Урок у 10 класі "Імпульс тіла. Імпульс сили. Закон збереження імпульсу"

Навчально-методичний комплекс заняття

з теми:

«Імпульс сили. Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу»

Мета: ознайомити учнів з поняттями «імпульс сили», «імпульс тіла» та формулювати «закон збереження імпульсу»; розвивати уважність, бажання вивчати нові терміни та правильно ними користуватися при розв`язуванні задач; виховувати кмітливість та любов до предмету та своєї Батьківщини.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: сталева кулька, магніт, склянка з водою, повітряна кулька.

Хід уроку

Без законів збереження

неможливо здійснювати рух.

С.Ю.Бондаревський

І. Організаційний етап (вітання, перевірка відсутніх, готовність учнів до уроку). – 1 хв.

ІІ. Актуалізація опорних знань. Перевірка домашнього завдання – 5 хв. (провести фронтальне опитування за теоретичним матеріалом попередньої теми та перевірити наявність в зошитах виконаної вправи).

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності – 2 хв.

Провести демонстрацію іграшки «колиска Ньютона» та показати її дію. Виконати дослід: на нитці підвішено тягар, до якого знизу прив’язано ще одну нитку, більш менш за верхню. Повільно тягнемо нижню нитку, то спостерігаємо, що обірветься верхня, а якщо різко смикнути – то обірветься нижня.

ІV. Вивчення нового матеріалу – 25 хв.

План викладання уроку

1. Імпульс тіла. Імпульс сили.
2. Закон збереження імпульсу

1. Поняття «імпульс тіла», «імпульс сили»

Імпульс тіла дуже часто ще називають кількістю руху, оскільки він характеризує вплив тіла на інші тіла внаслідок взаємодії.

Приклад: (аварія на дорозі)

Зіштовхується легковик з вантажівкою і коли руйнування легкової машини будуть більші, коли вантажівка пуста чи навантажена? (відповідь: навантажена). Тобто чим більша маса тіла, тим тіло більш інертне, тим вплив його на інші тіла буде більший.

Як впливає швидкість вантажівки на руйнування легковика? ( відповідь: Чим більша швидкість тим руйнування більші.)

Отже, чим більша маса тіла і його швидкість, тим вплив на інші тіла буде більший. Тобто тим більша кількість руху (імпульс тіла).

Можемо зробити висновок:

Імпульс тіла- це фізична величина, що є характеристикою механічного руху і дорівнює добутку маси тіла т на його швидкість v.

Позначають імпульс тіла літерою P.

Можемо записати формулу для імпульсу тіла:

, де т – маса тіла (кг)

v – швидкість ().

Оскільки швидкість величина векторна, а маса скалярна, то імпульс також є величиною векторною при чому напрямок швидкості і імпульсу тіла співпадають.

Імпульс як фізична величина має свої одиниці вимірювання:

2. Закон збереження імпульсу

Давайте розглянемо взаємодію двох куль під час удару. Оскільки вплив сили тяжіння компенсується реакцією опори, а сила тертя дуже мала, то нею можна знехтувати, тому систему двох куль можна вважати замкнутою.

Нехай кулі масами  і  рухаються на зустріч одна одній зі швидкостями  і   під час удару, кулі діють одна на одну із силами  і  , які згідно з третім законом Ньютона рівні за модулем і протилежні за напрямком.

              (1)

Згідно з другим законом  Ньютона:  ,

 , тоді можемо записати (1) рівність наступним чином:

     (2)

Якщо скористаємось формулою для прискорення, то:

де ,  – швидкості куль після удару (мал.) а    ,  оскільки час взаємодії двох куль однаковий.

Підставивши вирази для прискорення в рівність (2) отримаємо:

Оскільки знаменники обох частин рівності ріні, то їх можна скоротити і отримаємо:

Розкриємо дужки:

Добуток маси на швидкість – це яка величина? (імпульс тіла)

Перепишемо дане рівняння так, щоб початкові імпульси тіл були з одного боку рівності, а кінцеві з іншого.

Отримаємо:  

Виходячи з даної рівності видно, що справа у нас сумарний імпульс куль до взаємодії, а зліва – після взаємодії.

Які числові значення цих сумарних імпульсів? (рівні)

Тобто, можемо зробити висновок:

Якщо два тіла взаємодіють лише одне з одним, то сума їхніх імпульсів до взаємодії і після взаємодії залишається однаковою.

Остання формула є записом закону збереження імпульсу для взаємодії двох тіл. (візьміть формулу в рамочку)

Якщо скористатись позначенням імпульсу тіла, то останню рівність можна переписати наступним чином:

Це твердження поширюється і на систему з довільною кількістю взаємодіючих тіл, тому можна дати загальне формулювання закону збереження імпульсу: (запишіть)

У замкнутій системі (ізольованій) векторна сума імпульсів тіл за будь-яких взаємодій між ними залишається незмінною.

де - кількість тіл в системі, а слово - означає стала (незмінна величина)

Закон збереження імпульсу – один з основних законів природи. Це положення справджується для всіх явищ природи.

V. Первинне осмислення нового матеріалу. – 2 хв.

Запропонувати учням поставити питання своїм однокласникам за вивченим матеріалом, на які можна дати відповідь «так» чи «ні».

VI. Закріплення отриманих знань. Розв’язування задач. – 6 хв.

1. Пояснити дію «колиска Ньютона і результат, отриманий у ході демонстрації на початку уроку.
2. Розглянути алгоритм розв’язування задач на закон збереження імпульсу.
3. Виконати відповідні вправи, які подані в підручники, запропоновані вчителем.

VII. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія. – 2 хв.

Я дізнався (лась) на уроці…

Мені було цікаво, те що…

Більше всього мені сподобалось…

Отриманні знання знадобляться для…

VIII. Повідомлення домашнього завдання – 2 хв.

Опрацювати теоретичний матеріал підручника, конспект вивчити, виконати задачу із відповідної вправи.