Урок з теми "Релятивістська механіка"

Через терни до зірок

(повторно-узагальнюючий урок у 10 класі

з теми «Релятивістська механіка»)

Мета уроку:

           дидактична: узагальнити й систематизувати знання, вміння та навички з теми «Релятивістська механіка» при розв’язуванні якісних та розрахункових задач;

розвиваюча: розвивати інформаційну та комунікативну компетентності; пізнавальну активність через застосування наочного матеріалу;

виховна: виховувати самостійність при опрацюванні додаткової літератури та розв’язуванні задач; охайність при записах на дошці та в зошитах.

Тип уроку: урок узагальнення й систематизації знань.

Обладнання: мультимедійний проектор, ноутбук, екран, пружина,  лінійка, штатив, чотири тягарці масою 100 г.

Структура  уроку

1.                      Організаційний момент
2.                      Мотивація уроку
3.                      Актуалізація опорних знань
4.                      Розв’язування задач
5.                      Підсумки уроку
6.                      Домашнє завдання

1. Організаційний момент

 Взаємне привітання між учителем та учнями.

2. Мотивація уроку

Учитель. Кожна людина має свою заповідну мрію. А яка заповітна мрія всього людства? Звичайно, це - відвідати інші Галактики в майбутньому, пізнати Всесвіт. А щоб це зробити, необхідно створити міжгалактичний космічний корабель. А для цього необхідні знання з теми «Релятивістська механіка». Отже, тема нашого уроку актуальна й необхідна для вивчення. Відкрийте робочі зошити, запишіть дату та  тему сьогоднішнього уроку «Через терни до зірок» (повторно-узагальнюючий урок  з теми «Релятивістська механіка»).

Сьогодні ми з вами будемо науковою лабораторією, яка складається з трьох груп: «Зірка», «Галактика», «Комета», що займаються визначенням фізичних параметрів, які впливають на створення міжгалактичного космічного корабля. І починаю я з сюрпризу… (на екрані з’являється працівник туристичного агентства «Щаслива зірка» (учень 11 класу) і повідомляє про отримання путівки на Кіпр найкращому із відділів в результаті виконання певних завдань).

Учитель. Фіксувати свої результати ви будете в спеціальному бланку «Зоряний шлях»

Бланк «Зоряний шлях»

Ш. Актуалізація опорних знань

1 завдання «Без минулого немає майбутнього!»

                              (за кожну правильну відповідь-1 бал).

1. Принцип відносності А.Ейнштейна

• Усі процеси природи протікають однаково в усіх інерційних системах відліку.
• Принцип сталості швидкості світла. Швидкість світла у вакуумі однакова для всіх ІСВ, вона не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача світлового сигналу.

2. Як уявляв Ейнштейн просторові розміри і час? ( Лінійні розміри тіл у рухомих системах зменшуються, а час сповільнюється)
3. Формула визначення часу в рухомих системах відліку.

4. Формула визначення лінійних розмірів тіла в рухомих системах відліку.

5. Закон взаємозв’язку маси та енергії тіла.

Е=mc²

      6.Релятивістський закон додавання швидкостей.

       7.  Вкажіть правильне твердження:

      А) зі збільшенням швидкості до значень близьких до щвидкості світла маса тіла зменшується;

Б) зі збільшенням швидкості до значень близьких до щвидкості світла маса тіла збільшується;

В) зі збільшенням швидкості до значень близьких до щвидкості світла маса тіла не змінюється.

8) Формула маси тіла в рухомій системі відліку.

9) Релятивістський імпульс.

10) Кінетична енергія тіла.

  ,

5. Розв’язування задач

2 завдання «Через терни до зірок!»

Учитель. На екрані ви бачите зіркове небо (10 зірок). Під кожною зіркою знаходиться певне завдання. Кожний відділ по черзі називає номер зірки і отримує запитання. За кожну правильну відповідь - 4 бали.

1. Два автомобілі рухаються в одному й тому самому напрямі зі швидкостями 1 і 2 відносно поверхні Землі. Чому дорівнює швидкість світла від фар першого автомобіля в системі відліку, зв’язаній із іншим автомобілем? Укажіть усі правильні відповіді:

2. Позначимо через l₀  довжину стрижня в системі відліку K, відносно якої стрижень нерухомий. У системі відліку, відносно якої він рухається, довжина стрижня l . Укажіть усі правильні твердження.

3. Який із наведених нижче виразів являє енергію спокою системи? Укажіть усі правильні відповіді.

4. Дві фотонні ракети віддаляються одна від одної зі швидкістю 0,65 с відносно земного спостерігача. Чому дорівнює відносна швидкість ракет?

5. Чому дорівнює довжина метрового стрижня (для земного спостерігача), що рухається зі швидкістю 0,6 с?

6. Маса потяга 2000 т. На скільки збільшується його енергія під час підйому на мост висотою 25 м?

7. З якою швидкістю відносно Землі має рухатися космічний корабель, щоб його поздовжні розміри для земного спостерігача були в 2 рази менші  за справжні?

8. Чайник, куди налито 2 кг води, нагріли від 10 °С до кипіння. На скільки змінилася маса води?

 9.Заповнити порожні клітини таблиці.

10.     Чи можуть люди створити такий космічний корабель, який рухався б із

швидкістю світла? (Створення такого космічного корабля неможливе за будь-яким наслідком принципу відносності. Якщо його швидкість буде дорівнювати швидкості світла, то довжина такого корабля стане дорівнюватиме 0, тобто корабель зникне.)

Експериментальне завдання 3

Дослідження зміни маси деформованої пружини від її видовження

Мета: дослідити зміну маси деформованої пружини від її видовження.

Обладнання: динамометр, пружина, лінійка, штатив, 4 тягарці по 100г кожний.

Теоретичні обґрунтування

Якщо підвісити до пружини тягарець масою m , то коефіцієнт жорсткості пружини буде дорівнювати:

. Так як  , , то (2).

Хід роботи

1. Закріпити в штативі пружину та лінійку в вертикальному положенні.
2. Підвісити до пружини тягарець масою 100г та визначити видовження пружини Δх.
3. Розрахувати коефіцієнт жорсткості пружини за формулою (1).
4. Розрахувати зміну маси пружини за формулою (2).
5. Дослід повторити, підвішуючи до пружини по черзі тягарці 200г, 300г, 400г. та знову за формулою (2) розрахувати зміну маси пружини.
6. Результати занести до таблиці

7. Побудувати графік залежності зміни маси пружини від видовження Δх.
8. Зробити висновки.

5. Підсумки уроку

Учитель. Так чи можна створити космічний корабель,що рухається зі швидкістю світла? (Створення такого космічного корабля неможливе за будь-яким наслідком принципу відносності. Якщо його швидкість буде дорівнювати швидкості світла, то довжина такого корабля стане дорівнюватиме 0, тобто корабель зникне.) Підрахуйте суму всіх балів, які отримані  вами за урок та переведіть їх  в оцінку за наступною таблицею:

6. Домашнє завдання

Повторити: параграфи 46 - 48.

Задача 1. З ракети, швидкість якої відносно Землі дорівнює 0,8с, випустили

вперед снаряд зі швидкістю 0,5с відносно ракети, Яка швидкість снаряду

відносно Землі? (0,93с)

Задача 2. У скільки разів подовжується життя нестабільної частинки за рахунок релятивістських ефектів, якщо вона рухається зі швидкістю 0,8с?