Закон сохранения импульса

Цели и задачи урока:  добиться усвоения учащимися содержания закона сохранения импульса, формирование умении применять этот закон на практике, на примерах использования этого закона в создании и применении оружия в годы Великой Отечественной войны, воспитывать у учащихся патриотические чувства.

Тип урока: комбинированный

Методы обучения:  Опрос, беседа, демонстрация опытов, решение задач, записи на доске и в тетрадях, освещение физических основ военной техники.

Демонстрации:  1.:взаимодействие легкоподвижных тележек одинаковых и разных масс

2. взаимодействие шаров одинаковых и разных масс.3.взаимодействие летящего шара с движущейся тележкой, наполненной песком.

Задание на дом: §20 упражнение 17 (1,2,3,4)

План урока

1.Организационный момент

2.Фронтальный опрос

3.Объяснение нового материала

4.Применение этого закона

а) для решения задач

б) в боевых условиях Великой Отечественной  войны

5. Заключение

Ход урока

На фронтальный опрос по предыдущей теме «Импульс тела.Импульс силы» отвожу 5-6 минут без выставления оценок.Объяснение нового материала начинаю с постановки проблемы: выяснить, меняются ли при взаймодействии тел суммы их импульсов? И если меняются то как? Демонстрирую (без комментариев) ряд опытов: взаимодействие легкоподвижных тележек одинаковых и разных масс при упругом и неупругом столкновении, а также  двух шаров одинаковых и разных масс при центральном ударе. Предлагаю внимательно наблюдать за ходом экспериментов и делать выводы. Обобщая их, подвожу учеников к заключению, что изменение скоростей тележек (шаров) зависит от их масс и особенностей взаимодействия.

Опираясь на законы Ньютона и понятие об импульсе тела , вывожу соотношение :

m₁v₁ +m₂v₂ = m₁ u₁ +m₂u₂     где m₁  и m₂ – массы взаимодействующих тел, их скорости     v₁ и v₂     до взаимодействия , u₁ и u₂  - после него.

Предлагаю учащимся выразить словами смысл  этой формулы и интерпретировать его применительно  к увиденным опытам. Формулирую закон сохранения импульса в соответствии  с учебником , а потом добавляю : значит, на сколько  увеличился импульс одного из взаимодействующих тел, на столько уменьшился импульс другого, а их сумма не меняется. Обращаю внимание учеников , что полученную закономерность можно рассматривать  как следствие законов движения.

В каких ситуациях справедлив закон сохранения импульса предлагаю учащимся выяснить по учебнику и дать четкий ответ. Выслушав его, прошу найти в учебнике полную формулировку закона и зачитать ее. Затем следует еще одно задание: записать в математической форме этот закон для системы ,  состоящей из n-го количества тел..

(Ответ: m₁v₁+m₂v₂+m₃v₃ + …+m_nv_n = const)

Подводя итог этой части урока, полчеркиваю: закон сохранения импульса принадлежит к числу фундаментальных законов ; он используется не только в механике , но и в других областях физики, одновременно его можно считать ценным инструментом познания, поскольку он позволяет проводить анализ движения тел в системе даже в тех случаях , когда силы взаимодействия между телами неизвестны.

Для подтверждения сказанного предлагаю ученикам применить этот закон , чтобы предсказать , как будут вести себя после столкновения две одинаковые легкоподвижные тележки с прикрепленными к внутренним торцам пластилиновыми шариками , движущиеся навстречу друг лругу по одной прямой с равными по модулю скоростями.Обсудив ответы коллективно, проверяем их экспериментально.

Рассматриваем еще один пример-задачу: Тележка с песком массой m₁= 200 г  катится равномерно по горизонтальной поверхности  со скоростью v₁ = 2 м/с , а шар массой  m₂=50 г  летит горизонтально навстречу ей со скоростью  v₂ = 5 м/с . Попав в тележку , он застревает в песке . Требуется определить, куда и с какой скоростью  тележка и шар будут двигаться  после взаимодействия.

После краткой записи ее условия и исполнения чертежа  демонстрирую явление , о котором  идет речь в задаче, а завершив решение , ученики комментируют ответ.

Далее перехожу к рассмотрению примеров  применения закона сохраненич импульса в различных жизненных ситуациях.Основную их часть можно взять из будней Великой Отечественной войны.

1.Стрелок, чтобы безошибочно поражать врага, должен был не только знать результаты действия пули на различных дистанциях , но и результаты взаимодействия оружия и пули при выстреле .Для пояснения этой мысли привожу такие данные. Находившиися в годы войны на вооружении советских войск  ручной пулемет конструкции Дегтярова (РПД) имел массу 9 кг, его пули были калибра 7,62 мм и массой   9 г ; при выстреле пуля приобретала начальную скорость около 700 м/с.

Поясняю: при неправильном держании пулемета из-за большой скорости отдачи пулеметчик получал сильный удар в плечо, что могло резко изменить положение пулемета и траекторию полета пули (они летели мимо цели).

Прицельная дальность  РПД составляла 1500 м, т.е. лишь на этой дистанции пуля сохраняла свое поражающее врага действие.Поэтому вести  с помощью РПД огонь по более удаленным объектам было не только бесполезно (пуля при полете теряла скорость  и ее импульс становился меньше необходимого), но и вредно, так как пулеметчик цель не поражал, а себя демаскировал, становясь мишенью для противника.Как видно из примера, пулеметчик должен был хорошо знать технические данные своего оружия и умело его применять.

2.В годы Великой Отечественной войны на вооружении  советских войск находились различного класса танки: легкие с пушкой калибра 45 мм, средние (Т-34 и Т-34-85) с пушками калибра 76,2 мм и 85 мм, тяжелые (КВ и ИС) с пушками калибра 76.2 мм и     122 мм.

Экипаж танка обязан был знать не только тактико-технические жарактеристики своей машины, но и результаты действия своих снарядов разных калибров и самого танка, а также толщину и пробивную стойкость брони вражеских танков.Например, он должен был помнить, что снаряд массой 6,3 кг , выпущенный со скоростью 700 м/с из пушки калибра 76,2 мм, пробивал под прямым углом броню фашистских «стальных крепостей» толщиной 70 мм с дистанции 500 м, а с дистанции 1000 м – броню толщиной 60 мм; снаряд, вылетевший из длинноствольной пушки 85 мм калибра, пробивал броню немецких средних танков с дистанции 1500 м ; а снаряд 122 мм пушки – с дистанции   1500 м прошивал броню уже тяжелых танков.Эти сведения были зафиксированы в виде свода правил и таблиц танковых боевых экипажей; составлены они тоже с учетом закона сохранения импульса.Говоря образно, воин-танкист, ведя бой, опирался на этот закон, который помогал ему эффективно применять бронетанковую технику в сражении.

После этого предлагаю ученикам вопрос: в некоторых случаях в бою приходилось наносить удары по танкам, бронемашинам, огневым точкам врага корпусом танка – его лобовой частью.Тогда пушка развертывалась стволом назад.Какую скорость (большую или малую) для такого удара должен был развить танк? Почему?

К началу 1943 года фашисты предприняли усилия, чтобы  улучшить свое танковое вооружение: в производство были запущены танки «пантера» и «тигр» с пушками 75 и 88 мм калибра и броней толщиной 80 – 100 мм; гитлеровцы считали их «сверхоружием» и возлагали на них большие надежды.Советские инженеры в короткий срок изучили особенности новых вражеских машин и предприняли контрмеры: спроектировали новую мощную литую башню для наших танков с длинноствольной 85 мм пушкой, снаряд которой пробивал броню новых фашистских танков с дистанции 1000 м. Наши конструкторы дали в руки советских танкистов более совершенные, чем прежде , танки  Т-34-85 и ИС, самоходные 152 мм орудия, которые блестяще расправлялись на поле боя с вражескими «пантерами», «тиграми», «фердинандами».

Наши танкисты в короткие сроки успешно осваивали новую боевую технику и вводили ее в сражения, а для этого им нужны были технические знания и практическое мастерство.В ходе войны приходилось все время их совершенствовать, так как страна неуклонно модернизировала свою боевую технику и создавала новую.За незнание техники и неумение ею управлять в бою приходилось расплачиваться кровью и жизнью.Побеждали в годы войны не только мужеством и отвагой, но и глубокими знаниями, умением применять их на практике.

Выставляю оценки учащимся, решавшим задачи и отвечавшим на вопросы.

Даю задание на дом.

Соңғы жарияланған материалдар тізімі

Вложенные циклы Решение задач по теме «Работа и мощность» Магнитное поле Взаимодействие тел. Масса тел Реактивное движение ИНЕРЦИЯ. ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ Правовое государство Межнациональные отношения и депортация народов в годы войны Задача открытый урок Обобщающее повторение по теме: «Законы сохранения в механике».

Бөлім: Уроки / Физика | Көрсетілім: 3376 | Қосты: NA | Ілмек сөздер: