Закон сохранения импульса является следствием законов Ньютона и применяется для определения мгновенных скоростей тел после их взаимодействия.
Согласно первому закону Ньютона, если тела не взаимодействуют, сохраняется импульс каждого тела и импульс нескольких тел входящих в систему. При взаимодействии внутри системы, между телами возникают пары сил равные по величине и противоположные по направлению, согласно третьему закону Ньютона.
Замкнутой назовем систему тел, взаимодействующих только между собой.
При любом взаимодействии двух тел внутри замкнутой системы импульс всей системы не изменяется. Сформулируем закон сохранения импульса.
Векторная сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной.
При использовании закона сохранения импульса в задаче делаем два схематических рисунка, показывая состояние системы тел до и после взаимодейсвия. Для решения векторных уравнений выбираем одинаковые системы координат.
Задача 1. Неупругий удар.
Вагон массой 30 т движется со скоростью 4 м/с и сталкивается с неподвижной платформой массой 10 т. Найти скорость вагона и платформы после того, как сработает автосцеп.
Систему можно считать замкнутой т.к. силы тяжести, действующие на вагон и платформу скомпенсированы силами реакции опоры.
ОХ: M1ϑ1 = (M1 + M2)ϑ
Отсюда: ϑ = M1ϑ1/(M1 + M2);
ϑ = (30 · 103 · 4) / (30 · 103 + 10 · 103) = 0,75 м/c
Ответ. 0,75 м/c
Закон сохранения импульса также можно применить для незамкнутых систем, если взаимодействие тел происходит мгновенно и определяются скорости тел сразу после взаимодействия.
Задача 2. Разделение на части.
Граната, летящая со скоростью 20 м/с, разрывается на два осколка массами 1,2 кг и 1,8 кг. Больший осколок продолжает двигаться в том же направлении со скоростью 50 м/с. Найти скорость меньшего осколка.
Система не замкнута на тело и его части действует сила тяжести, но так как разрыв происходит мгновенно, изменением импульса каждой части силой тяжести можно пренебречь. Применим закон сохранения импульса в векторном виде.
ОХ: Mϑ = M1ϑ1 + M2ϑ2
Отсюда: ϑ2х= (Mϑ- M1ϑ1)/M2
ϑ2х = (3 · 20 – 1,8 · 50)/1,2 = -25 м/с
Закон сохранения импульса может быть применен в проекциях на ось, если проекция равнодействующей внешних сил на эту ось равна О. pх = 0; p01х + p02х = p1х + p2х.
Задача 3. Выстрел под углом.
Из орудия, установленного на платформе массой М, производят выстрел снарядом массы m под углом a к горизонту и скоростью V относительно земли, определить скорость платформы после выстрела.
Система не замкнута, на тело во время выстрела действует дополнительная сила реакции опоры, которая сообщает снаряду импульс вдоль вертикальной оси ОY, ее проекция на горизонтальную ось ОХ равна 0, других сил, действующих вдоль оси ОХ нет, значит можно применить закон сохранения импульса в проекциях на ось ОХ.
pх = p1х + p2х
ОХ : 0 = МUx + mϑx
0 = МUx + mϑcosα
Ux = m ϑcosα/М
Остались вопросы? Не знаете, как решить задачу на закон сохранения импульса?Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.Первый урок – бесплатно!
Работа Желновой Натальи Васильевны учителя физики ГБОУ СОШ №11
Урок физики в 9 классе:
« Решение задач по теме: «Импульс. Закон сохранения импульса»
«Каждый день, в который вы не пополнили своего
образования хотя бы маленьким, но новым для вас
для себя погибшим»
Константин Сергеевич Станиславский
Тип урока: урок закрепления знаний
повторить и закрепить понятия импульс тела, импульс силы; законы изменения и сохранения импульса; выяснить уровень усвоения учащимися изученного материала.
показать учащимся, что полученные теоретические знания позволяют решать различные практические задачи, с которыми мы сталкиваемся в окружающей жизни: природе, технике, спорте.
формирование навыков самостоятельного решения задач, требующих применения знаний в знакомой и измененной ситуации; навыков использования алгоритмов решения типовых задач; умений стоить логичные обоснованные ответы на поставленные вопросы.
Оборудование к уроку: презентация к уроку; карточки с формулами для выполнения задания на доске; прибор для демонстрации упругого соударения шаров; оборудование для демонстрации передачи импульса массивному телу; карточки с заданиями; тексты вспомогательного алгоритма для решения типовых задач по теме «Закон сохранения импульса».
1. Начало занятия. Подготовка учащихся к работе на уроке.
2. Сообщение темы и целей урока.
3. Контроль исходного уровня знаний
4. Решение качественных и вычислительных задач разного уровня. Самостоятельная работа учащихся в группах, с консультацией учителя, с использованием алгоритма решения задач на применение закона сохранения импульса.
5. Обсуждение решенных задач.
6. Подведение итогов урока
7. Домашнее задание
Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который,
оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. Как бы он мог спастись, если бы не был так жаден?
(Оттолкнув от себя мешок с золотом, богач сам заскользил бы по льду в противоположную сторону в силу закона сохранения импульса системы мешок–богач)
На предыдущих уроках вы познакомились с такими понятиями как: импульс тела, импульс силы, реактивное движение и одним из важнейших законов механики – законом сохранения импульса. Полученные теоретические знания позволяют решать различные практические задачи, с которыми мы сталкиваемся в окружающей жизни: природе, технике, спорте.
Эти знания позволяют разобраться, что происходит при соударениях, столкновениях, при стрельбе, взрывах, от чего зависит сила удара, и многое другое. Кроме того изученные понятия и закон сохранения импульса описывают явления столкновения молекул, атомов, элементарных частиц.
Используется небольшая презентация к уроку. Видеоряд «Импульс. Изменение импульса. Примеры упругого и неупругого взаимодействия тел»
Цель сегодняшнего урока: повторить и закрепить основные понятия, формулы по теме «Импульс. Закон сохранения импульса» и научиться решать новые, практически важные задачи на основе полученных знаний.
Запишите тему урока.
«Решение задач по теме «Импульс. Закон сохранения импульса»
1. Задание ученику (на доске) Найдите соответствие названий величин, законов и формул, используя набор карточек с обозначениями физических величин, единиц измерения.
2. Качественные задачи. Демонстрации
1. Почему не разбивается стеклянный стакан, на котором лежит очень тяжелый груз, при ударе по грузу молотком? Какой из изученных законов позволяет ответить на вопрос?
2. Что произойдет при соударении шаров равной массы, если один из них отвести в сторону и отпустить? Какой из изученных законов позволяет ответить на вопрос?
Заслушиваем ответы учащихся.
Проверяем правильность ответов ученика у доски. Оценка ответов учащихся.
4. Решение задач разного уровня.
Самостоятельная работа учащихся в группах (на усмотрение учителя), с консультацией учителя, с использованием алгоритма решения задач на применение закона сохранения импульса.
Сейчас вы будете решать задачи по данной теме Вам предлагается решить 4-5 задач из числа предложенных на ваш выбор, работаете в группах. Пользуйтесь записями в тетрадях, учебником, делайте рисунки (они помогут решить задачи), алгоритмом, текст которого прилагается к задачам; совещайтесь между собой, обращайтесь за консультацией к учителю. Первые решившие задачу поднимают руку. После проверки разбираем решения задач на доске. Первые 2-3 задачи просты, их должны решить практически все. Если вы можете решить 4-5 задач правильно, это отличный результат. На работу отводится примерно 20 мин.
Футбольному мячу массой 400 г при выполнении пенальти сообщили скорость 25 м/с. Если вратарь принимает удар на руки, то через 0,04 с он гасит скорость мяча до нуля. Найти среднюю силу удара мяча.
Почему при ударах могут возникать большие силы?
Из пушки массой m = 800 кг стреляют в горизонтальном направлении. Какова скорость отдачи пушки, если ядро массой m = 1 кг вылетело со скоростью 400 м/с?
От чего зависит скорость отдачи орудия?
* Подумайте, где еще в жизни мы сталкиваемся с явлением отдачи?
Вагон массой 30 т, движущийся горизонтально со скоростью 1,5 м/с, автоматически сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т. (Такое взаимодействие называется неупругим) С какой скоростью движется сцепка?
Начинающий ковбой, накинув лассо на бегущего быка, от рывка полетел вперед со скоростью 5 м/с, а скорость быка уменьшилась с 9 до 8 м/с. Какова масса быка, если масса ковбоя составляет 70 кг?
На льду стоит ящик с песком. Сдвинется ли ящик, если в нем застрянет пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 500 м/с? Масса ящика равна 25 кг. Если да, то какую скорость приобретет ящик,
* Какое значение для решения задачи имеет замечание, что ящик стоит на льду?
= 120 кг движется со скоростью V = 6 м/с. Человек, бегущий навстречу тележке со скоростью V= 2,5 м/с, прыгает на тележку. С какой скоростью V движется после этого тележка, если масса человека = 60 кг?
5. Обсуждение решенных задач. Можно показать на слайдах презентации решение предложенных задач.
1. Какой закон позволяет найти силу удара? От чего зависит сила удара? Как можно ослабить силу удара? Где в природе мы встречаемся с амортизацией ударных нагрузок?
2. Какой закон позволяет найти скорости тел при столкновении; скорость отдачи при выстреле? Как уменьшить отдачу при выстреле из ружья?
Выставление оценок за работу на уроке.
На следующем уроке мы изучим устройство и движение ракет, поговорим об успехах освоения космического пространства. Для закрепления умения решать задачи решить письменно:
I уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д52, Д56, Д69
II уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д55, Д84, Д85
III уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д66, Д77, Д85
По желанию: Подготовить сообщения, презентации о К.Э. Циолковском, о достижениях космонавтики.
Уходя с урока, прикрепите красную ленточку к ракете на стенде, если вам понравился урок, и вы считаете его полезным, и желтую, если урок вам был не интересен.
Практикум по решению физических задач в 9 классе
Методические материалы к учебным занятиям
Пушкина Земфира Васильевна, учитель математики и физики Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения
«Средняя общеобразовательная школа №31 г. Йошкар-Олы»»
Практикум по решению физических задач в 9 классе по теме «Закон сохранения импульса». Методическая разработка. – Йошкар-Ола: ГБУ ДПО Республики Марий Эл «Марийский институт образования», 2021. – 17с.
Методическая разработка предназначена для учителей физики. Она представляет собой подборку текстовых задач по физике по теме «Закон сохранения импульса» для 9 класса. Методическая разработка содержит задания различного уровня сложности, которые можно использовать на уроках закрепления знаний и формирования умений и навыков, на уроках обобщения и систематизации умений и навыков, на уроках контроля и коррекции знаний, умений и навыков учащихся по теме «Закон сохранения импульса».
В авторской редакции.
ВВЕДЕНИЕ 4
1.Решение физических задач – как один из основных методов обучения физики 5
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 13
ПРИЛОЖЕНИЯ 14
Приложение 1. Задачи на применение закона сохранения импульса
Приложение 2. Задачи базового и повышенного уровня
Физика как наука о наиболее общих законах природы вносит решающий вклад в формирование знаний об окружающем мире. Решение физических задач – один из основных методов обучения физике. С помощью решения задач обобщаются знания о конкретных объектах и физических явлениях, создаются и решаются проблемные ситуации, формируются практические и интеллектуальные умения, сообщаются знания из истории, науки и техники. Так же формируются такие качества личности как целеустремленность, настойчивость, аккуратность, внимательность, дисциплинированность, развиваются эстетические чувства, раскрываются творческие способности. Поэтому обучение решению задач – это один из самых важных и трудоемких для учащихся и учителя процессов.
Целью данной методической разработки является:
подбор физических задач различного уровня сложности на применение закона сохранения импульса.
Эти задачи можно решать на уроках различных типов по теме «Закон сохранения импульса» в 9 и 10 классах. Для успешного развития умений и навыков у учащихся, которые им нужны для решения физических задач, необходимо предложить им алгоритм решения задач, и закрепить его при решении задач базового и повышенного уровня.
1.1.Физические задачи. Типы задач. Приемы решения.
Физической задачей называется небольшая проблема, которая решается на основе методов физики, с использованием в процессе решения логических умозаключений, физического эксперимента и математических действий.
Физические задачи можно классифицировать по различным признакам: по содержанию, по целевому назначению, по степени сложности, по способам решения, по способам задания условия.
Физические задачи по способу выражения условия: текстовые, задачи-рисунки, экспериментальные, графические.
Физические задачи по способу решения:
Способы решения количественных физических задач:
- арифметический (по действиям),
- графический (с использованием графика),
- алгебраический (через общую формулу),
- геометрический (с использованием геометрических соотношений).
Можно выделить основные этапы решения физической задачи. Помимо обобщенного алгоритма решения задач, есть частные алгоритмы решения задач, например, алгоритм решения задач по механике.
- Аналитический – начинают с анализа вопроса задачи и записи формулы, в которую входит искомая величина.
- Синтетический – начинают с выяснения связи величин, данных в условии задачи до тех пор, пока в уравнение в качестве неизвестной не войдет искомая величина.
Общие подходы к решению физических задач разных типов изложены в трудах ученых-методистов: А.В.Усовой, Н.Н.Тулькибаевой, В.П.Орехова, С.Е.Каменецкого, М.Е.Тульчинского.
Курс физики без умения решать физические задачи не может быть усвоен в полном объеме. Очень многие учащиеся испытывают значительные затруднения при решении задач. Как помочь? Как правило, в классе на уроке решение задачи начинают с ее внимательного чтения, желания понять о чем идет речь, то есть определить с каким физическим явлением мы будем иметь дело. После прочтения можно попросить кого-нибудь из учащихся повторить условие задачи своими словами и постараться определить тип предложенной задачи: задача-вопрос; вычислительная задача; графическая и т.д., После прочтения и пересказа условие задачи учащимися может быть понято не до конца, поэтому желательно задать им несколько вопросов, например таких:
- Какие факты изложены в задаче, причины и следствия, может быть о чем-то не сказано, почему?
- О каком физическом явлении (или явлениях), физическом теле (телах) идет речь? Что с ними происходит?
- Какие физические законы (формулы) мы сможем использовать для объяснения, происходящего в задаче?
- Почему тело изменило свое положение и как? Назвать причины.
- Вспомнить, может что-то подобное встречалось на уроках?
При решении задач – вопросов требуется объяснить что – то или назвать физическое явление, или предсказать, как будет протекать в определенных условиях физическое явление. Как правило, в содержании таких задач отсутствуют числовые данные. Необходимость обоснования ответов на поставленные вопросы приучает школьников рассуждать, помогает глубже осознать сущность физических законов.
К задачам – вопросам тесно примыкают задачи – рисунки. В них требуется устно дать ответы на вопрос или изобразить новый рисунок, являющийся ответом на рисунок задачи. Решение таких задач способствует воспитанию у учащихся внимания, наблюдательности и развитию графической грамотности.
Количественные задачи – это задачи, в которых ответ на поставленный вопрос не может быть получен без вычислений. Количественные задачи разделяют по трудности на простые и сложные.
Под простыми задачами понимают задачи, требующие несложного анализа, и простых вычислений, обычно в одно – два действия.
Для решения количественных задач могут быть применены разные способы: алгебраический, геометрический, графический. Алгебраический способ решения задач заключается в применении формул и уравнений. При геометрическом способе используют теоремы геометрии, а при графическом – графики.
В графических задачах в процессе решения используют графики. По роли графиков в решении задач различают такие: ответ, на который может быть получен на основе анализа уже имеющего графика, и в которых требуется графически выразить функциональную зависимость между величинами. Решение графических задач способствует уяснению функциональной зависимости между величинами, привитию навыков работы с графиком. В этом их познавательное и политехническое знание.
Физические задачи, в условии которых не хватает данных, для их решения называют задачами с неполными данными. Недостающие данные для таких задач находят в справочниках, таблицах и в других источниках. С такими задачами учащиеся будут часто встречаться в жизни, в связи с этим решение в школе подобных задач очень ценно.
Решение физических задач – один из основных
Для того, чтобы проявить учащимся интерес к решению задач необходимо их умело подбирать. Содержание задач должно быть понятным и интересным, кратко и четко сформулированным.
В учебном процессе по физике наиболее часто используют текстовые задачи, в которых условие выражено словесно, текстуально, причем в условии есть все необходимые данные, кроме физических постоянных. По способам решения их разделяют на задачи – вопросы и расчетные (количественные).
Задачи-вопросы решают устно. Для решения, как правило:
- не требуется никаких расчетов;
- требуется сообразительность и находчивость;
- необходимо отчетливое понимание сущности физических явлений и закономерностей.
Решение качественной задачи – это построение рассуждения, приводящее к ответу на поставленный вопрос. Решение качественных задач включает три этапа: чтение условия, анализ задачи и решение. При анализе содержания задачи используют, прежде всего, общие закономерности, известные учащимся по данной теме. После этого выясняют, как конкретно должно быть объяснено то явление, которое описано в задаче. Ответ к задаче получают как завершение проведенного анализа. В качественных задачах анализ условия тесно сливается с получением нужного обоснованного ответа.
Решение расчетных задач – это умение получать новое знание в процессе применения формул. Простые расчетные задачи – это задачи «на подстановку»: краткая запись условия, перевод в СИ, решение в общем виде, постановка данных в формулу и анализ результата.
Решение более сложных расчетных задач требует осуществления трех важных шагов: выяснить, о каком физическом явлении идет речь в тексте задачи; смоделировать ситуацию, описанную в тексте задачи, и представить модель ситуации в виде рисунка; подобрать законы или составить уравнения, которые описывают эту модель и позволяют получить ответ на вопрос задачи.
Рекомендуется обучить сначала общей методике решения задач по физике. Например, методике решения задач по физике из восьми последовательных этапов. Выполнение каждого этапа своевременно мобилизует и последовательно направляет мышление и деятельность учащегося. Выделение именно этих этапов следует считать достаточно условным.
Этапы решения задач по физике:
1. Внимательно изучить условия задачи, попытаться понять физическую сущность явлений или процессов, рассматриваемых в задаче, уясните основной вопрос задачи.
2. Кратко записать условие задачи. Выписать все данные, известные и искомые величины, при этом перевести значения всех величин в СИ.
3. Начертить рисунок, схему или чертеж. На рисунке показать все векторные величины (скорости, ускорения, силы, импульсы, напряженность электрического поля, индукцию магнитного поля и т.д.).
4. Выяснить, с помощью, каких физических законов можно описать рассмотренную в задаче ситуацию. Написать уравнения состояния или процессов в общем виде. Если в закон входят векторные величины, то записать этот закон в векторном виде.
5. Применяя условия задачи, конкретизировать общие уравнения. При этом получается система уравнений, описывающих данную задачу. Выбрать направления координатных осей и записать векторные соотношения в проекциях на оси координат в виде скалярных уравнений, связывающих известные и искомые величины.
6. Решить полученное уравнение (или систему уравнений)относительно искомой величины. В результате будет выведена формула, представляющая собой алгебраическое решение задачи. Проверить правильность решения с помощью обозначений единиц физических величин (размерностей).
7. Подставить в общее решение числовые значения физических величин и произвести вычисления с учетом правил приближенных вычислений.
8. Проанализировать и проверить полученный результат, оценить его реальность. Записать его в единицах СИ или в тех единицах, которые указаны в условии задачи. Анализируя ход решения и результат, дать ответ на вопрос, поставленный в задаче.
Сформулированную методику можно применять при решении достаточно большого количества физических задач на различные темы, например, для решения задач на закон сохранения импульса.
Алгоритм решения задач на закон сохранения импульса:
1. Внимательно изучить условия задачи, попытаться понять физическую сущность явлений или процессов, рассматриваемых в задаче, уяснить основной вопрос задачи. Выяснить упругий или неупругий удар.
3. Нарисовать рисунок до и после взаимодействия тел.
4. Записать закон сохранения импульса в векторном виде и проекциях на оси.
5. Записать закон сохранения импульса в виде проекции на выбранную ось.
6. Выразить из закона сохранения импульса искомую величину.
7.Подставить в расчетную формулу значения физических величин и произвести вычисления с учетом правил приближенных вычислений.
Примеры задач представлены в приложении1 и приложении 2.
Многократное выполнение одного и того же алгоритма способствует лучшему его запоминанию и пониманию. В результате учащиеся быстро запоминают последовательность действий для решения данного типа задач. Это в свою очередь способствует формированию интереса к самому процессу решения физических задач.
1.Лукашик В.И.Сборник задач по физике.7-9классы:пособие для общеобразоват.учреждений/ В.И.Лукашик, Е.В.Иванова._М.: Просвещение, 2011.-240с
2.Мякишев, Г.Я. Физика 10 класс: учеб. Для общеобразоват. организаций: базовый и углубл.уровни/ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский.-М.:Просвещение, 2021.-432с
3. Перышкин, А.В.Физика: 9 класс: учебник/А.В. Перышкин, Е.М.Гутник.-М.:Дрофа,2020.-350с.
4.Рымкевич, А.П.Физика. Задачник.10-11кл.:пособие для общеобразоват. учреждений /А.П.Рымкевич._М.: Дрофа,2013.-188с
Задача 1. По железнодорожному полотну движется платформа массой 20 т со скоростью 5 м/с. Сверху на платформу насыпают уголь, масса которого 30 т. С какой скоростью будет двигаться платформа после загрузки угля?
Задача 2. По железнодорожному полотну движется платформа с песком массой 20 т со скоростью 1 м/с. Ее догоняет горизонтально летящий со скоростью 800 м/с снаряд массой 50 кг и врезается в песок без взрыва. С какой скоростью будет двигаться платформа с застрявшим в песке снарядом?
Задача 3. По горизонтальному желобу скользит без трения шар массой 5 кг; его скорость 2 м/с. Навстречу ему по этому же желобу такой же по размерам шар массой 2 кг со скоростью 6 м/с. После неупругого удара шары движутся вместе. С какой скоростью и в какую сторону будут двигаться шары?
Задача 4. На гладком льду стоит спортсмен (его масса 80 кг) на коньках и держит в руках ядро для метания массой 8 кг. Затем он бросает ядро горизонтально; оно приобретает при этом скорость 20 м/с относительно льда. С какой скоростью будет двигаться сам спортсмен после толчка?
Задача5.Пуля вылетает из винтовки в горизонтальном направлении со скоростью 800м/с. Какова скорость винтовки при отдаче, если ее масса в 400 раз больше массы пули?
Задача 6.Взрыв разрывает камень на три части. Два куска летят под прямым углом друг к другу: кусок массой m= 1кг со скоростью =12м/с и m=2 кг со скоростью = 8м/с. Третий кусок отлетает со скоростью = 40 м/с. Какова масса третьего осколка и в каком направлении он летит?
Задача 7. Груз массой mсоскальзывает без трения с наклонной доски на неподвижную платформу. С какой скоростью начнет двигаться платформа, когда груз упадет на нее. Масса платформы m, высота начального положения груза над уровнем платформы h, угол наклона доски к горизонту α. Трение отсутствует.
Задача 8. Человек, находящийся в лодке, отталкивается багром от свободно плывущей баржи. Масса человека с лодкой 150кг, а масса баржи 10т. Лодка от толчка приобретает скорость 2м/с. Пренебрегая сопротивлением воды, определить, какую скорость получает баржа от толчка багром.
Задача 9. Человек решил перейти от кормы к носу лодки, плывущей по течению реки. Как при этом изменится импульс человека, лодки, системы человек-лодка относительно берега реки?
Задача 10. Почему при стрельбе из ружья рекомендуется плотно прижимать приклад к плечу?
Задача11. Мяч массой 100г, летевший со скоростью 20м/с, ударился о горизонтальную плоскость. Угол падения ( угол между напрвлением скорости и перпендикуляром к плоскости) равен 60. Найти изменение импульса мяча , если удар абсолютно упругий. А угол отражения равен углу падения.
Задача12. С лодки массой 200кг, движущейся со скоростью 1 м/с, ныряет мальчик массой 50 кг, двигаясь в горизонтальном направлении. Какой станет скорость лодки после прыжка мальчика, если он прыгает: а) с кормы со скоростью 4 м/с; б) с носа со скоростью 2 м/с?
Задачи базового уровня
1. Мяч массой 100 г, летящий со скоростью 1,5 м/с пойман на лету. С какой средней силой мяч действует на руку, если его скорость уменьшается до нуля за 0,03 с. (Ответ: 5 Н.)
2. Пуля вылетает из винтовки со скоростью 2 м/с. Какова скорость винтовки при отдаче, если ее масса больше массы пули в 400 раз. (Ответ: 0,005 м/с.)
3. Два кубика массами 1 кг и 3 кг скользят навстречу друг другу со скоростями 3 м/с и 2 м/с соответственно. Найдите сумму импульсов этих тел после их абсолютно неупругого удара. (Ответ: 3 кг·м/с.)
4. Шар массой 100 г движется со скоростью 5 м/с. После удара о стенку он движется в противоположном направлении со скоростью 4 м/с. Чему равно изменение импульса шара в результате удара о стенку? (Ответ: 0,9 кг·м/с.)
Задачи повышенного уровня
1. С лодки массой 240 кг, движущейся без гребца со скоростью 1 м/с выпал груз массой 80 кг. Какой стала скорость лодки?
2. От двухступенчатой ракеты, общая масса которой равна 1 т, в момент достижения скорости 171 м/с отделилась вторая ступень массой 0,4 т. При этом ее скорость увеличилась до 185 м/с. Найдите скорость, с которой стала двигаться первая ступень ракеты.
3. Граната, летевшая горизонтально со скоростью 10 м/с, разорвалась на два осколка. Масса первого равна 1 кг, масса второго 1,5 кг. Больший осколок после взрыва продолжает лететь в том же направлении, и его скорость равна 25 м/с. Определите направление движения и скорость меньшего осколка.
4. Два тела движутся по взаимно перпендикулярным направлениям. Масса первого тела равна 2 кг, а его скорость 3 м/с. Масса второго тела равна 4 кг, скорость 2 м/с. Определите полный импульс системы.
5. Взрыв разрывает камень на три части. Два осколка летят под прямым углом друг к другу: осколок массой 1 кг летит со скоростью 12 м/с, а осколок массой 2 кг – со скоростью 8 м/с. Третий осколок отлетает со скоростью 40 м/с. Какова масса третьего осколка и в каком направлении он летит?
6. Охотник стреляет с легкой надувной лодки, находящейся в покое. Какую скорость приобретет лодка в момент выстрела, если масса охотника вместе с лодкой равна 120 кг, масса дроби равна 35 г, начальная скорость дроби равна 3220 м/с? Ствол ружья во время выстрела направлен под углом 60° к горизонту.
7. Человек, находящийся в неподвижно стоящей на озере лодке, переходит с носа на корму. На какое расстояние переместится лодка, если масса человека равна 60 кг, масса лодки 120 кг, а длина лодки равна 3 м?
Решение задач на тему: «Импульс. Закон сохранения импульса»
- повторить изученный материал по теме «Импульс. Закон сохранения импульса» на примере решения задач различного уровня сложности.
- показать, что знание основ физики необходимо каждому; формирование познавательного интереса к физике.
- развитие физических знаний и умений при решении задач.
- Что называется импульсом тела?
- Что можно сказать о направлениях векторов импульса и скорости движущегося тела?
- Что принимают за единицу импульса?
- Что означает утверждение о том, что несколько тел образуют замкнутую систему?
- Сформулируйте закон сохранения импульса.
- Для замкнутой системы, состоящей из двух тел, запишите закон сохранения импульса. Поясните, что означает каждый символ в этом уравнении.
Движение материальной точки описывается уравнением:
. Приняв ее массу равной 2 кг, найти импульс через 2 с и через 4 с после начала отсчета времени, а также силу, вызвавшую это изменение импульса.
Снаряд массой 100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500 м/с, попадает в вагон с песком массой 10 т и застревает в нем. Найти скорость вагона, если он двигается со скоростью 36 км/ч навстречу снаряду.
Тело массой 0,2 кг, падает с высоты 1 м с ускорением 8 м/с. Найти изменение импульса тела за это время.
Снаряд массой 40 кг, летящий в горизонтальном направлении со скоростью 600 м/с, разрывается на две части с массами 30 кг и 10 кг. Большая часть стала двигаться в том же направлении со скоростью 900 м/с. Определить величину и направление скорости меньшей части снаряда.
Тележка с песком катится со скоростью 1 м/с по горизонтальной поверхности без трения. Навстречу тележке летит шар массой 3 кг со скоростью 8 м/с, направленной под углом 60 к горизонту. После встречи с тележкой шар застревает в песке. С какой скоростью и в какую сторону покатится тележка после встречи с шаром? Масса тележки с песком 10 кг.
- § 34, 35 повторить, № 443, 444 (448, 450 дополнительно)
- Желающим подготовить доклады: Королев С. П.,
Циолковский К. Э.
Проверочные задания по теме “Закон сохранения импульса” (подготовка к ОГЭ) 9 класс
1. Два кубика массами 1 кг и 3 кг скользят навстречу друг другу со скоростями 3 м/с и 2 м/с соответственно. Каков суммарный импульс кубиков после их абсолютно неупругого удара?
2. Рассчитайте скорость, которую будет иметь ракета, стартовая масса которой 1 т, если в результате горения топлива выброшено 200 кг газов со скоростью 2 км/с.
3. Две тележки движутся навстречу друг к другу со скоростью 4 м/с каждая. После столкновения вторая тележка получила скорость в направлении движения первой тележки, равную 6 м/с, а первая остановилась. Рассчитайте массу первой тележки, если масса второй 2
4. Граната, летевшая горизонтально со скоростью 10 м/с разорвалась на два осколка массами 1 кг и 1,5 кг. Больший осколок после взрыва летит в том же направлении и его скорость 25 м/с. Определите направление движения и скорость меньшего
Молекула массой 8*10кг подлетает перпендикулярно стенке со скоростью 500 м/с, ударяется о неё и отскакивает с той же по величине скоростью. Найдите изменение импульса молекулы при ударе.
Чему будет равна скорость вагонетки массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2 м/ с, после того как на вагонетку вертикально сбросили 600 кг песка?
1. От двухступенчатой ракеты общей массой 1 т в момент достижения скорости 171 м/с отделилась её вторая ступень массой 0,4 т, скорость которой при этом увеличилась до 185 м/с. Определите скорость, с которой стала двигаться первая ступень ракеты.
2. Два шара движутся навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Масса первого шара 1 кг. Какую массу должен иметь второй шар, чтобы после столкновения первый шар остановился, а второй покатился назад с прежней
3. С каким ускорением движется вертикально вверх тело массой 10 кг, если сила натяжения троса равна 118 Н?
4. Найдите силу, сообщающую автомобилю массой 3,2 т ускорение, если он за 15 с от начала движения развил скорость, равную 9 м/с.
5. Мяч массой 1,8 кг, движущийся со скоростью 6,5 м/с, под прямым углом ударяется в стенку и отскакивает от нее со скоростью 4,8 м/с. Чему равно изменение импульса мяча при
6. Пуля вылетает из винтовки со скоростью 800 м/с. Какова скорость винтовки при отдаче, если ее масса в 400 раз больше массы пули?
Проверочные задания по теме “Закон сохранения импульса”(подготовка к ОГЭ) 9 класс
1. Определите скорость лодки массой 240 кг, движущейся без гребца со скоростью 1 м/с, после того как из нее выпал груз массой 80 кг.
2. Человек и тележка движутся навстречу друг другу, причем масса человека в 2 раза больше массы тележки. Скорость человека 2 м/с, а тележки — 1 м/с. Человек вскакивает на тележку и остается на ней. Какова скорость человека вместе с тележкой?
5. Определите скорость лодки массой 240 кг, движущейся без гребца со скоростью 1 м/с, после того как из нее выпал груз массой 80 кг.
Презентация «Решение задач по теме «Закон сохранения импульса»
Пояснительная записка к презентации
«Решение задач по теме «Закон сохранения импульса»
Презентация “Решение задач”PPTX / 1.34 Мб
Спицына Любовь Ивановна, 05.07.21 в 17:48Ответить Пожаловаться
Маргарита Владимировна, БЛАГОДАРЮ за возможность еще одну Вашу публикацию добавить в избранное!
Цели: закрепить понятие импульса,
закона сохранения импульса, проверить знание
закона сохранения импульса, научиться решать
задачи. (Слайд 3)
- Дидактическая цель: систематизировать
изученный материал, выявить уровень овладения
системой знаний и умений; проверить уровень
обученности. - Образовательная цель: способствовать
пониманию закона сохранения импульса. - Развивающая цель: способствовать обучению
школьников умению составлять и решать задачи;
развитие познавательной активности, мышления. - Воспитывающая цель: создание ситуаций для
самостоятельного быстрого поиска решений;
демонстрировать собственные достижения;
развивать коммуникативные способности учащихся.
Тип урока: комбинированный.
Средства обучения: компьютер,
мультипроектор, презентация к уроку, раздаточный
материал.
- Организация работы. (3 мин.)
- Проверка домашнего задания. Актуализация
знаний. (7 мин.) - Закрепление пройденного материала на уроке.
Решение задач. (23 мин.) - Тестирование (взаимопроверка) (10 мин.)
- Итог урока. Домашнее задание. (2 мин.)
1. Организация работы
Объявление темы и цели урока, порядка работы на
уроке.
Мир сложен –
Он полон событий, сомнений
И тайн бесконечных,
И смелых догадок.
Как чудо природы
Является гений
И в хаосе этом
Находит
порядок.
(слайд 4)
2. Повторение изученного. Этап
подготовки к активному и сознательному усвоению
материала (актуализация знаний).
Вопросы для учащихся:
– Что называют импульсом тела?
– Что можно сказать о направлениях векторов
импульса и скорости движущегося тела?
– Что принимают за единицу импульса?
– Сформулируйте закон сохранения импульса.
(Слайды 5, 6, 7)
– Импульс какого тела больше? (Слайд 8, 9)
– Определите знаки проекций импульсов тел.
(Слайд 10)
3. Закрепление материала (Слайды 11,
12)
Знакомство с планом решения задач на закон
сохранения импульса. (слайд 13)
1) Сделать рисунок, на котором обозначить
направления оси координат, векторов скорости тел
до и после взаимодействия
2) Записать в векторном виде закон сохранения
импульса
3) Записать закон сохранения импульса в
проекции на ось координат
4) Из полученного уравнения выразить
неизвестную величину и найти её значение
Решение задачи упражнения 21 (2) стр. 82
Железнодорожный вагон массой 35 т подъезжает к
стоящему на том же пути неподвижному вагону
массой 28 т и автоматически сцепляется с ним.
После сцепки вагоны движутся прямолинейно со
скоростью 0,5 м/с. Какова была скорость вагона
массой 35 т перед сцепкой?
(Слайды 14, 15, 16)
Ученик решает у доски, учащиеся в тетрадях.
Изменить условие задачи. (А.П. Рымкевич № 325
стр. 48)
Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью
0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т, движущийся со
скоростью 0,2 м/с. Какова скорость вагонов
после взаимодействия, если удар неупругий? (Слайды
17, 18) Ученик самостоятельно решает у доски,
учащиеся в тетрадях.
Задачи 3, 4 (слайды 19 – 24) Учащиеся сами
составляют условие задачи и решают её в общем
виде.
Задача 5. (А.П. Рымкевич № 324 стр. 48) (слайд
25, 26, 27)
На вагонетку массой 50 кг, катящуюся по
горизонтальному пути со скоростью 0,2 м/с,
насыпали сверху 200 кг щебня. На сколько при
этом уменьшилась скорость вагонетки?
4. Тестирование. Взаимопроверка теста
1. Два шарика массами m и 2m движутся
со скоростями, равными соответственно 2
2. Навстречу друг другу летят шарики из
пластилина. Модули их импульсов равны
соответственно 5•10–2 кг•м/с и 3•10–2
кг•м/с. Столкнувшись, шарики слипаются. Импульс
слипшихся шариков равен
а) 8 • 10–2
кг•м/с б) 2 • 10–2
кг•м/с
в) 4 • 10–2
кг•м/с г)
3. Два кубика массой m движутся по
гладкому столу со скоростями, по модулю
равными
а) 0 и
0 б) 2
и
0 в)
и 0 г)
4. По гладкому столу катятся два шарика из
пластилина. Модули их импульсов равны
соответственно 3•10–2 кг•м/с и
4•10–2 кг•м/с, а направления
перпендикулярны друг другу. Столкнувшись, шарики
слипаются. Импульс слипшихся шариков равен
а) 10–2 кг•м/с б) 3,5 • 10–2
кг•м/с в) 5 • 10–2
кг•м/с г) 7 • 10–2 кг•м/с
5. Две тележки движутся вдоль одной прямой в
одном направлении.
Массы тележек m и 2m , скорости
соответственно равны
Ответы: 1. г
2. б 3.
а 4.
в 5. а
(слайд 28)
5. Итоги урока
Сформулируйте закон сохранения импульса.
Как решаются задачи на закон сохранения
импульса?
Домашнее задание § 21, 22
Творческое задание: составить и
решить задачи.
Литература (слайд 29)
1. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. Физика 9
класс. Дрофа: – М. 2006
2. О.И. Громцева. Тесты по физике 9
класс.УМК. Издательство «Экзамен»: – М. 2010
3. А.П. Рымкевич. Задачник 10-11 классы.
Дрофа: – М.2010
Тип урока: урок закрепления знаний.
- Обучающие: повторить и закрепить понятия
импульс тела, импульс силы; законы изменения и
сохранения импульса; выяснить уровень усвоения
учащимися изученного материала. - Воспитательные: показать учащимся, что
полученные теоретические знания позволяют
решать различные практические задачи, с
которыми мы сталкиваемся в окружающей жизни:
природе, технике, спорте. - Развивающие: формирование навыков
самостоятельного решения задач, требующих
применения знаний в знакомой и измененной
ситуации; навыков использования алгоритмов
решения типовых задач; умений стоить логичные
обоснованные ответы на поставленные вопросы.
Оборудование к уроку: презентация к
уроку; карточки с формулами для выполнения
задания на доске; прибор для демонстрации
упругого соударения шаров; оборудование для
демонстрации передачи импульса массивному телу;
карточки с заданиями; тексты вспомогательного
алгоритма для решения типовых задач по теме
«Закон сохранения импульса».
1. Начало занятия. Подготовка учащихся к работе
на уроке.
2. Сообщение темы и целей урока.
3. Контроль исходного уровня знаний
4. Решение качественных и вычислительных задач
разного уровня. Самостоятельная работа учащихся
в группах, с консультацией учителя, с
использованием алгоритма решения задач на
применение закона сохранения импульса.
5. Обсуждение решенных задач.
6. Подведение итогов урока
7. Домашнее задание
1. Начало занятия. Подготовка учащихся к
работе на уроке
Известна старинная легенда о богаче с мешком
золотых, который, оказавшись на абсолютно
гладком льду озера, замерз, но не пожелал
расстаться с богатством. Как бы он мог спастись,
если бы не был так жаден?
(Оттолкнув от себя мешок с золотом, богач сам
заскользил бы по льду в противоположную сторону
в силу закона сохранения импульса системы мешок
– богач)
На предыдущих уроках вы познакомились с
такими понятиями как: импульс тела, импульс
силы, реактивное движение и одним из важнейших
законов механики – законом сохранения импульса.
Полученные теоретические знания позволяют
решать различные практические задачи, с
которыми мы сталкиваемся в окружающей жизни:
природе, технике, спорте.
Эти знания позволяют разобраться, что
происходит при соударениях, столкновениях, при
стрельбе, взрывах, от чего зависит сила удара, и
многое другое. Кроме того изученные понятия и
закон сохранения импульса описывают явления
столкновения молекул, атомов, элементарных
частиц.
Используется небольшая презентация к уроку.
Видеоряд «Импульс. Изменение импульса. Примеры
упругого и неупругого взаимодействия тел»
Цель сегодняшнего урока: повторить и
закрепить основные понятия, формулы по теме «Импульс.
Закон сохранения импульса» и
научиться решать новые, практически важные
задачи на основе полученных знаний.
Запишите тему урока: «Решение задач по
теме «Импульс. Закон сохранения импульса»
1. Задание ученику (на доске) Найдите
соответствие названий величин, законов и формул,
используя набор карточек с обозначениями
физических величин, единиц измерения.
1) Почему не разбивается стеклянный стакан, на
котором лежит очень тяжелый груз, при ударе по
грузу молотком? Какой из изученных законов
позволяет ответить на вопрос?
2) Что произойдет при соударении шаров равной
массы, если один из них отвести в сторону и
отпустить? Какой из изученных законов позволяет
ответить на вопрос?
Проверяем правильность ответов ученика у
доски. Оценка ответов учащихся.
Самостоятельная работа учащихся в группах (на
усмотрение учителя), с консультацией учителя, с
использованием алгоритма решения задач на
применение закона сохранения импульса.
– Сейчас вы будете решать задачи по данной теме.
Вам предлагается решить 4-5 задач из числа
предложенных на ваш выбор, работаете в группах.
Пользуйтесь записями в тетрадях, учебником,
делайте рисунки (они помогут решить задачи),
алгоритмом, текст которого прилагается к
задачам; совещайтесь между собой, обращайтесь за
консультацией к учителю. Первые решившие задачу
поднимают руку. После проверки разбираем
решения задач на доске. Первые 2-3 задачи просты,
их должны решить практически все. Если вы
можете решить 4-5 задач правильно, это отличный
результат. На работу отводится примерно 20 мин.
1. Футбольному мячу массой 400 г при
выполнении пенальти сообщили скорость 25 м/с. Если
вратарь принимает удар на руки, то через 0,04 с он
гасит скорость мяча до нуля. Найти среднюю силу
удара мяча.
Почему при ударах могут возникать большие силы?
2. Из пушки массой m1 = 800 кг стреляют в
горизонтальном направлении. Какова скорость
отдачи пушки, если ядро массой m2 = 1 кг вылетело со
скоростью 400 м/с?
От чего зависит скорость отдачи орудия?
* Подумайте, где еще в жизни мы сталкиваемся с
явлением отдачи?
3. Вагон массой 30 т, движущийся
горизонтально со скоростью 1,5 м/с, автоматически
сцепляется с неподвижным вагоном массой 20 т.
(Такое взаимодействие называется неупругим) С
какой скоростью движется сцепка?
4. Начинающий ковбой, накинув лассо на
бегущего быка, от рывка полетел вперед со
скоростью 5 м/с, а скорость быка уменьшилась с 9 до
8 м/с. Какова масса быка, если масса ковбоя
составляет 70 кг?
5. На льду стоит ящик с песком.
Сдвинется ли ящик, если в нем застрянет пуля
массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 500
м/с? Масса ящика равна 25 кг. Если да, то какую
скорость приобретет ящик,
* Какое значение для решения задачи имеет
замечание, что ящик стоит на льду?
6. Тележка массой m1 = 120 кг движется
со скоростью V1 = 6 м/с. Человек, бегущий навстречу
тележке со скоростью V2 = 2,5 м/с, прыгает на
тележку. С какой скоростью V движется после
этого тележка, если масса человека m 2 = 60 кг?
5. Обсуждение решенных задач. Можно
показать на слайдах презентации решение
предложенных задач.
1. Какой закон позволяет найти силу удара? От
чего зависит сила удара? Как можно ослабить силу
удара? Где в природе мы встречаемся с
амортизацией ударных нагрузок?
2. Какой закон позволяет найти скорости тел при
столкновении; скорость отдачи при выстреле? Как
уменьшить отдачу при выстреле из ружья?
Выставление оценок за работу на уроке.
На следующем уроке мы изучим устройство и
движение ракет, поговорим об успехах освоения
космического пространства. Для закрепления
умения решать задачи решить письменно:
I уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д52,
Д56, Д69
II уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д55, Д84,
Д85
III уровень по задачнику Л. стр. 52 № Д66,
Д77, Д85
По желанию: подготовить сообщения,
презентации о К.Э. Циолковском, о достижениях
космонавтики.
Уходя с урока, прикрепите красную ленточку к
ракете на стенде, если вам понравился урок, и вы
считаете его полезным, и желтую, если урок вам
был не интересен.
