Импульс тела. Закон сохранения импульса

Цель урока: 

Ввести понятие импульс тела, изучить закон сохранения импульса, учиться решать задачи.

Ход урока:

I. Повторение. Проверка домашнего задания

 - Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго дви­гаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей на­правление скорости движения этого тела.

 - Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжес­ти, не падают на Землю?

 - Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным паде­нием?

 - Что надо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

 - Выведите формулу для расчета первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.

 - Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью? Второй космической скоростью?

 - От чего зависит первая космическая скорость?

II. Понятие импульса

В самом начале урока учитель демонстрирует несколько опытов упругого столкновения двух шаров разной массы. Можно продемонстрировать, как начинает двигаться изначально неподвижная тележка, если на нее бросить деревянный или металлический брусок.

 - Как описать взаимодействие тел в данных опытах?

 - Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?

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

Пусть на тело массой m, которое покоится (v₀ = 0), начинает действовать сила F. Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а. Причем: F = mа.

С другой стороны:  или: F t = mv.

Обозначим произведение mv через р: р = mv.

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.

Понятие импульса первым ввел Декарт. Правда, величину р = mv он на­звал «количеством движения». Слово «импульс» в переводе с латинского оз­начает «толчок».

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

Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах. Если тело массой 1 кг движется со скоростью 1 м/с, это значит, что его импульс равен 1 кгм/с

III. Закон сохранения импульса

При взаимодействии тел их импульсы могут изменяться.

Эксперимент 1 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.

Тогда для двух взаимодействующих тел:

Таким образом: Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодей­ствиях тел системы.

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

IV. Закрепление изученного

 - Что называется импульсом тела?

 - Запишите формулу импульса тела.

 - Запишите формулу импульса силы.

 - Какова единица измерения импульса тела в СИ?

 - Что такое замкнутая система тел?

 - Какую систему тел называют незамкнутой?

 - На примере взаимодействия двух тел в замкнутой системе покажите, как устанавливают закон сохранения импульса.

V. Решение задач

1. На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 м/с. С какой скоростью начнет двигаться тележка с человеком? Ответ: V = 2 м/с

2. Орудие, не имеющее противооткатного устройства, стреляет снарядом под углом а = 60° к горизонту. Масса снаряда m = 10 кг, его начальная ско­рость V. = 500 м/с. Какова скорость отката орудия, если его масса M= 500 кг? (Ответ: 5 м/с. )

3. Найти импульса грузового автомобиля массой 10 т, движущегося со ско­ростью 36 км/с, и легкового автомобиля массой 1 т, движущегося со скорос­тью 25 м/с. {Ответ:p_t = 10⁵кгм/с, р₂ = 25 • 10³ кг - м/с. )

Домашнее задание

1. Выучить §21, 22;

2. Выполнить упражнения 20, 21 (2).

Урок: Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Цель урока: Ввести понятие импульс тела, изучить закон сохранения импульса, учиться решать задачи.

Ход урока:

I. Повторение. Проверка домашнего задания

- Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго дви­гаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей на­правление скорости движения этого тела.

- Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжес­ти, не падают на Землю?

- Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным паде­нием?

- Что надо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

- Выведите формулу для расчета первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.

- Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью? Второй космической скоростью?

- От чего зависит первая космическая скорость?

II. Понятие импульса

В самом начале урока учитель демонстрирует несколько опытов упругого столкновения двух шаров разной массы. Можно продемонстрировать, как начинает двигаться изначально неподвижная тележка, если на нее бросить деревянный или металлический брусок.

- Как описать взаимодействие тел в данных опытах?

- Удобно ли использовать для этого законы Ньютона?

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

Пусть на тело массой m, которое покоится (v₀ = 0), начинает действовать сила F . Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а . Причем: F = mа.

С другой стороны: или: F t = mv .

Обозначим произведение mv через р: р = mv.

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела.

Понятие импульса первым ввел Декарт. Правда, величину р = mv он на­звал «количеством движения». Слово «импульс» в переводе с латинского оз­начает «толчок».

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

Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах. Если тело массой 1 кг движется со скоростью 1 м/с, это значит, что его импульс равен 1 кгм/с

III. Закон сохранения импульса

При взаимодействии тел их импульсы могут изменяться.

Эксперимент 1 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.

Тогда для двух взаимодействующих тел:

Таким образом: Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодей­ствиях тел системы.

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

IV. Закрепление изученного

- Что называется импульсом тела?

- Запишите формулу импульса тела.

- Запишите формулу импульса силы.

- Какова единица измерения импульса тела в СИ?

- Что такое замкнутая система тел?

- Какую систему тел называют незамкнутой?

- На примере взаимодействия двух тел в замкнутой системе покажите, как устанавливают закон сохранения импульса.

V. Решение задач

1.На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 м/с. С какой скоростью начнет двигаться тележка с человеком? Ответ: V = 2 м/с

2.Орудие, не имеющее противооткатного устройства, стреляет снарядом под углом а = 60° к горизонту. Масса снаряда m = 10 кг, его начальная ско­рость V. = 500 м/с. Какова скорость отката орудия, если его масса M= 500 кг? (Ответ: 5 м/с.)

3.Найти импульса грузового автомобиля массой 10 т, движущегося со ско­ростью 36 км/с, и легкового автомобиля массой 1 т, движущегося со скорос­тью 25 м/с. {Ответ:p_t = 10⁵кгм/с,р₂ = 25 • 10³ кг-м/с.)

Домашнее задание

1. Выучить §21, 22;

2. Выполнить упражнения 20, 21 (2);