Elanul corpului este legea conservării impulsului propulsiei cu jet. Legea conservării impulsului. Propulsie cu reacție. Exemple de rezolvare a problemelor

impulsul corpului este cantitatea egală cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia.

Momentul este notat cu o literă și are aceeași direcție ca și viteza.

Unitate de puls:

Elanul corpului se calculează prin formula: , unde

Modificarea impulsului unui corp este egală cu impulsul forței care acționează asupra acestuia:

Pentru un sistem închis de corpuri, legea conservării impulsului:

într-un sistem închis, suma vectorială a momentului corpurilor înainte de interacțiune este egală cu suma vectorială a impulsului corpurilor după interacțiune.

Legea conservării impulsului stă la baza propulsiei cu reacție.

Propulsie cu reacție- aceasta este mișcarea corpului care are loc după separarea părții sale de corp.

Pentru a calcula viteza unei rachete, se scrie legea conservării impulsului

și obțineți formula vitezei rachetei: =, unde M este masa rachetei,

10. Experimentele lui Rutherford privind împrăștierea particulelor α. Modelul nuclear al atomului. postulatele cuantice ale lui Bohr.

Primul model al atomului a fost propus de fizicianul englez Thomson. Potrivit lui Thomson, un atom este o bilă încărcată pozitiv care conține electroni încărcați negativ.

Modelul atomului lui Thomson a fost incorect, ceea ce a fost confirmat în experimente fizica engleza Rutherford în 1906

În aceste experimente, un fascicul îngust de particule α emis de o substanță radioactivă a fost direcționat pe o folie de aur subțire. În spatele foliei a fost plasat un ecran capabil să strălucească sub impactul particulelor rapide.

S-a constatat că majoritatea particulelor α deviază de la propagarea rectilinie după trecerea prin folie, adică. risipi. Și unele particule α sunt în general aruncate înapoi.

Rutherford a explicat împrăștierea particulelor α prin faptul că sarcina pozitivă nu este distribuită uniform pe minge, așa cum a sugerat Thomson, ci este concentrată în partea centrală a atomului - nucleul atomic . Când trece în apropierea nucleului, o particulă α cu sarcină pozitivă este respinsă din acesta, iar când intră în nucleu, este aruncată înapoi.

Rutherford a sugerat că atomul este aranjat ca un sistem planetar.

Dar Rutherford nu a putut explica stabilitatea (de ce electronii nu radiază unde și cad către un nucleu încărcat pozitiv).

Noi idei despre proprietățile speciale ale atomului au fost formulate de fizicianul danez Bohr în două postulate.

postul 1. Un sistem atomic nu poate fi decât în stări speciale staționare sau cuantice, fiecare dintre acestea corespunzând propriei sale energii; în stare staționară, atomul nu radiază.

al 2-lea postulat. Când un atom se mișcă de la unul stare echilibrată o cantitate de radiație electromagnetică este emisă sau absorbită în alta.

Energia fotonului emis este egală cu diferența dintre energiile unui atom în două stări:

constanta lui Planck.

În această lecție, vom vorbi despre legile de conservare. Legile de conservare sunt un instrument puternic în rezolvarea problemelor mecanice. Ele sunt o consecință a simetriei interne a spațiului. Prima cantitate conservată pe care o vom studia este impulsul. În această lecție, vom da o definiție a impulsului corpului și vom asocia modificarea acestei valori cu forța care acționează asupra corpului.

Legile de conservare sunt un instrument foarte puternic pentru rezolvarea problemelor din mecanică. Sunt folosite atunci când ecuațiile dinamicii sunt dificil sau imposibil de rezolvat. Legile de conservare sunt o consecință directă a legilor naturii. Se pare că fiecare lege de conservare corespunde unui fel de simetrie în natură. De exemplu, legea conservării energiei apare din faptul că timpul este omogen, iar legea conservării impulsului ia naștere din omogenitatea spațiului. Mai mult, în fizica nucleară, simetriile complexe ale sistemului dau naștere la cantități care nu pot fi măsurate, dar se știe a fi conservate, precum ciudățenia și frumusețea.

Luați în considerare a doua lege a lui Newton sub formă vectorială:

Amintiți-vă că accelerația este rata de schimbare a vitezei:

Acum, dacă substituim această expresie în a doua lege a lui Newton și înmulțim stânga și partea dreapta pe , primim

Să introducem acum o anumită mărime, pe care o vom numi în continuare impuls și să obținem a doua lege a lui Newton sub formă de impuls:

Valoarea din stânga semnului egal se numește impulsul forței. În acest fel,

Modificarea impulsului corpului este egală cu impulsul forței.

Newton și-a scris celebra a doua lege în această formă. Rețineți că a doua lege a lui Newton sub această formă este mai generală, deoarece forța acționează asupra corpului pentru o perioadă de timp nu numai atunci când viteza corpului se schimbă, ci și atunci când se modifică masa corpului. Folosind o astfel de ecuație, este ușor, de exemplu, să aflați forța care acționează asupra decolării unei rachete, deoarece racheta își schimbă masa în timpul decolării. O astfel de ecuație se numește ecuația Meshchersky sau ecuația Tsiolkovsky.

Să luăm în considerare mai detaliat valoarea introdusă de noi. Această cantitate se numește impulsul corpului. Asa de,

Elanul corpului este cantitate fizica egal cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia.

Momentul se măsoară în unități SI în kilograme pe metru împărțit la o secundă:

Din a doua lege a lui Newton în formă impulsivă urmează legea conservării impulsului. Într-adevăr, dacă suma forțelor care acționează asupra corpului este zero, atunci modificarea impulsului corpului este zero sau, cu alte cuvinte, impulsul corpului este constant.

Luați în considerare aplicarea legii conservării impulsului prin exemple. Deci, mingea lovește peretele cu un impuls (Fig. 1). Elanul mingii se schimbă și mingea sare în cealaltă direcție cu impuls. Dacă înainte de impact, unghiul față de normal a fost egal cu , atunci după impact, acest unghi, în general, poate fi diferit. Totuși, dacă numai forța presiunii normale acționează asupra mingii din partea laterală a peretelui, îndreptată de-a lungul perpendicularei pe perete, atunci componenta impulsului se schimbă în direcția perpendiculară pe perete. Dacă înainte de impact era egal cu , atunci după impact va fi egal cu , iar componenta impulsului de-a lungul peretelui nu se va modifica. Ajungem la concluzia că impulsul după impact este egal în valoare absolută cu impulsul înainte de impact și este îndreptat într-un unghi față de normală.

Orez. 1. Mingea sare de pe perete

Rețineți că forța gravitației care acționează asupra mingii nu va afecta în niciun fel rezultatul, deoarece este îndreptată de-a lungul peretelui. Un astfel de impact, în care se păstrează modulul de impuls al corpului și unghiul de incidență egal cu unghiul reflexiile se numesc absolut elastice. Rețineți că într-o situație reală, când impactul este inelastic, unghiul de reflexie poate fi diferit (Fig. 2)

Orez. 2. Mingea sare neliniştită

Impactul va fi inelastic dacă asupra mingii acționează așa-numitele forțe disipative, cum ar fi forța de frecare sau forța de rezistență.

Astfel, în această lecție v-ați familiarizat cu conceptul de impuls, cu legea conservării impulsului și cu a doua lege a lui Newton, scrisă sub formă de impuls. În plus, ați luat în considerare problema unei mingi care să revină absolut elastic dintr-un perete.

Bibliografie

G. Ya. Myakishev, B. B. Buhovtsev, N. N. Sotsky. Fizica 10. - M .: Educație, 2008.
A. P. Rymkevici. Fizică. Cartea cu probleme 10-11. - M.: Dropia, 2006.
O. Ya. Savcenko. Probleme de fizică. - M.: Nauka, 1988.
A. V. Pyoryshkin, V. V. Krauklis. curs de fizica. T. 1. - M .: Stat. uch.-ped. ed. min. educația RSFSR, 1957.

Întrebare: Am aflat că, cu o minge perfect elastică care lovește un perete, unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie. Aceeași lege este valabilă și pentru reflectarea unui fascicul într-o oglindă. Cum să explic?

Răspuns: Acest lucru se explică foarte simplu: lumina poate fi considerată un flux de particule - fotoni, care lovesc elastic o oglindă. În consecință, unghiul de incidență în timpul incidenței unui foton este egal cu unghiul de reflexie.

Întrebare: Avioanele, atunci când zboară, sunt respinse de elice din aer. De ce este respinsă racheta?

Răspuns: Racheta nu se respinge, racheta se mișcă sub acțiunea propulsiei jetului. Acest lucru se realizează datorită faptului că particulele de combustibil zboară din duza rachetei cu viteză mare.

Mișcările lui, adică valoare .

Puls este o mărime vectorială care coincide în direcție cu vectorul viteză.

Unitatea de măsură a impulsului în sistemul SI: kg m/s .

Impulsul unui sistem de corpuri este egal cu suma vectorială a impulsurilor tuturor corpurilor incluse în sistem:

Legea conservării impulsului

Dacă forțele externe suplimentare acționează asupra sistemului de corpuri care interacționează, de exemplu, atunci în acest caz relația este valabilă, care este uneori numită legea schimbării impulsului:

Pentru un sistem închis (în absența forțelor externe), legea conservării impulsului este valabilă:

Acțiunea legii conservării impulsului poate explica fenomenul de recul la tragerea cu pușcă sau în timpul tragerii de artilerie. De asemenea, funcționarea legii conservării impulsului stă la baza principiului de funcționare a tuturor motoarelor cu reacție.

La rezolvarea problemelor fizice, legea conservării impulsului este utilizată atunci când nu este necesară cunoașterea tuturor detaliilor mișcării, dar rezultatul interacțiunii corpurilor este important. Astfel de probleme, de exemplu, sunt problemele impactului sau ciocnirii corpurilor. Legea conservării impulsului este utilizată atunci când se ia în considerare mișcarea corpurilor de masă variabilă, cum ar fi vehiculele de lansare. Cea mai mare parte a masei unei astfel de rachete este combustibil. În faza activă a zborului, acest combustibil se arde, iar masa rachetei scade rapid în această parte a traiectoriei. De asemenea, legea conservării impulsului este necesară în cazurile în care conceptul este inaplicabil. Este greu de imaginat o situație în care un corp nemișcat capătă o oarecare viteză instantaneu. În practica normală, corpurile accelerează întotdeauna și iau viteza treptat. Cu toate acestea, atunci când electronii și alte particule subatomice se mișcă, schimbarea stării lor are loc brusc, fără a rămâne în stări intermediare. În astfel de cazuri, conceptul clasic de „accelerare” nu poate fi aplicat.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu

Un proiectil cu masa de 100 kg, care zboară orizontal de-a lungul cale ferată cu viteza de 500 m/s, intra intr-un vagon cu nisip de 10 tone si se blocheaza in el. Ce viteză va avea mașina dacă se mișcă cu o viteză de 36 km/h în direcția opusă proiectilului?

Soluţie

Sistemul vagon + proiectile este închis, așadar, în acest caz se poate aplica legea conservării impulsului.

Să facem un desen, indicând starea corpurilor înainte și după interacțiune.

Când proiectilul și mașina interacționează, are loc un impact inelastic. Legea conservării impulsului în acest caz va fi scrisă astfel:

Alegând direcția axei care să coincidă cu direcția de mișcare a mașinii, scriem proiecția acestei ecuații pe axa de coordonate:

unde este viteza mașinii după ce un proiectil o lovește:

Convertim unitățile în sistemul SI: t kg.

Să calculăm:

Răspuns

După lovirea proiectilului, mașina se va deplasa cu o viteză de 5 m/s.

EXEMPLUL 2

Exercițiu

Un proiectil cu masa m=10 kg avea viteza v=200 m/s în punctul de sus. În acest moment, s-a rupt în două bucăți. O parte mai mică cu masa m 1 =3 kg a primit o viteză v 1 =400 m/s în aceeași direcție la un unghi față de orizont. Cu ce viteză și în ce direcție va zbura cea mai mare parte a proiectilului?

Soluţie

Traiectoria proiectilului este o parabolă. Viteza corpului este întotdeauna direcționată tangențial la traiectorie. În vârful traiectoriei, viteza proiectilului este paralelă cu axa.

Să scriem legea conservării impulsului:

Să trecem de la vectori la mărimi scalare. Pentru a face acest lucru, pătratăm ambele părți ale egalității vectoriale și folosim formulele pentru:

Având în vedere că și, de asemenea, că , găsim viteza celui de-al doilea fragment:

Înlocuind valorile numerice ale mărimilor fizice în formula rezultată, calculăm:

Direcția de zbor a majorității proiectilului este determinată folosind:

Înlocuind valorile numerice în formulă, obținem:

Răspuns

Cea mai mare parte a proiectilului va zbura cu o viteză de 249 m/s în jos la un unghi față de direcția orizontală.

EXEMPLUL 3

Exercițiu

Masa trenului este de 3000 de tone.Coeficientul de frecare este de 0,02. Care ar trebui să fie dimensiunea locomotivei cu abur pentru ca trenul să ia o viteză de 60 km/h la 2 minute după începerea mișcării.

Soluţie

Deoarece asupra trenului acționează o (forță externă), sistemul nu poate fi considerat închis, iar legea conservării impulsului nu este valabilă în acest caz.

Să folosim legea schimbării impulsului:

Deoarece forța de frecare este întotdeauna îndreptată în direcția opusă mișcării corpului, în proiecția ecuației pe axa de coordonate (direcția axei coincide cu direcția deplasării trenului), impulsul forței de frecare va intra cu o semnul minus:

MINISTERUL ÎNVĂŢĂMÂNTULUI GENERAL ŞI PROCESSIONAL AL REGIUNII ROSTOV

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT SREDNENGO

A ÎNVĂŢĂMÂNTULUI PROFESIONAL ÎN REGIUNEA ROSTOV

„COLEGIE INDUSTRIAL SALSK”

DEZVOLTARE METODOLOGICĂ

sesiune de instruire

la disciplina "Fizica"

Subiect: "Puls. Legea conservării impulsului. propulsie cu reacție”.

Dezvoltat de profesor: Titarenko S.A.

Salsk

2014

Subiect: „Impuls. Legea conservării impulsului. propulsie cu reacție”.

Durată: 90 de minute.

Tip de lecție: Lecție combinată.

Obiectivele lecției:

educational:

dezvăluie rolul legilor de conservare în mecanică;

dați conceptul de „impuls al corpului”, „sistem închis”, „mișcare reactivă”;

învață elevii să caracterizeze mărimile fizice (momentul corpului, impulsul forței), să aplice o schemă logică atunci când derivă legea conservării impulsului, să formuleze legea, să o scrie sub forma unei ecuații, să explice principiul propulsiei cu reacție;

aplicarea legii conservării impulsului la rezolvarea problemelor;

promovează asimilarea cunoștințelor despre metodele de cunoaștere științifică a naturii, imaginea fizică modernă a lumii, legile dinamice ale naturii (legea conservării impulsului);

educational:

invata cum sa pregatesti un loc de munca;

respectă disciplina;

să cultive capacitatea de a aplica cunoștințele dobândite în îndeplinirea sarcinilor independente și formularea ulterioară a unei concluzii;

să cultive un sentiment de patriotism în raport cu munca oamenilor de știință ruși în domeniul mișcării unui corp cu o masă variabilă (propulsie cu reacție) - K. E. Tsiolkovsky, S. P. Korolev;

în curs de dezvoltare:

să extindă orizonturile studenților prin implementarea unor conexiuni interdisciplinare;

dezvoltarea capacității de a utiliza corect terminologia fizică în timpul lucrului oral frontal;

formă:

înțelegerea științifică a structurii lumii materiale;

natura universală a cunoștințelor dobândite prin implementarea conexiunilor interdisciplinare;

metodic:

stimularea activității cognitive și creative;

să întărească motivația elevilor cu ajutorul diverselor metode de predare: verbale, vizuale și mijloace tehnice moderne, să creeze condiții de însuşire a materialului.

Ca rezultat al studiului materialului din această lecție, elevul ar trebui
cunoaște/înțeleg :
- sensul impulsului unui punct material, ca mărime fizică;
- o formulă care exprimă relația momentului cu alte mărimi (viteza, masa);
- atributul de clasificare al impulsului (valoarea vectorială);
- unitati de masura a impulsului;
- a doua lege a lui Newton în formă impulsivă și interpretarea ei grafică; legea conservării impulsului și limitele aplicării sale;
- contribuția oamenilor de știință ruși și străini care au avut cea mai mare influență asupra dezvoltării acestei ramuri a fizicii;

a fi capabil să:
- descrie și explică rezultatele observațiilor și experimentelor;
- dați exemple de manifestare a legii conservării impulsului în natură și tehnologie;
- aplica cunoştinţele dobândite pentru rezolvarea problemelor fizice privind aplicarea conceptului de „impuls al unui punct material”, legea conservării impulsului.

Tehnologii pedagogice:

tehnologie avansată de învățare;

tehnologia imersiunii în tema lecției;

TIC.

Metode de predare:

verbal;

vizual;

explicativ și ilustrativ;

euristic;

problemă;

analitic;

autotestare;

verificare reciprocă.

Forma de conduită: lectie teoretica.

Forme de organizare activități de învățare : colectiv, grupe mici, individual.

Conexiuni interdisciplinare:

fizica si matematica;

fizica si tehnologie;

fizica si biologie;

fizica si medicina;

fizica si informatica;

Conexiuni interne:

legile lui Newton;

greutate;

inerţie;

mișcare mecanică.

Echipament:

PC, ecran,

tablă, cretă,

balon, mașini inerțiale, jucărie cu apă, acvariu cu apă, modelul roții lui Segner.

Echipament:

didactic:

note de referință pentru elevi, sarcini de testare, fișă de reflecție;

metodic:

programe de lucru a, calendar-plan tematic;

ghid metodologic pentru un profesor pe tema „ Puls. Legea conservării impulsului. Exemple de rezolvare a problemelor”;

Suport pentru informații:

PC cu sistem de operare Windows instalat și pachet Microsoft Office;

proiector multimedia;

Prezentări Microsoft PowerPoint, videoclipuri:

- manifestarea legii conservării impulsului în ciocnirea corpurilor;

- efect de recul;

feluri muncă independentă:

auditoriu: rezolvarea problemelor de utilizare a ZSI , lucrați cu abstractul de bază;

extracurricular: lucrați cu rezumate, cu literatură suplimentară .

Progresul lecției:

I. Introducere

1. Moment organizatoric - 1-2 min.

a) verificarea celor prezenți, pregătirea elevilor pentru lecție, disponibilitatea uniformelor etc.

2. Anunțarea temei, motivația acesteia și stabilirea obiectivelor - 5-6 min.

a) anunțarea regulilor de lucru în lecție și anunțarea criteriilor de evaluare;

fi sarcină de casă;

c) motivarea iniţială a activităţii educaţionale (implicarea elevilor în procesul de stabilire a scopurilor).

3. Actualizarea cunoștințelor de bază (studiu frontal) - 4-5 min.

II. Parte principală- 60 min

1. Studierea noului material teoretic

a) Prezentarea noului material de curs conform planului:

unu). Definirea conceptelor: „impuls al corpului”, „impuls de forță”.

2). Rezolvarea problemelor calitative și cantitative pentru calcularea impulsului unui corp, impulsului unei forțe, maselor corpurilor care interacționează.

3). Legea conservării impulsului.

patru). Limitele de aplicabilitate ale legii conservării impulsului.

5). Algoritm pentru rezolvarea problemelor pe WSI. Cazuri particulare ale legii conservării impulsului.

6). Aplicarea legii conservării impulsului în știință, tehnologie, natură, medicină.

b) Realizarea de experimente demonstrative

c) Vizualizarea unei prezentări multimedia.

d) Consolidarea materialului pe parcursul lecției (rezolvarea problemelor pentru utilizarea ZSI, rezolvarea problemelor calitative);

e) Completarea rezumatului justificativ.

III. Controlul asimilării materialului - 10 min.

IV. Reflecţie. Rezumat - 6-7 minute. (Rezervare de timp 2 min.)

Pregătirea prealabilă a elevilor

Elevilor li se dă sarcina să se pregătească prezentare multimediași un raport pe teme: „Legea conservării impulsului în tehnologie”, „Legea conservării impulsului în biologie”, „Legea conservării impulsului în medicină”.

În timpul orelor.

I. Introducere

1. Moment organizatoric.

Verificarea absenței și pregătirii elevilor pentru lecție.

2. Anunțarea subiectului, motivația și stabilirea obiectivelor .

a) anunţarea regulilor de lucru în lecţie şi anunţarea criteriilor de evaluare.

Reguli pentru lecție:

Pe desktopurile dvs. se află notele de referință care vor fi principalul element de lucru în lecția de astăzi.

Conturul de referință indică subiectul lecției, ordinea în care tema este studiată.

În plus, astăzi în lecție vom folosi un sistem de rating, adică. fiecare dintre voi va încerca să câștige cât mai mult posibil cu munca voastră din lecție Mai mult puncte, se vor acorda puncte pentru probleme rezolvate corect, răspunsuri corecte la întrebări, explicarea corectă a fenomenelor observate, în total pentru lecție puteți nota maximum 27 de puncte, adică răspunsul corect, complet la fiecare întrebare este de 0,5 puncte, rezolvarea problemei este estimată la 1 scor.

Veți calcula singur numărul de puncte pentru lecție și îl veți nota în fișa de reflecție, deci dacă tastați de la 19-27 puncte - „excelent”; de la 12–18 puncte – rating „bun”; de la 5-11 puncte - rating „satisfăcător”.

b) teme pentru acasă:

Învață materialul de curs.

Culegere de probleme de fizică, ed. A.P. Rymkevici nr. 314, 315 (pag. 47), nr. 323.324 (pag. 48).

în) motivarea inițială a activității educaționale (implicarea elevilor în procesul de stabilire a scopurilor):

Vreau să vă atrag atenția asupra unui fenomen interesant, pe care îl numim impact. Efectul produs de o lovitură a stârnit întotdeauna surprinderea unei persoane. De ce un ciocan greu, așezat pe o bucată de metal pe o nicovală, îl apasă doar pe suport, în timp ce același ciocan îl aplatizează cu o lovitură de ciocan?

Și care este secretul vechiului truc de circ, când o lovitură de ciocan zdrobitoare pe o nicovală masivă nu dăunează persoanei pe pieptul căreia este instalată această nicovală?

De ce putem prinde cu ușurință o minge de tenis zburătoare cu mâna, dar nu putem prinde un glonț fără a deteriora mâna?

În natură, există mai multe mărimi fizice care pot fi conservate, despre una dintre ele vom vorbi astăzi: acesta este impulsul.

Impulsul în traducerea în rusă înseamnă „împinge”, „suflă”. Aceasta este una dintre puținele cantități fizice capabile să fie păstrate în timpul interacțiunii corpurilor.

Vă rugăm să explicați fenomenele observate:

EXPERIENTA #1: pe masa de demonstrație sunt 2 mașini de jucărie, nr. 1 este în repaus, nr. 2 se mișcă, ca urmare a interacțiunii, ambele mașini își schimbă viteza de mișcare - nr. 1 câștigă viteza, nr. 2 - reduce viteza viteza de deplasare a acestora. (0,5 puncte)

EXPERIENTA #2: mașinile se deplasează unele spre altele, după o coliziune își schimbă viteza de mișcare . (0,5 puncte)

Ce părere aveți: care este scopul lecției noastre de astăzi? Ce ar trebui să învățăm? (Răspunsul sugerat al elevului: pentru a vă familiariza cu mărimea fizică „impuls”, învățați cum să o calculați, găsiți relația acestei mărimi fizice cu alte mărimi fizice.)(0,5 puncte)

3. Actualizarea complexului de cunoștințe.

Tu și cu mine știm deja că, dacă o anumită forță acționează asupra corpului, atunci ca urmare a acestui lucru ... .. (corpul își schimbă poziția în spațiu (efectuează o mișcare mecanică))

Răspunsul la întrebare aduce 0,5 puncte (maximum pentru răspunsurile corecte la toate întrebările este de 7 puncte)

Definiți mișcarea mecanică.

Exemplu de răspuns: o modificare a poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri se numește mișcare mecanică.

Ce punct material?

Exemplu de răspuns: un punct material este un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în condițiile unei probleme date (dimensiunile corpurilor sunt mici în comparație cu distanța dintre ele, sau corpul parcurge o distanță mult mai mare decât dimensiunile geometrice ale corpului însuși)

- Dați exemple de puncte materiale.

Exemplu de răspuns: o mașină pe drumul de la Orenburg la Moscova, un om și luna, o minge pe un fir lung.

Ce este masa? Unități de măsură în SI?

Exemplu de răspuns: masa este o măsură a inerției unui corp, o mărime fizică scalară, notată cu litera latină m, unități de măsură în SI - kg (kilogram).

Ce înseamnă expresia: „corpul este mai inert”, „corpul este mai puțin inert”?

Exemplu de răspuns: mai inert - schimbă încet viteza, mai puțin inert - schimbă viteza mai repede.

Dați definiția forței, denumiți unitățile de măsură ale acesteia și principalele

caracteristici.

Exemplu de răspuns: forță - o mărime fizică vectorială, care este o măsură cantitativă a acțiunii unui corp asupra altuia (o măsură cantitativă a interacțiunii a două sau mai multe corpuri), caracterizată printr-un modul, direcție, punct de aplicare, măsurat în SI în Newtoni (N).

- Ce puteri știi?

Exemplu de răspuns: gravitație, forță elastică, forță de reacție a suportului, greutate corporală, forță de frecare.

După cum înțelegeți: rezultanta forțelor aplicate corpului este egală cu

10 N?

Exemplu de răspuns: suma geometrică a forțelor aplicate corpului este 10 N.

Ce se va întâmpla cu un punct material sub acțiunea unei forțe?

Exemplu de răspuns: punctul material începe să-și schimbe viteza de mișcare.

Cum depinde viteza unui corp de masa lui?

Exemplu de răspuns: deoarece masa este o măsură a inerției unui corp, apoi un corp cu masă mai mare își schimbă viteza mai lent, un corp cu masă mai mică își schimbă viteza mai repede.

Ce sisteme de referință se numesc inerțiale?

Exemplu de răspuns: Cadrele de referință inerțiale sunt astfel de cadre de referință care se mișcă rectiliniu și uniform sau sunt în repaus.

Prezentați prima lege a lui Newton.

Exemplu de răspuns: există astfel de cadre de referință în raport cu care corpurile în mișcare translațională își mențin viteza constantă sau sunt în repaus dacă nu acționează niciun alt corp asupra lor sau acțiunile acestor corpuri sunt compensate.

- Prezentați a treia lege a lui Newton.

\Exemplu de răspuns: forţele cu care corpurile acţionează unele asupra altora sunt egale ca valoare absolută şi dirijate de-a lungul unei drepte în direcţii opuse.

Prezentați a doua lege a lui Newton.

Unde și viteze 1 și 2 bile înainte de interacțiune, și - viteza bilelor după interacțiune, și - mase de bile.

Înlocuind ultimele două egalități în formula celei de-a treia legi a lui Newton și făcând transformări, obținem:

, acestea.

Legea conservării impulsului se formulează după cum urmează: suma geometrică a impulsurilor unui sistem închis de corpuri rămâne constantă pentru orice interacțiuni ale corpurilor acestui sistem între ele.

Sau:

Dacă suma forțelor externe este egală cu zero, atunci impulsul sistemului de corpuri este conservat.

Forțele cu care corpurile sistemului interacționează între ele se numesc interne, iar forțele create de corpurile care nu aparțin acestui sistem sunt numite externe.

Un sistem asupra căruia nu acționează forțele externe sau suma forțelor externe este egală cu zero, se numește închis.

Într-un sistem închis, corpurile pot schimba doar impulsuri, în timp ce valoarea totală a impulsului nu se modifică.

Limitele de aplicare a legii conservării impulsului:

Doar în sisteme închise.

Dacă suma proiecțiilor forțelor externe pe o anumită direcție este egală cu zero, atunci în proiecția numai pe această direcție se poate scrie: pini X = pcon X (legea conservării componentei impulsului).

Dacă durata procesului de interacțiune este scurtă, iar forțele care decurg din interacțiune sunt mari (impact, explozie, împușcătură), atunci în acest scurt timp impulsul forțelor externe poate fi neglijat.

Un exemplu de sistem închis de-a lungul direcției orizontale este un tun din care se trage un foc. Fenomenul de recul (rollback) al unei arme atunci când este trasă. Pompierii experimentează același impact atunci când direcționează un jet puternic de apă către un obiect care arde și țin cu greu furtunul.

Astăzi ar trebui să înveți metodele de rezolvare a problemelor calitative și cantitative pe această temă și să înveți cum să le aplici în practică.

În ciuda faptului că acest subiect este iubit de mulți, are propriile sale particularități și dificultăți. Principala dificultate este că nu există un singur o formulă universală care ar putea fi utilizată în rezolvarea unei anumite probleme pe o anumită temă. În fiecare sarcină, formula se dovedește a fi diferită și tu ești cel care trebuie să o obții analizând starea sarcinii propuse.

Pentru a vă facilita rezolvarea corectă a problemelor, vă sugerez să utilizați ALGORITM DE REZOLVARE A PROBLEMELOR.

Nu trebuie să fie învățat pe de rost, te poți ghida după el, uitându-te într-un caiet, dar pe măsură ce rezolvi problemele, treptat va fi reținut de la sine.

Vreau să vă avertizez imediat: nu consider probleme fără poză, chiar rezolvate corect!

Deci, vom lua în considerare modul în care, folosind ALGORITMUL DE REZOLVARE A PROBLEMELOR propus, ar trebui să se rezolve probleme.

Pentru a face acest lucru, să începem cu o soluție pas cu pas a primei sarcini: (sarcini în vedere generala)

Luați în considerare algoritmul pentru rezolvarea problemelor privind aplicarea legii conservării impulsului. (glisați cu algoritmul, în notele de referință scrieți la desene)

Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu privire la legea conservării impulsului:

Realizați un desen pe care să desemnați direcțiile axei de coordonate, vectorii viteză ai corpurilor înainte și după interacțiune;

2) Scrieți în formă vectorială legea conservării impulsului;

3) Notați legea conservării impulsului în proiecție pe axa de coordonate;

4) Exprimați o mărime necunoscută din ecuația rezultată și găsiți valoarea acesteia;

SOLUȚIA PROBLEMELOR (Cazuri speciale ale ZSI pentru rezolvarea independentă a problemei nr. 3):

(rezolvarea corectă a 1 sarcină - 1 punct)

1. Pe un cărucior cu o greutate de 800 kg, rulând de-a lungul unei căi orizontale cu o viteză de 0,2 m/s, s-au turnat deasupra 200 kg de nisip.

Care a fost viteza căruciorului după aceea?

2. O mașină cu o masă de 20 de tone care se deplasează cu o viteză 0,3 m/s, depășește un vagon cu o greutate de 30 de tone, deplasându-se cu o viteză de 0,2 m/s.

Care este viteza vagoanelor după ce cârligul a funcționat?

3. Ce viteză va dobândi un miez de fontă întins pe gheață dacă un glonț care zboară orizontal cu o viteză de 500 m/s sare de el și se mișcă în direcția opusă cu o viteză de 400 m/s? Greutatea glonțului 10 g, greutatea miezului 25 kg. (sarcina este o copie de rezervă, adică este rezolvată dacă a mai rămas timp)

(Soluțiile problemelor sunt afișate pe ecran, elevii își compară soluția cu standardul, analizează erorile)

Mare importanță are legea conservării impulsului pentru studiul propulsiei cu reacție.

Subpropulsie cu reacțieînțelegeți mișcarea corpului care are loc atunci când este separat de corp cu o anumită viteză a oricărei părți a acestuia. Ca rezultat, corpul însuși capătă un impuls direcționat opus.

Umflați balonul de cauciuc pentru bebeluși fără a lega găurile, eliberați-l din mâini.

Ce se va intampla? De ce? (0,5 puncte)

(Răspuns sugerat: Aerul din minge creează presiune asupra carcasei în toate direcțiile. Dacă gaura din minge nu este legată, atunci aerul va începe să iasă din ea, în timp ce carapacea în sine se va mișca în direcția opusă. Urmează din legea conservării impulsului: impulsul mingii înainte de interacțiune zero, după interacțiune trebuie să dobândească impulsuri egale ca mărime și opuse ca direcție, adică să se miște în direcții opuse.)

Mișcarea mingii este un exemplu de propulsie cu reacție.

Propulsie video cu jet.

Nu este dificil să faci modele funcționale ale dispozitivelor cu motor cu reacție.

În 1750, fizicianul ungur J.A. Segner și-a demonstrat dispozitivul, care a fost numit „roata Segner” în onoarea creatorului său.

O „roată Segner” mare poate fi făcută dintr-o pungă mare de lapte: în partea de jos a pereților opuși ai pungii, trebuie să faceți o gaură prin pungă, străpungând punga cu un creion. Leagă două fire în partea de sus a pungii și atârnă geanta de o bară transversală. Astupați găurile cu creioane și umpleți punga cu apă. Apoi scoateți cu grijă creioanele.

Explicați fenomenul observat. Unde se poate aplica? (0,5 puncte)

(Răspunsul sugerat al elevului: două jeturi vor scăpa din găuri în direcții opuse și va apărea o forță reactivă care va roti pachetul. Roata Segner poate fi folosită într-o plantă pentru udarea paturi sau paturi de flori.)

Următorul model: balon care se învârte. Într-un balon pentru copii umflat, înainte de a lega gaura cu un fir, introducem în el un tub de suc îndoit în unghi drept. Turnați apă într-o farfurie mai mică decât diametrul mingii și coborâți mingea acolo, astfel încât tubul să fie în lateral. Aerul va iesi din balon si balonul va incepe sa se roteasca pe apa sub actiunea fortei reactive.

SAU: într-un balon umflat pentru copii, înainte de a lega orificiul cu un fir, introduceți un tub de suc îndoit în unghi drept, atârnați întreaga structură pe fir, când aerul începe să iasă din balon prin tub, balonul începe să iasă din balon. roteste..

Explicați fenomenul observat. (0,5 puncte)

Video „Propulsie cu reacție”

Unde se aplică legea conservării impulsului? Băieții noștri ne vor ajuta să răspundem la această întrebare.

Mesaje și prezentări ale elevilor.

Subiecte de mesaje și prezentări:

1. „Aplicarea legii conservării impulsului în tehnologie și viața de zi cu zi”

2. „Aplicarea legii conservării impulsului în natură”.

3. „Aplicarea legii conservării impulsului în medicină”

Criteriu de evaluare:

Conținutul materialului și caracterul științific al acestuia - 2 puncte;

Disponibilitate prezentare - 1 punct;

Cunoașterea materialului și înțelegerea acestuia - 1 punct;

Design - 1 punct.

Punctajul maxim este de 5 puncte.

Să încercăm acum să răspundem la următoarele întrebări: (1 punct pentru fiecare răspuns corect, 0,5 puncte pentru un răspuns incomplet).

"Este interesant"

1. Într-una din seriile desenului animat „Ei bine, așteaptă!” pe vreme liniştită, lupul, ca să ajungă din urmă iepurele, ia mai mult aer în piept şi suflă în pânză. Barca accelerează și... Este posibil acest fenomen?

(Răspunsul sugerat al elevului: Nu, deoarece sistemul lup-vela este închis, ceea ce înseamnă că impulsul total este zero, pentru ca barca să se miște mai repede, este necesară o forță externă. Numai forțele externe pot schimba impulsul sistemului . Lup - aer - forță internă. )

2. Eroul cărții de E. Raspe, baronul Munchausen, a spus: „Apucandu-mă de coadă, am tras-o cu toată puterea și fără prea multă dificultate m-am scos pe mine și pe calul meu din mlaștină, pe care l-am strâns strâns. cu ambele picioare, ca un clește.”

Este posibil să te crești în acest fel? ?

(Răspunsul sugerat al elevului: numai forțele externe pot schimba impulsul unui sistem de corpuri, prin urmare, se ridică în acest fel este interzis, deoarece în acest sistem acționează doar forțele interne. Înainte de interacțiune, impulsul sistemului era zero. Acțiunea forțelor interne nu poate schimba impulsul sistemului, prin urmare, după interacțiune, impulsul va fi zero).

3. Cunoscut veche legendă despre un om bogat cu o pungă de aur, care, fiind absolut gheață netedă lacurile, au înghețat, dar nu au vrut să se despartă de bogăție. Dar ar fi putut scăpa dacă nu ar fi fost atât de lacom!

(Răspunsul sugerat al elevului: A fost suficient să împingi punga de aur departe de tine, iar bogatul însuși ar aluneca pe gheață în direcția opusă, conform legii conservării impulsului.)

III. Controlul asimilării materialului:

Sarcini de testare (Atasamentul 1)

(Testarea se efectuează pe foi de hârtie, între care se așează hârtie carbon, la sfârșitul testării un exemplar se dă profesorului, celălalt vecinului de la birou, verificare reciprocă) (5 puncte)

IV. Reflecţie. Rezumând (Anexa 2)

În încheierea lecției, aș dori să spun că legile fizicii pot fi aplicate pentru rezolvarea multor probleme. Astăzi la lecție ați învățat să puneți în practică una dintre cele mai fundamentale legi ale naturii: legea conservării impulsului.

Vă rog să completați fișa „Reflecție”, pe care puteți afișa rezultatele lecției de astăzi.

Lista literaturii folosite:

Literatura pentru profesori

principal:

Ed. Pinsky A.A., Kabardina O.F. Fizica nota 10: un manual pentru institutii de invatamant si scoli din studiu aprofundat fizica: nivel de profil. - M.: Iluminismul, 2013 .

Kasyanov V.A. Fizică. Clasa a 10-a: manual pentru studii de învățământ generalinstituţiilor. – M. : Butarda, 2012.

Fizica 7-11. Biblioteca de mijloace vizuale. Ediție electronică. M .: „Drofa”, 2012

adiţional:

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B., Sotsky N. N. Fizica-10: ediția a XV-a. – M.: Iluminismul, 2006.

Myakishev G. Ya. Mecanica - 10: Ed. al 7-lea, stereotip. – M.: Dropia, 2005.

Rymkevich A.P. Fizica. Zadachnik-10 - 11: Ed. al 10-lea, stereotip. – M.: Dropia, 2006.

Saurov Yu. A. Modele de lecții-10: carte. pentru profesor. - M .: Educație, 2005.

Kupershtein Yu. S. Fizica-10: rezumate de bază și probleme diferențiate. - Sankt Petersburg: septembrie 2004.

Resurse de internet utilizate

Literatura pentru elevi:

Myakishev G.Ya. Fizică. Clasa a 10-a: manual pentru instituţiile de învăţământ: de bază şi niveluri de profil. - M.: Iluminismul, 2013 .

Gromov S.V. Fizica-10.M. „Iluminismul” 2011

Rymkevich P.A. Culegere de probleme de fizică. M .: „Drofa” 2012.

Atasamentul 1

Opțiunea numărul 1.

1. Care dintre următoarele mărimi este scalară?

A. masa.

B. impulsul corpului.

B. puterea.

2. Un corp de masă m se mișcă cu o viteză. Care este impulsul corpului?

DAR.

B. m

LA.

3. Cum se numește mărimea fizică egală cu produsul forței și timpul acțiunii acesteia?

A. Elanul corpului.

B. Proiecția forței.

B. Impulsul de forta.

4. În ce unități se măsoară impulsul forței?

A. 1 N s

B. 1 kg

B. 1 N

5. Cum este direcționată impulsul corpului?

A. Are aceeași direcție cu forța.

B. În aceeași direcție cu viteza corpului.

6. Care este modificarea impulsului corpului dacă asupra lui acţionează o forţă de 15 N timp de 5 secunde?

A. 3 kg m/s

B. 20 kg m/s

H. 75 kg m/s

7. Cum se numește impactul, în care parte din energia cinetică a corpurilor care se ciocnesc merge la deformarea lor ireversibilă, modificând energia internă a corpurilor?

A. Impact absolut inelastic.

B. Impact absolut elastic

V. Centrală.

8. Care dintre expresii corespunde legii conservării impulsului pentru cazul interacțiunii a două corpuri?

A. = m

LA. m =

9. Pe ce lege se bazează existența propulsiei cu reacție?

A. Prima lege a lui Newton.

B. Legea gravitației universale.

B. Legea conservării impulsului.

10. Un exemplu de propulsie cu reacție este

A. Fenomenul de recul la tragerea cu o armă.

B. Arderea unui meteorit în atmosferă.

B. Mișcarea sub influența gravitației.

Atasamentul 1

Opțiunea numărul 2.

1. Care dintre următoarele mărimi este vector?

A. impulsul corpului.

B. masa.

V. timp.

2. Ce expresie determină modificarea impulsului corpului?

DAR. m

B. t

LA. m

3. Cum se numește mărimea fizică egală cu produsul dintre masa corpului și vectorul vitezei sale instantanee?

A. Proiecția forței.

B. Impulsul de forță.

B. Impulsul corpului.

4. Cum se numește unitatea de impuls a corpului, exprimată prin unitățile de bază ale Sistemului Internațional?

A. 1 kg m/s

B. 1kg m/s 2

V. 1kg m 2 / s 2

5. Unde este îndreptată schimbarea impulsului corpului?

A. În aceeași direcție cu viteza corpului.

B. În aceeași direcție cu forța.

B. În direcția opusă mișcării corpului.

6. Care este impulsul unui corp cu masa de 2 kg care se deplasează cu viteza de 3 m/s?

A. 1,5 kg m/s

B. 9 kg m/s

B. 6 kg m/s

7. Cum se numește impactul, în care deformarea corpurilor care se ciocnesc este reversibilă, i.e. dispare după încetarea interacțiunii?

A. Impact absolut elastic.

B. Impact absolut inelastic.

V. Centrală.

8. Care dintre expresii corespunde legii conservării impulsului pentru cazul interacțiunii a două corpuri?

DAR. = m

LA. m =

9. Legea conservării impulsului este îndeplinită...

A. Întotdeauna.

B. Obligatoriu în absența frecării în orice sisteme de referință.

B. Numai în sistem închis.

10. Un exemplu de propulsie cu reacție este...

A. Fenomenul de recul la scufundarea dintr-o barcă în apă.

B. Fenomenul de creștere a greutății corporale cauzat de mișcarea accelerată

suporturi sau suspensie.

B. Fenomenul de atracție a corpurilor de către Pământ.

Raspunsuri:

Opțiunea numărul 1

Opțiunea numărul 2

1. A 2. B 3. C 4. A 5. B 6. C 7. A 8. B 9. C 10. A

1 sarcină - 0,5 puncte

Maxim la finalizarea tuturor sarcinilor - 5 puncte

Anexa 2

Contur de bază.

Data ___________.

Tema lecției: „Momentul corpului. Legea conservării impulsului.

1. Elanul corpului este _______________________________________________________________

2. Formula de calcul pentru impulsul corpului: ________________________________

3. Unități de măsură ale impulsului corpului: ___________________________________

4. Direcția impulsului corpului coincide întotdeauna cu direcția lui ___________

5.Impul de forta - aceasta este __________________________________________________

6. Formula de calcul pentru impulsul forței :___________________________________

7. Unităţi de măsură impuls de forță ___________________________________

8. Direcția impulsului de forță coincide întotdeauna cu direcția ______________________________________________________________________

9. Notează a doua lege a lui Newton sub formă impulsivă:

______________________________________________________________________

10. Impactul absolut elastic este _______________________________________

______________________________________________________________________

11. Impactul absolut inelastic este _____________________________________

______________________________________________________________________

12. Cu un impact perfect elastic are loc ____________________________

______________________________________________________________________

16. Înregistrarea matematică a legii: _______________________________________

17. Limitele de aplicabilitate ale legii conservării impulsului:

_____________________________________________________________________

18. Algoritm pentru rezolvarea problemelor pe legea conservării impulsului:

1)____________________________________________________________________

2)____________________________________________________________________

3)____________________________________________________________________

4)____________________________________________________________________

19. Cazuri particulare ale legii conservării impulsului:

A) interacțiune absolut elastică: Proiecție pe axa OX: 0,3 m/s, ajunge din urmă cu o mașină cu o greutate de 30 de tone, care se deplasează cu o viteză de 0,2 m/s. Care este viteza vagoanelor după ce cârligul a funcționat?

____________

Răspuns:

21. Aplicarea legii conservării impulsului în tehnologie și viața de zi cu zi:

A) Propulsia cu reacție este ___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Exemple de propulsie cu reacție: _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

c) fenomenul de recul ________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

22. Aplicarea legii conservării impulsului în natură:

23. Aplicarea legii conservării impulsului în medicină:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

24. Este interesant:

1. Există o veche legendă despre un om bogat cu o pungă de aur, care, aflându-se pe gheața absolut netedă a lacului, a înghețat, dar nu a vrut să se despartă de averea sa. Dar ar fi putut scăpa dacă nu ar fi fost atât de lacom! Cum?__________________________________________________________________

2. Într-una din seriile desenului animat „Ei bine, așteaptă!” pe vreme liniştită, lupul, ca să ajungă din urmă iepurele, ia mai mult aer în piept şi suflă în pânză. Barca accelerează și... Este posibil acest fenomen? De ce?

3. Eroul cărții de E. Raspe, baronul Munchausen, a spus: „Apucandu-mă de coadă, am tras-o cu toată puterea și fără prea mare dificultate m-am scos din mlaștină pe mine și pe calul meu, pe care l-am strâns strâns. cu ambele picioare, ca un clește.”

Este posibil să te crești în acest fel? De ce?

Nota clasei ______________

Anexa 3

Foaie de reflecție

Prenume nume __________________________________________

Grup________________________________________________

1. Am lucrat la lecție
2. Cu munca mea la lecție, eu
3. Lecția mi s-a părut
4. Pentru lecția I
5. Starea mea de spirit
6. Materialul lecției a fost

7. Tema pentru acasă mi se pare

activ pasiv
mulțumit (la) / nemulțumit (la)
scurt lung
nu obosit / obosit
s-a mai bine / s-a înrăutățit
clar / nu clar
util/inutil
interesant plictisitor
usor / dificil
interesat/nu este interesat