Открытый урок по теме: "Импульс тела. Закон сохранения импульса"

Тема урока: Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Класс: 9

Форма проведения: урок новых знаний

Цели и задачи урока:

1. образовательные: формирование понятий “импульс тела”, “импульс силы”; умения применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса;

2. развивающие: формировать умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу;

3. воспитательные: развитие эстетического вкуса учащихся, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

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

Средства обучения: карточки с тестами, икт, опыты, цор

Ход урока

1. Организационный этап (1мин)

2. Повторение изученного материала. (10 мин)

Физический диктант.

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).

1. Явление сохранения скорости постоянной при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации.

2. Явление изменения объема или формы тела.

3. Сила, возникающая при деформации, стремящая вернуть тело в первоначальное положение.

4. Английский ученый, современник Ньютона, установил зависимость силы упругости от деформации.

5. Единица массы.

6. Английский ученый, открывший основные законы механики.

7. Векторная физическая величина, численно равная изменению скорости за единицу времени.

8. Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела.

9. Сила, возникающая благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел.

10. Мера взаимодействия тел.

11. 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?

Проблемный эксперимент.

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.

Сообщение ученика

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).

(р) = (кг м/с )

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

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. Физкульт минутка

6. Решение задач (10мин.)

№ 323 (Рымкевич).

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?

Учитель комментирует рисунок к задаче.

7. Подведение итогов урока; домашнее задание (2 мин)

Домашнее задание: § 41, 42 упр. 8 (1, 2).

Тест по теме

«Импульс тела. Закон сохранения импульса».

1. Что такое импульс тела?

А) Произведение массы тела на его скорость.

Б) Произведение ускорения тела на его массу.

В) Произведение силы на время.

2. В каких единицах измеряется импульс тела?

А) Н                    Б) кг·м/с.            В) кг/м/с

3. Каким свойством обладает импульс тел, составляющих замкнутую систему?

А) Свойством сохранения

Б) Свойством передачи

В) Свойством распределения

4. Какая система будет замкнутой? Укажите все правильные ответы.

А) ружье-пуля

Б) Земля-спутник

В) Лошадь-телега

5. Снаряд, летевший горизонтально со скоростью 20 м/с, разорвался на два осколка массами 4 кг и 6 кг. Укажите все правильные утверждения.

А) Импульс снаряда до взрыва был равен 200 кг·м/с.

Б) Суммарный импульс двух осколков равен импульсу снаряда до взрыва.

В) Импульс меньшего осколка после разрыва равен 80 кг·м/с.

6. Скорость свободно падающего тела массой 2 кг увеличилась       с 1 м/с до 4 м/с. Укажите все правильные утверждения.

 А) Импульс тела в начале падения равен 2 кг·м/с.

 Б) Импульс тела в конце падения равен 4 кг·м/с.

 В) Изменение импульса тела равно 2 кг·м/с.

7.  Летящая горизонтально пуля массой 10 г попала в лежащий на столе брусок массой 0,5 кг и застряла в нем. Скорость пули 100 м/с. Укажите все правильные утверждения.

А) Импульс пули до попадания в брусок равен 10 кг·м/с.

Б) Импульс системы «пуля-брусок» сохраняется.

В) Импульс пули после попадания в брусок равен нулю.

8. Камень массой 0,5 кг брошен вертикально вверх с начальной скоростью 10 м/с. Укажите все правильные утверждения.

 А) Импульс камня при подъеме увеличивается.

 Б) Импульс камня в момент бросания равен 5 кг·м/с.

 В) Система «камень-земля» является замкнутой.

9. Искусственный спутник Земли движется вокруг Земли по круговой орбите. Укажите все правильные утверждения.

 А) Импульс спутника по модулю не изменяется.

 Б) Импульс спутника направлен по касательной к траектории.

 В) Импульс спутника совпадает по направлению со скоростью спутника.

10. Мяч массой 0,1 кг, упав с высоты 10 м, ударился о Землю и подскочил на высоту 5 м. Укажите все правильные утверждения

А) В начале падения импульс мяча был равен 2 кг·м/с.

Б) В момент удара мяча о землю импульс мяча равен нулю.

В) В процессе движения мяча импульс сохранялся

Рефлексия.

Ребята, у каждого из вас на столе лежат жетончики красного, зеленого, желтого цвета. Кто хорошо понял тему поднимите жетончики зелёного цвета, кто частично понял – жёлтого цвета, кто плохо понял – красного цвета.

Методическая литература:

1. В. Я. Лыков. Эстетическое воспитание при обучении физике. Книга для учителя. -Москва “ПРОСВЯЩЕНИЕ”1986.

2. Е.М Гутник, О.А. Черникова Методическое пособие к учебнику А. В. Перышкина 9 класс .

3. Под редакцией профессора Б. И. Спасского. Хрестоматия по физике. -МОСКВА “ПРОСВЯЩЕНИЕ”1987.

4. И. И. Мокрова. Поурочные планы по учебнику А. В. Перышкина “Физика. 9класс”. - Волгоград 2003.

Самоанализ урока.

«Импульс тела. Закон сохранения импульса»

Вашему вниманию был представлен урок по теме «Импульс тела. Закон сохранения импульса», в 9 «Б» классе Радужненской общеобразовательной школы.

Использовался учебник «физика -9», авторы А.В. Перышкин, Е.М. Гутник.

Урок дан по тематическому планированию. Этот урок является двадцать девятым в разделе «Законы взаимодействия и движения тел». Содержание материала дает возможность опираться на жизненные знания и опыт учащихся и одновременно закладывает знания, которые необходимы будут для изучения последующих тем физики. Содержание отобранного материала соответствует базовому уровню. Данный урок имеет особое предназначение, так как на нем учащиеся знакомятся с фундаментальным законом физики.

Тип урока:  урок изучения нового материала с применением ИКТ, комбинированный. Готовясь к уроку, я поставила перед собой следующие цели:

1.Создать условия пробуждающие самообразовательную активность учащихся, для этого основным методом обучения был проблемный метод (проблемные вопросы, проблемные ситуации).

2.Переконструировать прежние знания учащихся (опора на жизненный опыт).

3.Направить изучение материала на поиск знаний.

На уроке решались следующие задачи:

1. образовательные: формирование понятий “импульс тела”, “импульс силы”; умения применять их к анализу явления взаимодействия тел в простейших случаях; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса;

2. развивающие: формировать умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, навыки поисковой познавательной деятельности, способность к самоанализу;

3. воспитательные: развитие эстетического вкуса учащихся, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету.

Методы обучения:  проблемный, наглядно-словестный, репродуктивный, ИКТ.

Формы  организации познавательной деятельности на уроке:фронтальная работа, индивидуальная

Средства обучения: программные средства, мультимедийный проектор, презентация.

На уроке были использованы следующие виды деятельности учащихся:

-слушали объяснения учителя;

-слушали выступления учащихся;

-делали запись в тетради;

-наблюдали эксперимент;

-делали самостоятельные выводы;

-решали задачи.

Было использовано з формы преподавания.

Все эти методы, формы и средства помогали осуществлению триединой дидактической задачи.

Содержание учебного материала и вида работы, используемые на уроке, были направлены на поддержание познавательной активности учащихся на протяжении всего урока.

Требования к современному уроку включают в себя обязательное использование информационных технологий. Поэтому была создана компьютерная презентация.

Учитывая психологические и возрастные особенности были включены здоровье-сберегающие технологии: физкультурная минутка.

На уроке были отражены связи:

-метапредметный подход: на уроке получены учащимися знания, которые могут быть применимы не только в рамках образовательного процесса, но и реальных жизненных ситуациях.

На уроке менялись виды учебной деятельности учащихся: работа с учителем, просмотр видеоинформации, наблюдения, слушание выступлений одноклассников , индивидуальная работа .

Урок проводился в 9 «Б» классе, в котором 19 учащихся. Класс сплоченный, дружный. По итогам первой четверти в классе:

-хорошистов –

-неуспевающих – нет

Процент качества по физике –

Успеваемость по физике –

На уроке решены на необходимом уровне поставленные задачи, не было перегрузки и переутомления учащихся. Удалось развить продуктивную мотивацию учения, сохранилось хорошее настроение.

В завершении работы проведена рефлексия на учебный материал и на эмоциональное состояние учащихся.

Поставленные задачи на уроке достигнуты. Все этапы взаимосвязаны между собой.