Hybnosť telesa je zákon zachovania hybnosti prúdového pohonu. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon. Príklady riešenia problémov

hybnosť tela je množstvo rovnajúce sa súčinu hmotnosti telesa a jeho rýchlosti.

Hybnosť je označená písmenom a má rovnaký smer ako rýchlosť.

Pulzná jednotka:

Hybnosť telesa sa vypočíta podľa vzorca: , kde

Zmena hybnosti telesa sa rovná hybnosti sily, ktorá naň pôsobí:

Pre uzavretý systém tiel, zákon zachovania hybnosti:

v uzavretom systéme sa vektorový súčet hybností telies pred interakciou rovná vektorovému súčtu hybností telies po interakcii.

Zákon zachovania hybnosti je základom prúdového pohonu.

Prúdový pohon- ide o pohyb tela, ktorý nastáva po oddelení jeho časti od tela.

Na výpočet rýchlosti rakety je napísaný zákon zachovania hybnosti

a získajte vzorec rýchlosti rakety: =, kde M je hmotnosť rakety,

10. Rutherfordove pokusy o rozptyle α-častíc. Jadrový model atómu. Bohrove kvantové postuláty.

Prvý model atómu navrhol anglický fyzik Thomson. Podľa Thomsona je atóm kladne nabitá guľa obsahujúca záporne nabité elektróny.

Thomsonov model atómu bol nesprávny, čo sa potvrdilo v experimentoch Anglická fyzika Rutherford v roku 1906

V týchto experimentoch bol úzky lúč α-častíc emitovaný rádioaktívnou látkou nasmerovaný na tenkú zlatú fóliu. Za fóliou bola umiestnená clona schopná žiariť pod dopadom rýchlych častíc.

Zistilo sa, že väčšina α-častíc sa po prechode fóliou odchyľuje od priamočiareho šírenia, t.j. rozplynúť sa. A niektoré α-častice sú vo všeobecnosti vrhané späť.

Rutherford vysvetlil rozptyl α-častíc tým, že kladný náboj nie je distribuovaný rovnomerne po guličke, ako navrhol Thomson, ale je sústredený v centrálnej časti atómu - atómové jadro . Pri prechode v blízkosti jadra sa od neho odrazí α-častica s kladným nábojom a keď sa dostane do jadra, je odhodená späť.

Rutherford navrhol, že atóm je usporiadaný ako planetárny systém.

Rutherford však nedokázal vysvetliť stabilitu (prečo elektróny nevyžarujú vlny a nepadajú smerom ku kladne nabitému jadru).

Nové myšlienky o špeciálnych vlastnostiach atómu sformuloval dánsky fyzik Bohr v dvoch postulátoch.

1. postulát. Atómový systém môže byť iba v špeciálnych stacionárnych alebo kvantových stavoch, z ktorých každý zodpovedá svojej vlastnej energii; v stacionárnom stave atóm nežiari.

2. postulát. Keď sa atóm pohne z jedného ustálený stav kvantum elektromagnetického žiarenia je emitované alebo absorbované do iného.

Energia emitovaného fotónu sa rovná rozdielu medzi energiami atómu v dvoch stavoch:

Planckova konštanta.

V tejto lekcii budeme hovoriť o zákonoch ochrany. Zákony ochrany sú mocným nástrojom pri riešení mechanických problémov. Sú dôsledkom vnútornej symetrie priestoru. Prvá zachovaná veličina, ktorú budeme študovať, je hybnosť. V tejto lekcii si dáme definíciu hybnosti telesa a zmenu tejto hodnoty spojíme so silou, ktorá pôsobí na teleso.

Zákony zachovania sú veľmi silným nástrojom na riešenie problémov v mechanike. Používajú sa, keď je ťažké alebo nemožné vyriešiť rovnice dynamiky. Zákony ochrany sú priamym dôsledkom zákonov prírody. Ukazuje sa, že každý zákon ochrany zodpovedá nejakému druhu symetrie v prírode. Napríklad zákon zachovania energie vyplýva zo skutočnosti, že čas je homogénny a zákon zachovania hybnosti vychádza z homogenity priestoru. Okrem toho v jadrovej fyzike komplexné symetrie systému vedú k veličinám, ktoré sa nedajú merať, ale je známe, že sú zachované, ako napríklad zvláštnosť a krása.

Zvážte druhý Newtonov zákon vo vektorovej forme:

Pamätajte, že zrýchlenie je rýchlosť zmeny rýchlosti:

Teraz, ak dosadíme tento výraz do druhého Newtonovho zákona a vynásobíme ľavé a pravá strana na , dostaneme

Zavedme teraz určitú veličinu, ktorú budeme ďalej nazývať impulz a získame druhý Newtonov zákon v impulzovej forme:

Hodnota naľavo od znamienka rovnosti sa nazýva hybnosť sily. Touto cestou,

Zmena hybnosti telesa sa rovná hybnosti sily.

Newton v tejto podobe zapísal svoj slávny druhý zákon. Všimnite si, že druhý Newtonov zákon v tejto podobe je všeobecnejší, keďže sila pôsobí na teleso nejaký čas nielen pri zmene rýchlosti telesa, ale aj pri zmene hmotnosti telesa. Pomocou takejto rovnice je napríklad ľahké zistiť silu pôsobiacu na vzlietajúcu raketu, keďže raketa pri štarte mení hmotnosť. Takáto rovnica sa nazýva Meshcherského rovnica alebo Tsiolkovského rovnica.

Pozrime sa podrobnejšie na hodnotu, ktorú sme zaviedli. Táto veličina sa nazýva hybnosť tela. takže,

Hybnosť tela je fyzikálne množstvo rovná súčinu hmotnosti telesa a jeho rýchlosti.

Hybnosť sa meria v jednotkách SI v kilogramoch na meter vydelená sekundou:

Z druhého Newtonovho zákona v impulzívnej forme vyplýva zákon zachovania hybnosti. Ak je totiž súčet síl pôsobiacich na teleso nulový, potom je zmena hybnosti telesa nulová, alebo, inými slovami, hybnosť telesa je konštantná.

Zvážte aplikáciu zákona zachovania hybnosti na príkladoch. Lopta teda narazí impulzom do steny (obr. 1). Hybnosť lopty sa mení a lopta sa odráža v opačnom smere s hybnosťou. Ak bol pred nárazom uhol k normálu rovný , potom po náraze môže byť tento uhol vo všeobecnosti iný. Ak však na guľu zo strany steny pôsobí len sila normálového tlaku, smerujúca po kolmici na stenu, potom sa zložka hybnosti mení v smere kolmom na stenu. Ak pred nárazom bola rovná , potom po náraze bude rovná , a zložka hybnosti pozdĺž steny sa nezmení. Dochádzame k záveru, že hybnosť po náraze sa v absolútnej hodnote rovná hybnosti pred nárazom a smeruje pod uhlom k normále.

Ryža. 1. Lopta sa odrazí od steny

Všimnite si, že gravitačná sila pôsobiaca na loptu nijako neovplyvní výsledok, pretože je nasmerovaná pozdĺž steny. Taký náraz, pri ktorom je zachovaný modul hybnosti tela a uhol dopadu rovný uhlu odrazy sa nazývajú absolútne elastické. Všimnite si, že v reálnej situácii, keď je náraz nepružný, môže byť uhol odrazu iný (obr. 2)

Ryža. 2. Lopta nepokojne skáče

Náraz bude neelastický, ak na loptu budú pôsobiť takzvané disipatívne sily, ako je trecia sila alebo odporová sila.

V tejto lekcii ste sa teda zoznámili s pojmom hybnosť, so zákonom zachovania hybnosti a s druhým Newtonovým zákonom, zapísaným v impulzovej forme. Okrem toho ste uvažovali o probléme lopty, ktorá sa absolútne elasticky odráža od steny.

Bibliografia

G. Ya Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky. Fyzika 10. - M .: Vzdelávanie, 2008.
A. P. Rymkevič. fyzika. Kniha problémov 10-11. - M.: Drop, 2006.
O. Ya Savčenková. Problémy vo fyzike. - M.: Nauka, 1988.
A. V. Pyoryshkin, V. V. Krauklis. Kurz fyziky. T. 1. - M .: Štát. uch.-ped. vyd. min. školstvo RSFSR, 1957.

otázka: Zistili sme, že pri dopade dokonale elastickej lopty na stenu sa uhol dopadu rovná uhlu odrazu. Rovnaký zákon platí aj pre odraz lúča v zrkadle. Ako to vysvetliť?

odpoveď: Vysvetľuje sa to veľmi jednoducho: svetlo možno považovať za prúd častíc - fotónov, ktoré elasticky dopadajú na zrkadlo. Podľa toho sa uhol dopadu počas dopadu fotónu rovná uhlu odrazu.

otázka: Lietadlá, keď lietajú, sú odpudzované vrtuľou zo vzduchu. Čím je raketa odrazená?

odpoveď: Raketa sa neodpudzuje, raketa sa pohybuje pod pôsobením prúdového ťahu. To je dosiahnuté vďaka tomu, že častice paliva vyletujú z dýzy rakety vysokou rýchlosťou.

Jeho pohyby, t.j. hodnota .

Pulz je vektorová veličina zhodná v smere s vektorom rýchlosti.

Jednotka hybnosti v sústave SI: kg m/s .

Impulz sústavy telies sa rovná vektorovému súčtu impulzov všetkých telies zahrnutých v sústave:

Zákon zachovania hybnosti

Ak napríklad na sústavu interagujúcich telies pôsobia dodatočné vonkajšie sily, potom v tomto prípade platí vzťah, ktorý sa niekedy nazýva zákon zmeny hybnosti:

Pre uzavretý systém (pri absencii vonkajších síl) platí zákon zachovania hybnosti:

Pôsobením zákona zachovania hybnosti možno vysvetliť jav spätného rázu pri streľbe z pušky alebo pri delostreleckej streľbe. Fungovanie zákona zachovania hybnosti je tiež základom princípu činnosti všetkých prúdových motorov.

Pri riešení fyzikálnych úloh sa používa zákon zachovania hybnosti, keď nie je potrebná znalosť všetkých detailov pohybu, ale dôležitý je výsledok interakcie telies. Takýmito problémami sú napríklad problémy nárazu alebo kolízie telies. Zákon zachovania hybnosti sa používa pri uvažovaní o pohybe telies s premenlivou hmotnosťou, ako sú nosné rakety. Väčšinu hmoty takejto rakety tvorí palivo. V aktívnej fáze letu toto palivo vyhorí a hmotnosť rakety v tejto časti trajektórie rýchlo klesá. Zákon zachovania hybnosti je tiež potrebný v prípadoch, keď je koncept nepoužiteľný. Je ťažké si predstaviť situáciu, keď nehybné telo okamžite nadobudne určitú rýchlosť. V bežnej praxi telesá vždy zrýchľujú a naberajú rýchlosť postupne. Počas pohybu elektrónov a iných subatomárnych častíc však k zmene ich stavu dochádza náhle bez toho, aby zostali v medzistavoch. V takýchto prípadoch nemožno použiť klasický koncept „zrýchľovania“.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie

Projektil s hmotnosťou 100 kg letiaci vodorovne pozdĺž Železničná trať rýchlosťou 500 m/s vojde do vozňa s pieskom o hmotnosti 10 ton a zasekne sa v ňom. Akú rýchlosť dosiahne auto, ak sa bude pohybovať rýchlosťou 36 km/h v opačnom smere ako projektil?

Riešenie

Systém vozeň + projektil je uzavretý, teda v tento prípad možno použiť zákon zachovania hybnosti.

Urobme si nákres, označujúci stav tiel pred a po interakcii.

Pri interakcii strely a auta dochádza k nepružnému nárazu. Zákon zachovania hybnosti bude v tomto prípade napísaný takto:

Výberom smeru osi tak, aby sa zhodoval so smerom pohybu auta, napíšeme priemet tejto rovnice na súradnicovú os:

aká je rýchlosť auta po dopade projektilu:

Jednotky prevádzame do sústavy SI: t kg.

Poďme počítať:

Odpoveď

Po zásahu projektilu sa auto bude pohybovať rýchlosťou 5 m/s.

PRÍKLAD 2

Cvičenie

Strela s hmotnosťou m=10 kg mala v hornom bode rýchlosť v=200 m/s. V tomto momente sa rozlomila na dve časti. Menšia časť s hmotnosťou m 1 = 3 kg dostala rýchlosť v 1 = 400 m/s v rovnakom smere pod uhlom k horizontu. Akou rýchlosťou a akým smerom poletí väčšina projektilu?

Riešenie

Dráha strely je parabola. Rýchlosť telesa smeruje vždy tangenciálne k trajektórii. V hornej časti trajektórie je rýchlosť strely rovnobežná s osou.

Napíšme zákon zachovania hybnosti:

Prejdime od vektorov k skalárne veličiny. Aby sme to dosiahli, odmocníme obe časti vektorovej rovnosti a použijeme vzorce pre:

Vzhľadom na to a tiež zistíme rýchlosť druhého fragmentu:

Nahradením číselných hodnôt fyzikálnych veličín do výsledného vzorca vypočítame:

Smer letu väčšiny projektilu sa určuje pomocou:

Nahradením číselných hodnôt do vzorca dostaneme:

Odpoveď

Väčšina strely poletí rýchlosťou 249 m/s dole pod uhlom k horizontálnemu smeru.

PRÍKLAD 3

Cvičenie

Hmotnosť vlaku je 3000 ton Koeficient trenia je 0,02. Aká by mala byť veľkosť parnej lokomotívy, aby vlak nabral rýchlosť 60 km/h 2 minúty po začiatku pohybu.

Riešenie

Keďže na vlak pôsobí (vonkajšia sila), systém nemožno považovať za uzavretý a zákon zachovania hybnosti v tomto prípade neplatí.

Využime zákon zmeny hybnosti:

Keďže trecia sila smeruje vždy v smere opačnom k pohybu telesa, v priemete rovnice na súradnicovú os (smer osi sa zhoduje so smerom pohybu vlaku), impulz trecej sily vstúpi s znamienko mínus:

MINISTERSTVO VŠEOBECNÉHO A PROCESNÉHO ŠKOLSTVA ROSTOVSKÉHO KRAJA

ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA SREDNENGO

ODBORNÉHO VZDELÁVANIA V REGIÓNE ROSTOV

"SALSK INDUSTRIAL COLLEGE"

METODICKÝ VÝVOJ

školenia

v disciplíne "Fyzika"

téma: „Pulz. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon“.

Vyvinuté učiteľom: Titarenko S.A.

Salsk

2014

Téma: „Impulz. Zákon zachovania hybnosti. Prúdový pohon“.

Trvanie: 90 minút.

Typ lekcie: Kombinovaná lekcia.

Ciele lekcie:

vzdelávacie:

odhaliť úlohu zákonov zachovania v mechanike;

uviesť pojem „hybnosť tela“, „uzavretý systém“, „reaktívny pohyb“;

naučiť žiakov charakterizovať fyzikálne veličiny (hybnosť tela, silový impulz), aplikovať logickú schému pri odvodzovaní zákona zachovania hybnosti, formulovať zákon, zapísať ho do tvaru rovnice, vysvetliť princíp prúdového pohonu;

pri riešení úloh uplatniť zákon zachovania hybnosti;

podporovať asimiláciu poznatkov o metódach vedeckého poznania prírody, moderného fyzikálneho obrazu sveta, dynamických zákonov prírody (zákon zachovania hybnosti);

vzdelávacie:

naučiť sa pripraviť pracovisko;

dodržiavať disciplínu;

kultivovať schopnosť aplikovať získané poznatky pri plnení samostatných úloh a následnej formulácii záveru;

pestovať zmysel pre vlastenectvo vo vzťahu k práci ruských vedcov v oblasti pohybu telesa s premenlivou hmotnosťou (tryskový pohon) - K. E. Ciolkovskij, S. P. Korolev;

vyvíja:

rozširovať obzory študentov realizáciou interdisciplinárnych prepojení;

rozvíjať schopnosť správne používať fyzikálnu terminológiu počas frontálnej orálnej práce;

forma:

vedecké chápanie štruktúry hmotného sveta;

univerzálnosť získaných poznatkov prostredníctvom implementácie interdisciplinárnych prepojení;

metodický:

stimulovať kognitívnu a tvorivú činnosť;

posilňovať motiváciu žiakov pomocou rôznych vyučovacích metód: verbálnych, názorných a moderných technických prostriedkov, vytvárať podmienky na zvládnutie látky.

V dôsledku štúdia materiálu v tejto lekcii by študent mal
vedieť/rozumieť :
- význam hybnosti hmotného bodu, ako fyzikálnej veličiny;
- vzorec vyjadrujúci vzťah hybnosti s inými veličinami (rýchlosť, hmotnosť);
- klasifikačný atribút impulzu (vektorová hodnota);
- jednotky merania impulzov;
- Druhý Newtonov zákon v impulzívnej forme a jeho grafická interpretácia; zákon zachovania hybnosti a limity jeho aplikácie;
- prínos ruských a zahraničných vedcov, ktorí mali najväčší vplyv na rozvoj tohto odvetvia fyziky;

byť schopný:
- popísať a vysvetliť výsledky pozorovaní a experimentov;
- uviesť príklady prejavu zákona zachovania hybnosti v prírode a technike;
- aplikovať nadobudnuté poznatky pri riešení fyzikálnych úloh pri aplikácii pojmu "hybnosť hmotného bodu", zákon zachovania hybnosti.

Pedagogické technológie:

pokročilé vzdelávacie technológie;

technológia ponorenia do témy lekcie;

IKT.

Vyučovacie metódy:

verbálny;

vizuálne;

vysvetľujúce a názorné;

heuristický;

problém;

analytické;

osobný test;

vzájomné overenie.

Formulár správania: teoretická lekcia.

Formy organizácie vzdelávacie aktivity : kolektívne, malé skupiny, individuálne.

Interdisciplinárne prepojenia:

fyzika a matematika;

fyzika a technika;

fyzika a biológia;

fyzika a medicína;

fyzika a informatika;

Vnútorné pripojenia:

Newtonove zákony;

hmotnosť;

zotrvačnosť;

mechanický pohyb.

Vybavenie:

PC, obrazovka,

tabuľa, krieda,

balón, inerciálne autíčka, hračka do vody, akvárium s vodou, model Segnerovho kolesa.

Vybavenie:

didaktický:

referenčné poznámky pre študentov, testové úlohy, reflexný hárok;

metodický:

pracovné programy a, kalendárovo-tematický plán;

metodická príručka pre učiteľa na tému „ Pulz. Zákon zachovania hybnosti. Príklady riešenia problémov“;

Informačná podpora:

PC s nainštalovaným operačným systémom Windows a balíkom Microsoft Office;

multimediálny projektor;

Prezentácie programu Microsoft PowerPoint, videá:

- prejav zákona zachovania hybnosti pri zrážke telies;

- efekt spätného rázu;

Druhy samostatná práca:

poslucháreň: riešenie problémov pre používanie ZSI , práca so základným abstraktom;

mimoškolských: práca s abstraktmi, s doplnkovou literatúrou .

Priebeh lekcie:

I. úvod

1. Organizačný moment - 1-2 min.

a) kontrola prítomných, pripravenosť žiakov na vyučovaciu hodinu, dostupnosť uniforiem a pod.

2. Vyhlásenie témy, jej motivácia a stanovenie cieľa - 5-6 min.

a) oznámenie pravidiel práce na vyučovacej hodine a vyhlásenie kritérií hodnotenia;

b) e domáca úloha;

c) počiatočná motivácia výchovno-vzdelávacej činnosti (zapojenie žiakov do procesu stanovovania cieľov).

3. Aktualizácia základných vedomostí (frontálny prieskum) - 4-5 min.

II. Hlavná časť- 60 min

1. Štúdium nového teoretického materiálu

a) Prezentácia nového prednáškového materiálu podľa plánu:

jeden). Definícia pojmov: "hybnosť tela", "impulz sily".

2). Riešenie kvalitatívnych a kvantitatívnych úloh na výpočet hybnosti telesa, hybnosti sily, hmotnosti interagujúcich telies.

3). Zákon zachovania hybnosti.

štyri). Hranice aplikovateľnosti zákona zachovania hybnosti.

5). Algoritmus na riešenie problémov na WSI. Jednotlivé prípady zákona zachovania hybnosti.

6). Aplikácia zákona zachovania hybnosti vo vede, technike, prírode, medicíne.

b) Vykonávanie demonštračných experimentov

c) Prezeranie multimediálnej prezentácie.

d) Upevňovanie učiva v priebehu vyučovacej hodiny (riešenie úloh pre využitie ZSI, riešenie kvalitatívnych problémov);

e) Vyplnenie sprievodného abstraktu.

III. Kontrola asimilácie materiálu - 10 min.

IV. Reflexia. Zhrnutie - 6-7 minút. (Časová rezerva 2 min.)

Predbežná príprava študentov

Študenti dostanú za úlohu pripraviť sa multimediálna prezentácia a referát na témy: „Zákon zachovania hybnosti v technike“, „Zákon zachovania hybnosti v biológii“, „Zákon zachovania hybnosti v medicíne“.

Počas vyučovania.

I. úvod

1. Organizačný moment.

Kontrola neprítomnosti a pripravenosti žiakov na vyučovaciu hodinu.

2. Oznámenie témy, jej motivácia a stanovenie cieľa .

a) oznámenie pravidiel práce na vyučovacej hodine a vyhlásenie kritérií hodnotenia.

Pravidlá pre lekciu:

Na pracovnej ploche sú referenčné poznámky, ktoré budú hlavným pracovným prvkom dnešnej lekcie.

Referenčná osnova označuje tému lekcie, poradie, v ktorom sa téma študuje.

Okrem toho dnes na lekcii použijeme systém hodnotenia, t.j. každý z vás sa bude snažiť svojou prácou na lekcii zarobiť čo najviac viac bodov, body budú udelené za správne vyriešené úlohy, správne odpovede na otázky, správne vysvetlenie pozorovaných javov, celkovo za hodinu môžete získať maximálne 27 bodov, t.j. správna, úplná odpoveď na každú otázku je 0,5 bodu, riešenie úlohy sa odhaduje na 1 skóre.

Sami si vypočítate počet svojich bodov za lekciu a zapíšete si ho do reflexnej karty, teda ak zadáte od 19 do 27 bodov - "výborne"; od 12 do 18 bodov – hodnotenie „dobré“; od 5 do 11 bodov - hodnotenie "uspokojivé".

b) domáca úloha:

Naučte sa prednáškový materiál.

Zbierka úloh z fyziky, vyd. A.P. Rymkevič č. 314, 315 (str. 47), č. 323 324 (str. 48).

v) počiatočná motivácia výchovno-vzdelávacej činnosti (zapojenie žiakov do procesu stanovovania cieľov):

Chcem vás upozorniť na zaujímavý fenomén, ktorý nazývame impakt. Účinok vyvolaný úderom vždy vyvolával v človeku prekvapenie. Prečo ťažké kladivo, umiestnené na kuse kovu na nákove, ho iba pritlačí k podpere, zatiaľ čo to isté kladivo ho sploští úderom kladiva?

A aké je tajomstvo starého cirkusového triku, keď úder drvivým kladivom na masívnu nákovu neublíži tomu, na hrudi ktorého je táto nákova nainštalovaná?

Prečo môžeme ľahko chytiť letiacu tenisovú loptičku rukou, ale nemôžeme chytiť guľku bez poškodenia ruky?

V prírode existuje niekoľko fyzikálnych veličín, ktoré sa dajú zachovať, dnes si povieme o jednej z nich: ide o hybnosť.

Impulz v preklade do ruštiny znamená "tlačiť", "fúkať". Toto je jedna z mála fyzikálnych veličín, ktoré sa môžu zachovať počas interakcie telies.

Vysvetlite pozorované javy:

SKÚSENOSTI #1: na predvádzacom stole sú 2 autíčka, č. 1 je v kľude, č. 2 sa pohybuje, v dôsledku interakcie obe autá menia rýchlosť svojho pohybu - č. 1 naberá rýchlosť, č. 2 - znižuje rýchlosť ich pohybu. (0,5 bodu)

SKÚSENOSTI #2: autá sa pohybujú k sebe, po kolízii zmenia rýchlosť svojho pohybu . (0,5 bodu)

Čo si myslíte: aký je účel našej dnešnej lekcie? Čo by sme sa mali naučiť? (Navrhovaná reakcia študenta: zoznámiť sa s fyzikálnou veličinou „hybnosť“, naučiť sa ju vypočítať, nájsť vzťah tejto fyzikálnej veličiny s inými fyzikálnymi veličinami.)(0,5 bodu)

3. Aktualizácia vedomostného komplexu.

Vy a ja už vieme, že ak na teleso pôsobí nejaká sila, tak v dôsledku toho ... .. (telo mení svoju polohu v priestore (vykonáva mechanický pohyb))

Odpoveď na otázku prináša 0,5 bodu (maximum za správne odpovede na všetky otázky je 7 bodov)

Definujte mechanický pohyb.

Vzorová odpoveď: zmena polohy telesa v priestore voči iným telesám sa nazýva mechanický pohyb.

Čo hmotný bod?

Vzorová odpoveď: hmotný bod je teleso, ktorého rozmery je možné v podmienkach daného problému zanedbať (rozmery telies sú malé v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi, alebo teleso prejde vzdialenosť oveľa väčšiu ako geometrické rozmery samotného telesa)

-Uveďte príklady hmotných bodov.

Vzorová odpoveď: auto na ceste z Orenburgu do Moskvy, človek a mesiac, klbko na dlhej nite.

čo je hmotnosť? Jednotky merania v SI?

Vzorová odpoveď: hmotnosť je miera zotrvačnosti telesa, skalárna fyzikálna veličina, označuje sa latinským písmenom m, jednotky merania v SI - kg (kilogram).

Čo znamená výraz: „telo je inertnejšie“, „telo je menej inertné“?

Vzorová odpoveď: viac inertný - pomaly mení rýchlosť, menej inertný - mení rýchlosť rýchlejšie.

Uveďte definíciu sily, pomenujte jednotky jej merania a hlavné

vlastnosti.

Vzorová odpoveď: sila - vektorová fyzikálna veličina, ktorá je kvantitatívnou mierou pôsobenia jedného telesa na druhé (kvantitatívna miera interakcie dvoch alebo viacerých telies), charakterizovaná modulom, smerom, bodom pôsobenia, meraná v SI v Newtonoch. (N).

- Aké schopnosti poznáš?

Vzorová odpoveď: gravitácia, elastická sila, sila reakcie opory, hmotnosť tela, trecia sila.

Ako ste pochopili: výslednica síl pôsobiacich na telo sa rovná

10 N?

Vzorová odpoveď: geometrický súčet síl pôsobiacich na teleso je 10 N.

Čo sa stane s hmotným bodom pri pôsobení sily?

Vzorová odpoveď: hmotný bod začne meniť rýchlosť svojho pohybu.

Ako závisí rýchlosť telesa od jeho hmotnosti?

Vzorová odpoveď: pretože hmotnosť je mierou zotrvačnosti telesa, potom teleso väčšej hmotnosti mení svoju rýchlosť pomalšie, teleso menšej hmotnosti mení rýchlosť rýchlejšie.

Ktoré referenčné systémy sa nazývajú inerciálne?

Vzorová odpoveď: Inerciálne vzťažné sústavy sú také vzťažné sústavy, ktoré sa pohybujú priamočiaro a rovnomerne alebo sú v pokoji.

Prvý štátny Newtonov zákon.

Vzorová odpoveď: existujú také vzťažné sústavy, vzhľadom na ktoré si translačné pohybujúce sa telesá udržujú svoju rýchlosť konštantnú alebo sú v pokoji, ak na ne nepôsobia žiadne iné telesá alebo ak je pôsobenie týchto telies kompenzované.

- Štátny Newtonov tretí zákon.

\Vzorová odpoveď: sily, ktorými na seba telesá pôsobia, sú v absolútnej hodnote rovnaké a smerujú pozdĺž jednej priamky v opačných smeroch.

Štátny Newtonov druhý zákon.

kde a rýchlosti 1 a 2 lopty pred interakciou, a - rýchlosť loptičiek po interakcii, a - masy loptičiek.

Nahradením posledných dvoch rovníc do vzorca tretieho Newtonovho zákona a vykonaním transformácií dostaneme:

, tie.

Zákon zachovania hybnosti je formulovaný takto: geometrický súčet impulzov uzavretého systému telies zostáva konštantný pre akékoľvek vzájomné pôsobenie telies tohto systému.

alebo:

Ak je súčet vonkajších síl rovný nule, potom sa hybnosť sústavy telies zachová.

Sily, s ktorými telesá sústavy navzájom pôsobia, sa nazývajú vnútorné a sily vytvorené telesami, ktoré do tejto sústavy nepatria, sa nazývajú vonkajšie.

Systém, na ktorý nepôsobia vonkajšie sily, alebo je súčet vonkajších síl rovný nule, sa nazýva uzavretý.

V uzavretom systéme si telesá môžu vymieňať iba impulzy, pričom celková hodnota impulzu sa nemení.

Hranice aplikácie zákona zachovania hybnosti:

Iba v uzavretých systémoch.

Ak sa súčet priemetov vonkajších síl na určitý smer rovná nule, tak pri priemete len na tento smer možno zapísať: pini X = pcon X (zákon zachovania zložky hybnosti).

Ak je trvanie procesu interakcie krátke a sily vznikajúce pri interakcii sú veľké (náraz, výbuch, výstrel), potom počas tohto krátkeho času môže byť impulz vonkajších síl zanedbaný.

Príkladom uzavretého systému pozdĺž horizontálneho smeru je delo, z ktorého sa strieľa. Fenomén spätného rázu (vrátenia) zbrane pri výstrele. Hasiči zažijú rovnaký zásah, keď na horiaci predmet nasmerujú silný prúd vody a takmer neudržia hadicu.

Dnes sa musíte naučiť metódy riešenia kvalitatívnych a kvantitatívnych problémov na túto tému a naučiť sa ich aplikovať v praxi.

Napriek tomu, že túto tému milujú mnohí, má svoje vlastné zvláštnosti a ťažkosti. Hlavná ťažkosť je v tom neexistuje jediný univerzálny vzorec, ktorý by sa dal použiť pri riešení konkrétneho problému na danú tému. V každej úlohe sa ukáže, že vzorec je iný a ste to vy, kto ho musíte získať analýzou stavu navrhovanej úlohy.

Aby ste si uľahčili správne riešenie problémov, navrhujem použiť ALGORITMUS NA RIEŠENIE PROBLÉMOV.

Netreba sa to učiť naspamäť, môžete sa tým riadiť, hľadieť do zošita, ale ako budete riešiť problémy, postupne si to zapamätá aj samo.

Chcem vás hneď varovať: Nepovažujem problémy bez obrázka, dokonca ani správne vyriešené!

Takže zvážime, ako by sa mali riešiť problémy pomocou navrhovaného ALGORITU NA RIEŠENIE PROBLÉMOV.

Aby sme to dosiahli, začnime krok za krokom riešením prvej úlohy: (úlohy v všeobecný pohľad)

Zvážte Algoritmus na riešenie problémov pri aplikácii zákona zachovania hybnosti. (posuňte s algoritmom, v referenčných poznámkach napíšte do výkresov)

Algoritmus na riešenie problémov so zákonom zachovania hybnosti:

Vytvorte výkres, na ktorom označíte smery súradnicovej osi, vektory rýchlosti telies pred a po interakcii;

2) Napíšte vo vektorovej forme zákon zachovania hybnosti;

3) Napíšte zákon zachovania hybnosti v projekcii na súradnicovú os;

4) Z výslednej rovnice vyjadrite neznámu veličinu a nájdite jej hodnotu;

RIEŠENIE PROBLÉMOV (Špeciálne prípady ZSI pre samostatné riešenie úlohy č. 3):

(správne riešenie 1 úlohy - 1 bod)

1. Na vozík s hmotnosťou 800 kg, ktorý sa valil po vodorovnej dráhe rýchlosťou 0,2 m/s, sa nasypalo 200 kg piesku.

Aká bola potom rýchlosť vozíka?

2. Auto s hmotnosťou 20 ton sa pohybuje rýchlosťou 0,3 m / s, predbehne vagón s hmotnosťou 30 ton, pohybuje rýchlosťou 0,2 m/s.

Aká je rýchlosť vozňov po fungovaní závesu?

3. Akú rýchlosť nadobudne liatinové jadro ležiace na ľade, ak sa od neho odrazí guľka letiaca vodorovne rýchlosťou 500 m/s a pohybuje sa opačným smerom rýchlosťou 400 m/s? Hmotnosť strely 10 g, hmotnosť jadra 25 kg. (úloha je záloha, t.j. rieši sa, ak je čas)

(riešenia problémov sa zobrazujú na obrazovke, študenti porovnávajú svoje riešenie s normou, analyzujú chyby)

Veľký význam má zákon zachovania hybnosti pre štúdium prúdového pohonu.

Podprúdový pohonpochopiť pohyb tela, ku ktorému dochádza pri oddeľovaní od tela určitou rýchlosťou ktorejkoľvek jeho časti. Výsledkom je, že samotné telo nadobúda opačne smerovanú hybnosť.

Gumový detský balónik nafúknite bez viazania otvorov, uvoľnite ho z rúk.

Čo sa bude diať? prečo? (0,5 bodu)

(Navrhovaná odpoveď: Vzduch v loptičke vytvára tlak na škrupinu vo všetkých smeroch. Ak diera v loptičke nie je zaviazaná, tak z nej začne unikať vzduch, pričom samotná škrupina sa bude pohybovať opačným smerom. Nasleduje zo zákona zachovania hybnosti: hybnosť lopty pred interakciou nula, po interakcii musia získať impulzy rovnakej veľkosti a opačného smeru, t.j. pohybovať sa v opačných smeroch.)

Pohyb lopty je príkladom prúdového pohonu.

Video prúdový pohon.

Vyrobiť pracovné modely zariadení prúdových motorov nie je ťažké.

V roku 1750 maďarský fyzik J.A.Segner predviedol svoje zariadenie, ktoré na počesť svojho tvorcu dostalo pomenovanie „Segnerovo koleso“.

Veľké „Segnerovo koleso“ môže byť vyrobené z veľkého vrecka na mlieko: v spodnej časti protiľahlých stien vrecka musíte cez vrecko urobiť otvor a prepichnúť vrecko ceruzkou. Priviažte dve nite na hornú časť tašky a zaveste tašku na nejakú priečku. Zapchajte otvory ceruzkami a naplňte vrecko vodou. Potom ceruzky opatrne odstráňte.

Vysvetlite pozorovaný jav. Kde sa dá uplatniť? (0,5 bodu)

(Navrhovaná odpoveď študenta: z otvorov budú unikať dva prúdy v opačných smeroch a vznikne reaktívna sila, ktorá obal rozkrúti. Segnerovo koleso sa dá použiť v závode na polievanie záhonov alebo záhonov.)

Ďalší model: rotujúci balón. Do nafúknutého detského balóna pred previazaním otvoru niťou vložíme do pravého uhla zahnutú trubičku na šťavu. Nalejte vodu do taniera menšieho ako je priemer gule a guľôčku tam spustite tak, aby bola trubica na boku. Vzduch z balóna unikne a balón sa začne otáčať na vode pôsobením reaktívnej sily.

ALEBO: do nafúknutého detského balóna pred previazaním otvoru niťou vložte hadičku s džúsom zahnutú do pravého uhla, celú konštrukciu zaveste na niť, keď vzduch začne z balóna vychádzať cez hadičku, balón sa začne točiť sa ..

Vysvetlite pozorovaný jav. (0,5 bodu)

Video „Jet propulsion“

Kde platí zákon zachovania hybnosti? Naši chlapci nám pomôžu odpovedať na túto otázku.

Študentské správy a prezentácie.

Témy správ a prezentácií:

1. "Aplikácia zákona zachovania hybnosti v technike a každodennom živote"

2. „Aplikácia zákona zachovania hybnosti v prírode“.

3. "Aplikácia zákona zachovania hybnosti v medicíne"

Hodnotiace kritériá:

Obsah materiálu a jeho vedecký charakter - 2 body;

Dostupnosť prezentácie - 1 bod;

Znalosť látky a jej pochopenie - 1 bod;

Dizajn - 1 bod.

Maximálne skóre je 5 bodov.

Skúsme teraz odpovedať na nasledujúce otázky: (1 bod za každú správnu odpoveď, 0,5 bodu za neúplnú odpoveď).

"Je to zaujímavé"

1. V jednej zo série karikatúr "No, počkajte!" v pokojnom počasí vlk, aby dohonil zajaca, naberie viac vzduchu do hrude a fúka do plachty. Loď zrýchľuje a ... Je tento jav možný?

(Navrhovaná odpoveď študenta: Nie, pretože systém vlčích plachiet je uzavretý, čo znamená, že celková hybnosť je nulová, aby sa loď mohla pohybovať rýchlejšie, je potrebná vonkajšia sila. Len vonkajšie sily môžu zmeniť hybnosť systému Vlk - vzduch - vnútorná sila.)

2. Hrdina knihy E. Raspe, barón Munchausen, povedal: „Chytil som sa za vrkôčik, vytiahol som ho z celej sily a bez väčších ťažkostí vytiahol seba aj koňa z močiara, ktorý som pevne stlačil. s oboma nohami ako kliešte."

Je možné sa takýmto spôsobom vychovať ?

(Navrhovaná odpoveď študenta: iba vonkajšie sily môžu zmeniť hybnosť sústavy telies, preto sa dvíhajú týmto spôsobom je zakázané, pretože v tomto systéme pôsobia iba vnútorné sily. Pred interakciou bola hybnosť systému nulová. Pôsobenie vnútorných síl nemôže zmeniť hybnosť systému, preto po interakcii bude hybnosť nulová).

3. Známy stará legenda o bohatom mužovi s mešcom zlata, ktorý je absolútne hladký ľad jazerá, zamrzli, ale nechceli sa rozlúčiť s bohatstvom. Ale mohol utiecť, keby nebol taký lakomý!

(Navrhovaná odpoveď študenta: Stačilo od seba odstrčiť mešec zlata a samotný boháč by sa podľa zákona zachovania hybnosti kĺzal po ľade v opačnom smere.)

III. Kontrola asimilácie materiálu:

Testovacie úlohy (príloha 1)

(Testovanie sa vykonáva na hárkoch papiera, medzi ktoré je položený uhlíkový papier, na konci testovania jeden exemplár dostane učiteľ, druhý sused v lavici, vzájomná kontrola) (5 bodov)

IV. Reflexia. Zhrnutie (Príloha 2)

Na záver lekcie by som chcel povedať, že zákony fyziky sa dajú použiť na riešenie mnohých problémov. Dnes ste sa v lekcii naučili uviesť do praxe jeden z najzákladnejších zákonov prírody: zákon zachovania hybnosti.

Žiadam vás o vyplnenie hárku „Úvaha“, na ktorom si môžete zobraziť výsledky dnešnej lekcie.

Zoznam použitej literatúry:

Literatúra pre učiteľov

hlavné:

Ed. Pinsky A.A., Kabardina O.F. 10. ročník z fyziky: učebnica pre vzdelávacie inštitúcie a školy z hĺbkové štúdium fyzika: profilová úroveň. - M.: Osveta, 2013 .

Kasyanov V.A. fyzika. 10. ročník: učebnica pre všeobecnovzdelávacie štúdiuminštitúcií. – M. : Drop, 2012.

Fyzika 7-11. Knižnica vizuálnych pomôcok. Elektronické vydanie. M.: "Drofa", 2012

dodatočné:

Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B., Sotsky N. N. Physics-10: 15. vydanie. – M.: Osveta, 2006.

Myakishev G. Ya. Mechanika - 10: Ed. 7., stereotyp. – M.: Drop, 2005.

Rymkevič A.P. fyzika. Zadachnik-10 - 11: Ed. 10., stereotyp. – M.: Drop, 2006.

Saurov Yu. A. Modely lekcií-10: kniha. pre učiteľa. - M .: Vzdelávanie, 2005.

Kupershtein Yu. S. Physics-10: základné abstrakty a diferencované problémy. - Petrohrad: september 2004.

Použité internetové zdroje

Literatúra pre študentov:

Myakishev G.Ya. fyzika. 10. ročník: učebnica pre vzdelávacie inštitúcie: základné a úrovne profilu. - M.: Osveta, 2013 .

Gromov S.V. Fyzika-10.M. "Osvietenie" 2011

Rymkevič P.A. Zbierka úloh z fyziky. M.: "Drofa" 2012.

Príloha 1

Možnosť číslo 1.

1. Ktorá z nasledujúcich veličín je skalárna?

A. omša.

B. hybnosť tela.

B. pevnosť.

2. Teleso s hmotnosťou m sa pohybuje rýchlosťou. Aká je hybnosť tela?

ALE.

B. m

AT.

3. Ako sa nazýva fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu sily a času jej pôsobenia?

A. Hybnosť tela.

B. Projekcia sily.

B. Impulz sily.

4. V akých jednotkách sa meria impulz sily?

A. 1 N s

B. 1 kg

B. 1 N

5. Ako smeruje hybnosť telesa?

A. Má rovnaký smer ako sila.

B. V rovnakom smere ako rýchlosť tela.

6. Aká je zmena hybnosti telesa, ak naň pôsobí sila 15 N po dobu 5 sekúnd?

A. 3 kg m/s

B. 20 kg m/s

V. 75 kg m/s

7. Ako sa nazýva náraz, pri ktorom časť kinetickej energie zrážajúcich sa telies prechádza k ich nevratnej deformácii, pričom sa mení vnútorná energia telies?

A. Absolútne nepružný náraz.

B. Absolútne elastický náraz

V. Stred.

8. Ktorý z výrazov zodpovedá zákonu zachovania hybnosti pre prípad vzájomného pôsobenia dvoch telies?

A. = m

AT. m =

9. Na akom zákone je založená existencia prúdového pohonu?

Prvý zákon A. Newtona.

B. Zákon univerzálnej gravitácie.

B. Zákon zachovania hybnosti.

10. Príkladom prúdového pohonu je

A. Fenomén spätného rázu pri streľbe zo zbrane.

B. Horenie meteoritu v atmosfére.

B. Pohyb pod vplyvom gravitácie.

Príloha 1

Možnosť číslo 2.

1. Ktorá z nasledujúcich veličín je vektorová?

A. hybnosť tela.

B. omšu.

V. čas.

2. Aký výraz určuje zmenu hybnosti tela?

ALE. m

B. t

AT. m

3. Ako sa nazýva fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu hmotnosti telesa a vektoru jeho okamžitej rýchlosti?

A. Projekcia sily.

B. Impulz sily.

B. Impulz tela.

4. Ako sa nazýva jednotka hybnosti telesa, vyjadrená prostredníctvom základných jednotiek Medzinárodného systému?

A. 1 kg m/s

B. 1 kg m/s 2

V. 1kg m 2 / s 2

5. Kam smeruje zmena hybnosti telesa?

A. V rovnakom smere ako rýchlosť tela.

B. V rovnakom smere ako sila.

B. V smere opačnom k pohybu tela.

6. Akú hybnosť má teleso s hmotnosťou 2 kg, ktoré sa pohybuje rýchlosťou 3 m/s?

A. 1,5 kg m/s

B. 9 kg m/s

B. 6 kg m/s

7. Ako sa nazýva náraz, pri ktorom je deformácia narážajúcich telies vratná, t.j. zmizne po ukončení interakcie?

A. Absolútne elastický náraz.

B. Absolútne nepružný náraz.

V. Stred.

8. Ktorý z výrazov zodpovedá zákonu zachovania hybnosti pre prípad vzájomného pôsobenia dvoch telies?

ALE. = m

AT. m =

9. Zákon zachovania hybnosti je splnený ...

A. Vždy.

B. Povinné pri absencii trenia v akomkoľvek referenčnom systéme.

B. Len v uzavretom systéme.

10. Príkladom prúdového pohonu je ...

A. Fenomén spätného rázu pri ponorení z člna do vody.

B. Fenomén zvyšovania telesnej hmotnosti spôsobený zrýchleným pohybom

podpery alebo zavesenie.

B. Fenomén priťahovania telies Zemou.

Odpovede:

Možnosť číslo 1

Možnosť číslo 2

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

1 úloha - 0,5 bodu

Maximum pri splnení všetkých úloh - 5 bodov

Dodatok 2

Základná osnova.

Dátum ___________.

Téma hodiny: „Moment tela. Zákon zachovania hybnosti.

1. Hybnosť tela je ___________________________________________________

2. Vzorec na výpočet hybnosti telesa: _________________________________

3. Jednotky merania hybnosti tela: ____________________________________

4. Smer hybnosti telesa sa vždy zhoduje so smerom ___________

5.Impulz sily - toto je __________________________________________________

6. Vzorec na výpočet hybnosti sily :___________________________________

7. Merné jednotky hybnosť sily ___________________________________

8. Smer impulzu sily sa vždy zhoduje so smerom ______________________________________________________________________

9. Napíšte druhý Newtonov zákon v impulzívnej forme:

______________________________________________________________________

10. Absolútne elastický náraz je ________________________________________

______________________________________________________________________

11. Absolútne nepružný náraz je ______________________________________

______________________________________________________________________

12. Pri dokonale elastickom náraze dochádza k _____________________________

______________________________________________________________________

16. Matematický záznam zákona: _______________________________________

17. Hranice platnosti zákona zachovania hybnosti:

_____________________________________________________________________

18. Algoritmus na riešenie problémov zo zákona zachovania hybnosti:

1)____________________________________________________________________

2)____________________________________________________________________

3)____________________________________________________________________

4)____________________________________________________________________

19. Konkrétne prípady zákona zachovania hybnosti:

A) absolútne elastická interakcia: Projekcia na osi OX: 0,3 m/s, dobieha auto s hmotnosťou 30 ton, pohybujúce sa rýchlosťou 0,2 m/s. Aká je rýchlosť vozňov po fungovaní závesu?

____________

odpoveď:

21. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v technike a každodennom živote:

a) Prúdový pohon je ___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Príklady prúdového pohonu: _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

c) jav spätného rázu ______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

22. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v prírode:

23. Aplikácia zákona zachovania hybnosti v medicíne:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

24. Je zaujímavé:

1. Existuje stará legenda o boháčovi s mešcom zlata, ktorý, keď bol na úplne hladkom ľade jazera, zamrzol, ale nechcel sa rozlúčiť so svojím bohatstvom. Ale mohol utiecť, keby nebol taký lakomý! Ako?___________________________________________________________________

2. V jednej zo série karikatúr "No, počkajte!" v pokojnom počasí vlk, aby dohonil zajaca, naberie viac vzduchu do hrude a fúka do plachty. Loď zrýchľuje a ... Je tento jav možný? prečo?

3. Hrdina knihy E. Raspe, barón Munchausen, povedal: „Chytil som sa za vrkôčik, vytiahol som ho zo všetkých síl a bez väčších ťažkostí vytiahol seba aj koňa z močiara, ktorý som pevne stisol. s oboma nohami ako kliešte."

Dá sa takto vychovať? prečo?

Známka triedy _______________

Dodatok 3

Reflexný list

Priezvisko, meno ___________________________________________

Skupina__________________________________________________

1. Pracoval som na lekcii
2. Svojou prácou na hodine som
3. Lekcia sa mi zdala
4. Na lekciu I
5. Moja nálada
6. Materiál hodiny bol

7. Domáca úloha sa mi zdá

aktívny pasívny
spokojný (at) / nespokojný (at)
krátko dlho
nie unavený / unavený
zlepšilo sa / zhoršilo sa
jasné / nejasné
užitočné / zbytočné
zaujímavé / nudné
ľahké / ťažké
záujem / nezáujem