняет горизонтально летящий со скоростью 800м/с снаряд массой 50 кг и врезается в песок без взрыва. С какой скоростью будет двигаться платформа с застрявшем в песке снарядом?
Решение задач на отдачу
Чему равна v 1 отдачи ружья m 1 = 4 кг при выстреле из него пули m 2 =5 г с v 2 = 300 м/с?
Презентация выполнена
Учителем физики
ГБОУ СОШ № 507
Павлюк А.И
Санкт-Петербург
2011г
О неизменности в мире …
«Я принимаю, что во Вселенной …
есть известное количество движения,
которое никогда не увеличивается,
не уменьшается, таким образом,
если одно тело приводит в движение
другое, то теряет столько своего
движения, сколько его сообщает».
В XVII веке впервые были указаны величины, сохраняющиеся в тех или иных явлениях.
Импульс. Закон сохранения импульса.
Импульс тела. Импульс силы.
Закон сохранения импульса.
Применение закона сохранения импульса – реактивное движение.
Объясните явления…
Второй закон Ньютона
F=ma
a = v- v 0 / t
Ft = mv - mv0
p = mv - импульс тела
p = кг м/с СИ
Ft - импульс силы.
mv - mv0 – изменение им пульса
тела
Второй закон Ньютона в импульсной форме:
Импульс силы равен
изменению импульса
тела.
Импульс - векторная величина. Он всегда совпадает по направлению с вектором скорости.
Если два или несколько тел взаимодействуют только между собой
(не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему.
Импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.
Для описания существует очень важный закон – закон сохранения импульса.
Закон сохранения им пульса:
Векторная сумма импульсов замкнутой системы тел не изменяется.
Абсолютно упругий удар - модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется
1.одинаковые тела обмениваются проекциями скорости на линию, соединяющую их центры.
2. скорости тел различной массы зависят от соотношения масс тел.
Для математического описания простейших абсолютно упругих ударов, используется:
закон сохранения импульса
закон сохранения энергии
абсолютно упругий удар тел не равных масс
Импульсы складываются векторно, а энергии скалярно!
абсолютно упругий удар тел равных масс
Центральный абсолютно упругий удар
Когда оба шара имеют одинаковые массы (m1 = m2), первый шар после соударения останавливается (v1 = 0), а второй движется со скоростью v2 = v1, т. е. шары обмениваются скоростями (импульсами)
Центральным ударом шаров называют соударение, при котором скорости шаров до и после удара направлены по линии центров.
После нецентрального упругого соударения шары разлетаются под некоторым углом друг к другу
Если массы шаров одинаковы, то векторы скоростей шаров после нецентрального упругого соударения всегда направлены перпендикулярно друг к другу
Абсолютно неупругий удар - удар, в результате которого компоненты скоростей тел становятся равными
При абсолютно неупругом ударе, выполняется закон сохранения импульса, но не выполняется закон сохранения механической энергии (часть кинетической энергии соудареямых тел, в результате неупругих деформаций переходит в тепловую)
Реактивное движение
Реактивное движение -
это движение, которое
возникает при отделении
от тела некоторой его
части с определенной
скоростью.
Особенностью этого движения является то, что тело может ускоряться и тормозить без какой-либо внешней взаимодействия с другими телами.
Реактивное движение, например, выполняет ракета.
Продукты сгорания при вылете получают относительно ракеты некоторую скорость. Согласно закону сохранения импульса, сама ракета получает такой же импульс, как и газ, но направленый в другую сторону. Закон сохранения импульса нужен для расчета скорости ракеты.
ЗАДАЧА: До запуска ракеты
Mрυр=0, mгυг=0
После запуска
С какой скоростью будет двигаться ракета, если средняя скорость выхлопных газов 1 км/с, а масса горючего составляет 80% от всей массы ракеты?
мрυр
mгυг
Реактивное движение в живой природе:
Реактивное движение присуще медузам, кальмарам, осьминогам и другим живым организмам.
Реактивное движение можно обнаружить и в мире растений. В южных странах и на нашем побережье Черного моря произрастает растение под названием «бешеный огурец» . При созревании семян внутри плода создается высокое давление в результате чего плод отделяется от подложки, а семена с большой силой выбрасываются наружу. Сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет «бешеный огурец» более чем на 12 метров.
Cлайд 1
УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ Импульс тела. Закон сохранения Учитель Кононов Геннадий Григорьевич СОШ № 29 Славянский район Краснодарского краяCлайд 2
СИЛА И СКОРОСТЬ Задача механики – описание движения тел, решается с помощью II з. Ньютона. Существуют случаи, когда силу невозможно измерить, например, столкновения тел. Тогда удобнее рассчитывать изменение скорости тел, т.к. сила вызывает изменение скорости. Движение тел до удара и после удара будем считать равномерными.Cлайд 3
СИЛА И ИМПУЛЬС Запишем второй закон Ньютона F = ma p = mv –импульс тела после взаимодействия p0 = mv0 – импульс тела до взаимодействия Ft = p - p0Cлайд 4
ИМПУЛЬС ТЕЛА – произведение массы тела на его скорость. Импульс – векторная величина, направление импульса совпадает с направлением скорости. Единица измерения импульса кг·м/с Если тело покоится, то импульс равен нулюCлайд 5
ЗАДАЧА Шарик массой 100г, летящий со скоростью 20м/с, упруго ударяется о стенку и отскакивает от нее с такой же скоростью. Найти изменение импульса шарика Решение p1 mv Δp = p2 – p1 = mv – (- mv) = -mv p2 = 2mv Δp = 2·0,1·20 = 4кг·м/сCлайд 6
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА Сумма импульсов тел до взаимодействия равна сумме импульсов тел после взаимодействия m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2 В задачах рассматривается система из двух тел, внешние силы отсутствуют (замкнутая система)Cлайд 7
УПРУГИЙ УДАР 1. При упругом столкновении двух тел оба тела приобретают новые скорости 2.Cлайд 8
НЕУПРУГИЙ УДАР При неупругом ударе тела соединяются и после удара движутся вместе. Уравнение закона сохранения импульса имеет вид m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2)u (если тела движутся навстречу друг другу, то ставится «-», если одно тело догоняет другое, то ставится «+»)Cлайд 9
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ – движение тела при отделении от него некоторой массы 0 = m1v1 - m2v2 или m1v1 = m2v2 Например: а) выстрел из ружья б) полет ракеты? Зачем нужно прижимать приклад ружья к плечу в момент выстрела?Cлайд 10
ЗАДАЧА Летящая пуля массой 10г ударяется в брусок массой 390г и застревает в нем. Найти скорость бруска, если скорость пули 200м/с.Cлайд 11
Дано: СИ Решение m1 = 10г 0,01кг ЗСИ для неупругого удара m2 = 390г 0,39кг m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2)u v1 = 200м/с m1v1 = (m1 + m2)u v2 = 0 u - ? ЗАДАЧАCлайд 12
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 1. На листке написать фамилию и имя 2. Указать номер варианта (1 или 2) 3. Тестовые задания с выбором ответа 4. Слайды чередуются автоматически через 1,5 минуты 5. Работаем самостоятельно 6. Желаю удачиCлайд 13
Т ЕС Т Импульсом тела называют величину равную А)произведению массы тела на силу; Б)отношению массы тела к его скорости В)произведению массы тела на его скорость. Г) произведение массы на ускорение Импульс тела всегда направлен А) перпендикулярно скорости Б) сонаправлен скорости В) противоположен скорости Г) совпадает с ускорением 2.Если на тело не действует сила, то импульс тела А) не изменяется Б) увеличивается В) уменьшается Г) равен нулю 2.Если на тело действует сила, то импульс тела: А) не изменяется Б) только увеличивается В) только уменьшается Г)может и увеличиваться и уменьшатьсяCлайд 14
Т ЕС Т 3.Когда ступеньракетыотделяется от космического корабля, она получает некоторый импульсp0.Какой импульсpполучает при этом космический корабль? А) р = р0Б) р < р0 В) р > р0Г) р = 0 3. При выстреле из ружья пуля получаетимпульср1, а ружьё за счет отдачи приобретает импульср2. Сравните импульсы обоих тел А) р1> р2Б) р1< р2 В) р1= р2Г) р1= р2= 0 4. Мяч массойmброшен вверх с начальной скоростьюv.Каковоизменениеимпульса мяча за время движения от начала до возвращения в исходную точку? А)mvБ)- mvВ)2mvГ)0 4.Дваавтомобиля с одинаковой массойmдвижутся со скоростямиvи2vотносительно Земли. Чему равен модуль импульса второго автомобиля относительно первого? А)3mvБ)2mvВ)mvГ)0Cлайд 15
Тележка массой 0,1 кг движется равномерно по столу со скоростью 5 м/с, так как изображено на рисунке. Чему равен её импульс и как направлен вектор импульса? 1) 0,5 кг·м/с, вправо 2) 0,5 кг·м/с, влево 3) 5,0 кг·м/с, вправо 4) 50 кг·м/с, влево 5) 50 кг·м/с, вправо Автомобиль массой 1 тонна, движется прямолинейно со скоростью 20 м/с. Импульс автомобиля равен… 1) 0,5·103 кг·м/с 2) 1·104 кг·м/с 3) 2·104 кг·м/с 4) 20 кг·м/с 5) 50 кг·м/с Вопрос №5 1 вариант 2 вариант