Для учителей физики

Абсолютно упругий удар

Разделы: Физика


Цель:

  • ввести понятие удара, квалифицировать удар по результату взаимодействия, получить математические зависимости для описания явления;
  • формирование навыков критического мышления на основе проблемного изложения материала;
  • развитие в учащихся инициативности, умения вести дискуссию на научные темы.

Методы познавательной деятельности учащихся: репродуктивный, частично – поисковый, поисковый.

Форма урока: проблемное изложение нового материала.

Ход урока

1. Организационный момент целеполагание, определение домашнего задания.

Домашнее задание: §36, п.2 задачи № 1, 3, 5 или № 3, 4, 5 ( по выбору), получить математическую зависимость для тел разной массы, повторить законы сохранения и условия их применения по таблице.

2. Актуализация имеющихся ранее знаний – подведение учащихся к изучению новой темы.

На предыдущем уроке в качестве домашнего задания – заполнение таблицы, т.е. ребенок должен самостоятельно предпринять попытку обобщения теоретических знаний. Обсудим полученный результат.

3. Решение качественных задач

1. Два шарика, стальной и алюминиевый, одинакового объема, падают с одной и той же высоты. Сравните их импульсы в момент падения на землю. (Импульс стального больше, так как больше его масса.)

2. Скорость легкового автомобиля в 2 раза больше скорости грузового, а масса – в 4 раза меньше массы грузового автомобиля. Сравните модули импульсов автомобилей. (Импульс легкового автомобиля меньше в два раза.)

3. Объяснение нового материала

Попробуйте объяснить секрет циркового фокуса, когда сокрушительный удар молота по массивной наковальне не наносит вреда человеку, на груди которого установлена наковальня? Все дело очевидно, в эффекте, производимом ударом.

Постановка проблемы:

Опыт 1 ( взаимодействия шариков одинаковой массы)

Вопрос: опишите наблюдаемое явление

Объяснение увиденного (выдвижение гипотезы) : в результате взаимодействия тела обмениваются импульсами. Причина – упругая деформация взаимодействующих тел.

Тела разлетаются со скоростями, величина и направление которых определяются двумя условиями: сохранением полной механической энергии и сохранением полного импульса системы тел. (данный вывод может быть получен в результате обсуждения классом).

Получим математические зависимости (сформируем теорию):

Будем предполагать, что шары образуют замкнутую систему тел или, что внешние силы, приложенные к шарам, уравновешивают друг друга. Кроме того, будем считать, что вращение шаров отсутствует.

Обозначим m1 и m2 – массы шаров, v1 и v2 – скорости шаров до взаимодействия, v1’ и v2’ – скорости шаров после взаимодействия.

Запишем законы сохранения энергии и импульса для общего случая ( т.е. ни одна из скоростей не равна нулю).

( закон сохранения полной механической энергии)

“ОХ” из закона сохранения проекции импульса

Решим систему уравнений:

распишем как разность квадратов

разделим одно уравнение на другое учитывая условия поставленной задачи

v1 + v1’= v2’ + v2 , а для нашего случая v1=v2’ (получение данной зависимости можно предоставить ученику у доски)

Направление скоростей одинаковое и их величины равны.

Теперь рассмотрим другой случай, когда взаимодействую тела разной массы.

Опыт 2.

Вывод: скорости тел после взаимодействия зависят от соотношения масс тел. ( получение математической зависимости можно дать в качестве домашнего задания и рассмотреть в начале следующего урока)

Применение: определение массы элементарных частиц при их взаимодействии.

Закрепление: рассмотреть опыт с тремя шарами равной массы, объяснить наблюдаемое явление с точки зрения законов сохранения и теории абсолютного удара.