Закон сохранения импульса 7 класс физика конспект урока

Обновлено: 08.07.2024

Оборудование: металлические шарики на нитях, тележки демонстрационные, грузы.

Средства обучения: карточки с тестами.

1. Организационный этап (1мин)

2. Повторение изученного материала. (10 мин)

Учитель: Тему урока вы узнаете, разгадав небольшой кроссворд, ключевым словом, которого и будет тема нашего урока. (Разгадываем слева на право, слова записываем по очереди вертикально).

Явление сохранения скорости постоянной при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации.
Явление изменения объема или формы тела.
Сила, возникающая при деформации, стремящая вернуть тело в первоначальное положение.
Английский ученый, современник Ньютона, установил зависимость силы упругости от деформации.
Единица массы.
Английский ученый, открывший основные законы механики.
Векторная физическая величина, численно равная изменению скорости за единицу времени.
Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела.
Сила, возникающая благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел.
Мера взаимодействия тел.
Раздел механики, в которой изучают закономерности механического движения материальных тел под действием приложенных к ним сил.

3. Изучение нового материала. (18 мин)

Ребята тема нашего урока “Импульс тела. Закон сохранения импульса”

Цели урока: усвоить понятие импульса тела, понятие замкнутой системы, изучить закон сохранения импульса, научится решать задачи на закон сохранения.

Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, но и доказывать их математически.

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?

Опыт №1.Скатывание легкоподвижной тележки с наклонной плоскости. Она сдвигает тело, находящееся на ее пути.

Можно ли найти силу взаимодействия тележки и тела? (нет, так как столкновение тележки и тела кратковременное и силу их взаимодействия определить трудно).

Опыт №2. Скатывание нагруженной тележки. Сдвигает тело дальше.

Можно ли в данном случае найти силу взаимодействия тележки и тела?

Сделайте вывод: с помощью каких физических величин можно охарактеризовать движение тела?

Вывод: Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, т.е. равнодействующая всех сил. Но часто бывает очень сложно определить равнодействующую силу, как это было в наших случаях.

Если на вас катится игрушечная тележка, вы можете остановить ее носком ноги, а если на вас катится грузовик?

Вывод: для характеристики движения надо знать массу тела и его скорость.

Поэтому для решения задач используют еще одну важнейшую физическую величину - импульс тела.

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596-1650 г.), который назвал эту величину “количеством движения”: “Я принимаю, что во вселенной… есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает”.

Найдем взаимосвязь между действующей на тело силой, временем ее действия, и изменением скорости тела.

Пусть на тело массой m начинает действовать сила F. Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а.

Вспомните как читается 2 закон Ньютона?

Запишем закон в виде

С другой стороны:

Или Получили формулу второго закона Ньютона в импульсной форме.

Обозначим произведение через р:

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.

Импульс р – векторная величина. Он всегда совпадает по направлению с вектором скорости тела. Любое тело, которое движется, обладает импульсом.

Определение: импульс тела – это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости.

Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах.

Кто желает вывести единицу измерения для импульса? (Ученик у доски делает записи).

Вернемся к нашему равенству . В физике произведение силы на время действия называют импульсом силы.

Импульс силы показывает, как изменяется импульс тела за данное время.

Декарт установил закон сохранения количества движения, однако он не ясно представлял себе, что количество движения является векторной величиной. Понятие количества движения уточнил голландский физик и математик Гюйгенс, который, исследуя удар шаров, доказал, что при их соударении сохраняется не арифметическая сумма, а векторная сумма количества движения.

Эксперимент (на нитях подвешиваются два шарика)

Правый отклоняют и отпускают. Вернувшись в прежнее положение и ударившись о неподвижный шарик, он останавливается. При этом левый шарик приходит в движение и отклоняется практически на тот же угол, что и отклоняли правый шар.

Импульс обладает интересным свойством, которое есть лишь у немногих физических величин. Это свойство сохранения. Но закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе.

Система тел называется замкнутой, если взаимодействующие между собой тела, не взаимодействуют с другими телами.

Импульс каждого из тел, составляющих замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

В этом заключается закон сохранения импульса.

Примеры: ружье и пуля в его стволе, пушка и снаряд, оболочка ракеты и топливо в ней.

Закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса выводится из второго и третьего законов Ньютона.

Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из двух тел – шаров с массами m₁ и m₂, которые движутся вдоль прямой в одном направлении со скоростью ?₁ и ?₂. С небольшим приближением можно считать, что шары представляют собой замкнутую систему.

Из опыта видно, что второй шар движется с большей скоростью (вектор изображен более длинной стрелочкой). Поэтому он нагонит первый шар и они столкнуться. (Просмотр эксперимента с комментариями учителя).

Математический вывод закона сохранения

А сейчас мы с вами побудим “полководцами”, используя законы математики и физики сделаем математический вывод закона сохранения импульса.

, так как время действия сил одно и тоже, то можно записать

-начальные скорости тел, - конечные скорости

, , так как левые части уравнений равны, то и правые тоже: , сгруппируем члены уравнений

- закон сохранения импульса (для упругого удара)

Если удар неупругий , то закон сохранения импульса примет вид:

4. Закрепление изученного материала. (4 мин.)

1) Что называется импульсом тела ?

2) Назовите единицы измерения импульса тела в СИ?

4) В чем заключается закон сохранения импульса?

5) При каких условиях выполняется этот закон?

6) Какую систему называют замкнутой?

7) Почему происходит отдача при выстреле из ружья?

5. Решение задач (10мин.)

Два неупругих тела, массы которых 2 и 6 кг, движутся навстечу друг другу со скоростями 2 м/с каждое. С какой скоростью и в каком направлении будут двигаться эти тела после удара?

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«Средняя общеобразовательная школа № 51

имени Героя Советского Союза,

Тема урока:

Цели урока:

Обосновать необходимость введения новой физической величины – импульс тела, ввести понятие - импульс силы.

Формировать понятие о замкнутых системах, вывести закон сохранения импульса.

Задачи:

Образовательные:

- раскрыть содержание закона сохранения импульса, понятий: импульс тела, импульс силы и научить применять полученные знания к анализу явлений взаимодействия тел;

- обеспечить усвоение понятия центра тяжести тела, устойчивого, неустойчивого, безразличного равновесий, устойчивости тел;

- продолжить формирование умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики;

Развивающие:

- повысить познавательную активность обучающихся;

- развивать умения и навыки решения;

- развивать интеллектуальные способности обучающихся;

- активизировать деятельность обучающихся в процессе урока.

Воспитательные:

- раскрывать общекультурную значимость науки физики и формирование научного мировоззрения и мышления у обучающихся;

- формировать интерес к физике и ее приложениям.

I. Организационный момент.

II . Активизация опорных знаний.

III . Изучение нового материала.

IV . Закрепление изученного материала.

V . Домашнее задание.

VI . Подведение итогов.

Оборудование:

3. Шары разной массы, легко подвижные тележки, наклонная плоскость, штатив с муфтой и лапкой, брусок, плотная полоска бумаги, графин с водой, магнит.

Организационный момент.

Активизация опорных знаний.

Проблема: Почему? (Слайд 1)

- формулировка темы и цели урока (Слайд 2)

1. Что такое механическое движение?

2. Что такое взаимодействие тел?

3. Сформулируйте законы Ньютона.

Изучение нового материала.

Учитель: Зная основные законы механики (законы Ньютона), мы думаем, что можем решить любую задачу о движении тел. Но оказывается – это не так.

Эксперимент (демонстрирует учитель).

Упругое соударение шаров разной массы.

Движение изначально неподвижной тележки, после действия на нее другой тележки.

Учитель: (вопросы к классу):

- Как описать взаимодействие тел в данных опытах?

- Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?

Вывод.

- Законы Ньютона позволяют решать задачи, связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, т.е. равнодействующая всех сил. Но часто бывает очень сложно определить равнодействующую силу, как это было в наших случаях.

- Для описания подобных ситуаций в механике введены специальная величина, значение которой не изменяется при взаимодействии тел: импульс тела.

Импульс тела – это характеристика движения. Импульс обозначается : р.

Учитель: А теперь давайте попытаемся с вами определить от каких величин зависит импульс тела. Я обращаю ваше внимание на технику безопасности во время проведения экспериментов. (Слайд 4)

1) на штативе укрепить наклонную плоскость;
2) с наклонной плоскости скатывайте шары разной массы;

3) определите результаты взаимодействия шаров с бруском;

Вывод: импульс тела зависит от массы тела, чем больше масса тела – тем больше импульс тела.

1) измените угол наклонной плоскости;
2) повторите опыт с шаром большей массы;

3) определите результаты взаимодействия шара с бруском при разных углах наклона;

Вывод: импульс тела зависит от скорости тела, чем больше скорость тела – тем больше импульс тела.

Учитель: В результате фронтального эксперимента мы получили, что импульс тела зависит от массы и скорости тела. Следовательно, (Слайд 5)

Демонстрация (выполняет учитель)

Опыт: графин с водой и полоска плотной бумаги. ( Описание опыта: графин с водой находится на длинной полоске прочной бумаги. Если тянуть полоску медленно, то графин движется вместе с бумагой. А если резко дернуть полоску бумаги – графин остается неподвижным.) (Слайд 6)

1) на поверхность стекла поместите стальной шарик;
2) быстро пронесите магнит над шариком;

3) медленно пронесите магнит над шариком;

4) определите от чего зависит результат взаимодействия тел.

Вывод: результат взаимодействия тел зависит от времени взаимодействия.

1) повторите опыт приблизив магнит к шарику;

Вывод: результат взаимодействия тел зависит от силы взаимодействия.

Учитель: В результате фронтального эксперимента мы получили, что результат взаимодействия двух тел зависит от силы и времени взаимодействия этих тел. Для характеристики этого результата взаимодействия вводят понятие импульс силы .

Учитель: Запишем связь между импульсом тела и импульсом силы. (Слайд 8)

1. Из второго закона Ньютона

2. Используем формулу ускорения

3. Подставляем формулу (1) в формулу (2)

4. Раскрываем скобки и переносим время t в левую часть уравнения

5. Получаем соотношение между импульсом силы и импульсом тела

Импульс силы равен изменению импульса тела.

Уравнение (3) является уравнением второго закона Ньютона в импульсной форме

Демонстрация (выполняет учитель)

Опыт: из учебника, демонстрирующий закон сохранения импульса.

Вывод: правый шар передает левому весь свой импульс. На сколько уменьшится импульс первого шара, на столько же увеличится импульс второго шара. Если же говорить о системе двух шаров, то импульс системы остается неизменным, т.е. сохраняется. (Слайд 9)

1. По третьему закону Ньютона два тела взаимодействуют друг с другом с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

2. По второму закону Ньютона

3. Используем формулу ускорения

4. Подставляем формулу ускорения в формулу (1)

5. После сокращения на время t и раскрытия скобок получаем

6. Перенесем в левую часть уравнения векторы импульсов тел до взаимодействия, а в правую часть – векторы импульсов тел после взаимодействия.

Это уравнение называется законом сохранения импульса тел.

Но, закон сохранения импульса выполняется только в замкнутых системах.

Определение замкнутой системы (Слайд 10)

Формулировку закона сохранения импульса обучающиеся смотрят в учебнике.

Учитель: В жизни мы встречаемся с такими явлениями как отскакивание мяча при ударе о стенку, землю, при разлете мячей при ударе друг о друга. На даче при поливе с использованием шланга можно наблюдать, как шланг извивается, когда вода выливается из него. В ванной комнате многие наблюдали, что при сильном напоре воды кран начинает крутиться в разные стороны. Охотники и стрелки рассказывают, что при выстреле из ружья ощущается отдача оружия при вылете пули. На уроках биологии вы знакомились с принципами движения морских обитателей: кальмаров, каракатиц, осьминогов.

Закон сохранения импульса проявляется в реактивном движении. А с этим видом движения мы с вами познакомимся на следующем уроке. (Слайд 11,12)

Закрепление изученного материала.

“ Два шарика и тележка” (экспериментальная задача)

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

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.

2. а) Из двух тел различной массы,

движущихся с одинаковыми

скоростями, импульс которого больше?

υ ₁

υ ₂

б) Из двух тел равной массы , движущихся

с различными скоростями, импульс

в) Определите знаки проекций импульсов тел.

υ ₁

υ ₂

Тело массы небольшой (10 кг.)
скорость развивает (5м/с).
И какой же это тело импульс получает?

4. Скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса – в 4 раза меньше массы грузового автомобиля. Сравните модули импульсов автомобилей.

(Импульс легкового автомобиля меньше в два раза.)

5. Два шарика, стальной и алюминиевый, одинакового объема, падают с одной и той же высоты. Сравните их импульсы в момент падения на землю. (Импульс стального больше, так как больше его масса.)

Домашнее задание. (Слайд 15).

§21, упражнение №20 (1 – 3)

Подведение итогов.

Рефлексия – из трех предложенных стихов выбери одно, характеризующее твоё состояние на конец урока.

Не весел я сегодня,
В тишине взгрустнулось мне,
И о законе сохраненья
Все промчалось вдалеке.

Вспоминая, все познания свои,
И физики мир постигая,
Я благодарен матушке судьбе,
Что импульс есть и нам его не счесть.

Открытый урок по физики в 7 классе по теме " Импульс тела. Закон сохранения импульса" Применяем групповую работу и парную работу.

Тохтарбаева Курал Унербековна

Учитель физики ІІ категории

Алматинской области

Енбекшиказахского района

поселка Актогай

Образовательные: формирование основных понятий : импульс тела, импульс силы. Изучить закон сохранения импульс

Воспитательная: формирование научного мировоззрения : подчеркнуть, что знание основ физики необходимо каждому,

явления физики происходят повсюду вокруг нас;

Развивающая: продолжить работу по формированию умений применять имеющиеся знания в различных ситуациях.

Тип урока: изучение и первичное запоминание новых знаний.

Форма урока: индивидуальная и коллективная .

Метод проведения урока: фронтальная работа с классом в виде опроса, решений задач ,

Демонстрации: взаимодействие стального шарика и магнита; взаимодействие легкоподвижной тележки, скатывающейся по наклонной плоскости, с неподвижным телом; взаимодействие двух одинаковых шаров, подвешенных на нитях.

Этапы и задачи

I .Организационный момент

1.Приветствие

обеспечить нормальную внешнюю обстановку на уроке, психологически подготовить учащихся к общению

II .Этап проверки домашнего задания

1.Выявление степени усвоения заданного материала

2.Определение типичных недостатков в знаниях

- Что называют ускорением?

- Перемещение м при равноускоренном движении ?

- Сформулируйте второй закон Ньютона

- Сформулируйте третий закон Ньютона

ІІІ. Этап а ктуализаци и мыслительной деятельности учащихся

2.Формирование целей совместно с учащимися

3.Показ значимости изучаемого материала

Ребята тема нашего урока “Импульс тела. Закон сохранения импульса”

Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, но и доказывать их математически.

Проблемный эксперимент.

Опыт №1.Скатывание легкоподвижной тележки с наклонной плоскости. Она сдвигает тело, находящееся на ее пути.

Опыт №2. Скатывание нагруженной тележки. Сдвигает тело дальше.

Можно ли в данном случае найти силу взаимодействия тележки и тела?

Сделайте вывод: с помощью каких физических величин можно охарактеризовать движение тела?

Если на вас катится игрушечная тележка, вы можете остановить ее носком ноги, а если на вас катится грузовик?

Вывод: для характеристики движения надо знать массу тела и его скорость.

Поэтому для решения задач используют еще одну важнейшую физическую величину - импульс тела.

IV .Этап изучения нового материала

Задачи: обеспечить восприятие осмысления и первичное запоминание изучаемого материала, осознание своих способов в проработке учебной информации

Рене Декарт родился в дворянской семье, в школьные годы проявил интерес к математике. Получив образование, Декарт служил в армии, много путешествовал, затем поселился в Нидерландах, посвятив себя науке. Развивая идеи Галилея, сформулировал закон сохранения количества движения.

Найдем взаимосвязь между действующей на тело силой, временем ее действия, и изменением скорости тела.

Пусть на тело массой m, которое покоится, начинает действовать сила F. Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а. Причем:

Краткий конспект

Второй закон Ньютона

Следует второй закон Ньютона в импульсной форме

Импульс силы равен изменению импульса тела

Сила,действующая на тело,равна изменению импульса тела в иденицу времени

Импульс силы – векторная величина, равная произведению силы на время ее действия

Импульс тела (количество движения)

Импульс тела- векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость

Закон сохранения импульса

(по 3 закону Ньютона)

(по 2 закону Ньютона)

Следует закон сохранения импульса

+ = +

Геометрическая сумма импульса тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы. (закон справедлив для замкнутой системы)

V .Этап закрепления материала

Задача: проверить проверку реального понимания основной сути материала

Решение задач:

Рассмотрим применение закона сохранения импульса на примере решения двух задач.

На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 м/с. С какой скоростью начнет двигаться тележка с человеком?

Снаряд массой 100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500 м/с, попадает в вагон с песком массой 10 т и застревает в нем. Найти скорость вагона, если он движется со скоростью 36 км/ч навстречу снаряду.

1. Формирование понятий импульс тела, импульс силы, замкнутая система, II закон Ньютона в другой форме, добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса и умения применять их к анализу явлений взаимодействия тел в простейших случаях;

2. Формировать умение анализировать, устанавливать связи между элементами ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний;

3. Развитие эстетического вкуса, вызвать … постоянно пополнять свои знания, поддерживать интерес к предмету, показать … проявления закона, учет и использование его на практике.

Дидактические основания урока:

Тип урока: урок изучения нового материала

Формы организации: фронтальная работа, индивидуальная.

Методы: словесно - наглядный с использованием ИКТ, частично - поисковый.

- информационные: учебник Физика – 9

Содержательно - деятельный компонент (ход урока)

I Организационный момент

(принимает отчет дежурного об отсутствующих на уроке, определяет готовность класса к учебным занятиям, приветствует класс)

II Актуализация опорных знаний

1. ОЗМ – умение находить положение тела в момент времени.

2. Разделы механики: кинематика, динамика, законы сохранения.

3. Какие механические явления мы рассматривали:

а) механические движения – изменение положения тела…….

б) взаимодействие тел – действие одного тела на другое, приводящее к изменению скорости (появления ускорения) или деформации.

в) формулировка II закона Ньютона (формула).

г) III закон Ньютона (слайд № 1)

Слова французского ученого (Рене Декарта), который ввел понятие импульса в физику. (слайд № 2)

III Изучение нового материала (запись темы в тетрадь) (слайд №3)

IV а) научные факты (слайд № 4, 5)

Вывод: результат взаимодействия зависит не только от силы, но и от … ее действия.

- Импульс силы (слайд № 6)

б) примеры взаимодействия тел (слайд № 7, примеры)

- снаряд – пушка, пуля – ружье, шарик – воздух, ракета – топливо.

Надувая шарик, в тот момент, когда нас отвлекают, он выпрыгивает из рук и начинает беспорядочно летать по классу. Почему шарик не двигался, когда я держала его рукой? (рука внешняя сила)

Силы с которыми тела взаимодействуют между собой являются внутренними. Система таких тел замкнутая. Действия внешних сил не может изменить.

Вывод: для характеристики движения нужно знать массу и ускорение.

Введение импульса тела (слайд № 8)……(слайд № 9)

II закон Ньютона в импульсной форме: (слайд № 10)

Весь материал – смотрите архив.

-75%

Читайте также: