Конспект "Импульс. Закон сохранения импульса."

Тема

 Импульс. Закон сохранения импульса.

Цель

 Создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации по теме "Импульс. Закон сохранения импульса".

Задачи

Образовательная: способствовать формированию понятий: импульса тела, , замкнутая система, сформулировать закон сохранения импульса.

Развивающая: продолжить развитие умений работать с учебным текстом, проводить учебный эксперимент, выдвигать гипотезы, применять математический аппарат; развитие познавательного интереса к физике.

Воспитательная: формирование исторического взгляда на развитие физики как науки; способствовать формированию межличностного общения в процессе групповой работы.

Место урока в теме

урок 1 из 2 уроков, отведенных на изучение раздела "Импульс".

УУД

• Личностные УУД

•  Регулятивные УУД

•  Коммуникативные УУД

• Познавательные УУД

Планируемые результаты

Предметные:

• Знать понятие импульса тела; определить понятия: замкнутая система, сформулировать закон сохранения импульса.

Уметь применять закон сохранения импульса при решении качественных и количественных задач

Личностные: совершенствовать умение оценивать усваиваемое содержание, исходя из социальных и личностных ценностей с точки зрения нравственно-этических норм.

Метапредметные: совершенствовать смысловое чтение, перевод словесной информации в знаково-символьную форму, умение общаться, умение строить высказывание в устной форме, осуществлять рефлексию способов и условий действий.

Основные понятия

 Импульс тела, замкнутая система; сформулировать закон сохранения импульса

Ресурсы:

 основные

дополнительные

Доска, учебники, оборудование для учебного эксперимента: наклонная плоскость, легкоподвижная тележка, грузики, деревянный брусок, набор шаров разной массы, мультимедийное оборудование.

Видеофильм «Импульс тела», презентация «Импульс тела»

Формы урока

Ф - фронтальная, И – индивидуальная, Г – групповая

Этап
урока

Методическая характеристика этапа: задачи, методы создания развивающей среды.

Деятельность
педагога

Деятельность
обучающихся, направленная на реализацию каждого компонента образовательной компетенции

Организационный момент

Время: 1 мин

Цель: Подготовка учащихся к работе на занятии. Формирование Познавательных,
Коммуникативных,
Регулятивных УУД.

Учитель приветствует класс.

Определяет готовность класса к учебным занятиям.

Концентрация внимания.

 Проверяют готовность рабочего места к учебному занятию.

Актуализация знаний

Время: 2 мин

Формирование личностных УУД: действие нравственно-этического оценивания усваиваемого содержания, исходя из социальных ценностей.

 Рассказ учителя:

Наш сегодняшний урок разрешите начать с высказывания Леонардо да Винчи (1452 -1519) его мы знаем как художника, но он был не только великим живописцем, но и великим математиком, механиком и инженером, которому обязаны важными открытиями самые разнообразные отрасли физики. (На слайде появляются известные картины художника, его портрет с высказыванием)

Высказывание “Теория – полководец, практика – солдаты”. “Никакое человеческое исследование не может претендовать на то, чтобы быть истинной наукой, если оно не использует математических доказательств, и нет никакой уверенности там, где нельзя применить одну из математических наук”.

Сегодня на уроке мы с вами не только будем ставить опыты, но и доказывать их математически.

На столах вы видите карточки. Под номером 1: карточки для работы в группе, под номером 2: карточки для индивидуальной работы. В ходе урока, на каждом этапе, вам необходимо будет заполнять карточку номер 3: листы для оценивания вашей работы. Работа на каждом этапе оценивается от 0 до 5 баллов.

Постановка проблемного вопроса

8 мин

Учебный эксперимент (Приложение 1)

Проведем учебный эксперимент.

1.Тележка скатывается по наклонной плоскости и сдвигает деревянный брусок стоявший на пути.

2.Повторим опыт, нагрузив тележку

3.Повторим опыт, изменим угол наклона плоскости для увеличения скорости нагруженной тележки.

1. Можно ли найти силу взаимодействия тележки и тела? (нет, так как столкновение тележки и тела кратковременное и силу их взаимодействия определить трудно).

2. Сделайте вывод: с помощью каких физических величин можно охарактеризовать движение тела?

Можно ли в этих случаях используя только законы Ньютона решить поставленные задачи?

Вывод: Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, т.е. равнодействующая всех сил. Но часто бывает очень сложно определить равнодействующую силу, как это было в наших случаях.

Оцените, пожалуйста, работу по ответу на поставленные вопросов.

Решить основную задачу механики не всегда возможно в рамках того материала, который нам известен. Это проблема. Каковы пути её решения?

Наблюдают за экспериментом и отвечают на поставленные вопросы.

Изучение нового материала

Время: 20 мин

Цель: Создать условия для активной и продуктивной деятельности учащихся по усвоению новых знаний.

Формирование Регулятивных УУД: целеполагание, планирование, Познавательных УУД: общеучебные, логические, действия постановки и решения проблем.

Активные действия учащихся с объемом изучения; максимальное использование самостоятельности в добывании знаний и овладении способами действий.

Самостоятельная работа с учебником , учебный

эксперимент.

Практическое применение полученных знаний при решении физических качественных и количественных задач.

Если проблема не решается в рамках известного нам материала, то надо расширить эти рамки.

Тему урока вы узнаете, разгадав небольшой кроссворд, ключевым словом, которого и будет тема нашего урока. (Приложение 2)

импульс.

Слово “импульс” в переводе с латинского означает “толчок”.

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596-1650 г.), который назвал эту величину “количеством движения”: “Я принимаю, что во вселенной… есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает”.

 Учитель объявляет тему урока  “Импульс. Закон сохранения импульса”

- Какую цель мы поставим сегодня на урок?

А вот так я сформулировала цель урока. (Цель урока открывается на слайде).

Приступим к достижению наших целей.

Мы знаем только название физической величины. Что нам нужно еще знать о физической величине?

Попробуем дать целую характеристику импульса как физической величины по плану:

1. Определение. (стр. 79 учебника)

2. Условное обозначение.

3. Импульс - векторная величина. Направление импульса.

4. Формула для расчёта импульс.

5. Единицы измерения импульса.

Формулу для расчета и единицы измерения мы попробуем вывести сами. Для этого мне нужен помощник.

Пусть на тело массой m, которое покоится (v₀ = 0), начинает действовать сила F. Тело начинает двигаться равноускоренно. Тогда из второго закона Ньютона ускорение этого тела будет а.

Вспомните как читается 2 закон Ньютона?

Запишем закон в виде F = ma

А как еще можно определить ускорение?

С другой стороны: а=v/t

Сопоставим эти два выражения.

Или Ft=mv

Обозначим произведение mv через р: p=mv

Произведение массы тела на его скорость дает нам новую физическую величину- импульс тела.

Как любая физическая величина, импульс измеряется в определенных единицах.

Задание детям.

-Попытайтесь вывести единицы измерения импульса тела.

(Ученик у доски делает записи. )

(р) = (кг м/с. )=(Нс)

Вернемся к нашему равенству Ft=mv. В физике произведение силы на время действия называют импульсом силы.

Импульс силы показывает, как изменяется импульс тела за данное время.

Не забудьте оценить себя.

Вернёмся к вашим экспериментам. Менялся ли импульс обоих тел в ваших опытах? Почему вы так утверждаете?

Сейчас мы попытаемся выяснить как меняется импульс тел при взаимодействии. Но для начала познакомимся ещё с одном определением –это «замкнутая система». Откройте стр.80 учебника и найдите определение замкнутой системы. Можете привести примеры замкнутой системы?

Примером замкнутой системы вдоль горизонтального направления является пушка, из которой производится выстрел. Явление отдачи (отката) орудия при выстреле. Такую же отдачу испытывают пожарные, направляя мощную водяную струю на горящий объект и с трудом удерживающие брандспойт. Далее учащиеся приводят свои примеры.

Далее расмотрим два вида соударений. (ВИДЕО).

Абсолютно упругий удар - соударение двух тел, в результате которого в обоих участвующих в столкновении телах не остается никаких деформаций и вся кинетическая энергия тел до удара после удара снова превращается в первоначальную кинетическую энергию (отметим, что это идеализированный случай).

Абсолютно неупругий удар - соударение двух тел, в результате которого тела соединяются, двигаясь дальше как единое целое. Абсолютно неупругий удар можно продемонстрировать с помощью шаров из пластилина (глины), которые движутся навстречу друг другу

 Предлагают свои гипотезы.

Записывают в тетради тему урока. Совместно с учителем формируют цель урока.

Сравнивают цель свою и цель поставленную учителем.

Один ученик пишет на доске.

Работают самостоятельно с учебником. По плану составляют характеристику импульса как физической величины.

Отвечают на вопросы.

Находят определение и читают вслух.

Приводят примеры.

Просмотр видеофильма. Смотрят видеофрагмент. Анализируют. Выделяют главное.

Физкультминутка

5 мин

Упражнение №1 « Диффузия»

Учитель : Что такое диффузия?

Учитель: Давайте попробуем показать это явление .

Встанем рядом с партами. Ученики, стоящие за соседними партами, поменяются местами. А теперь вернемся на свои места.

Упражнение выполним 2-3 раза.

Упражнение №2 « Невесомость»

Учитель : Давайте побудем в состоянии невесомости. Что для этого нужно сделать?

Упражнение №3 « Электрон»

Учитель: По какой орбите движутся электроны в атомах?

Учитель: Давайте представим, что мы наблюдаем за движением электрона. Проследим за ним глазами. (Ученики выполняют вращательные движения глазами – по часовой стрелке и против.)

Ученик: Проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого. Можно сказать, это перемешивание веществ.

Ученик : Подпрыгнуть. ( Ученики делают несколько прыжков на месте)

Ученик: По круговой.

Сейчас мы вместе с вами изучим закон сохранения импульса.

Разобьемся на группы: одни – теоретики будут математически выводить формулу закона сохранения импульса, другие – практики будут практически изучать зависимость. После проделанной работы один из участников группы расскажет нам о своих выводах. На выполнение заданий вам дается 10 минут

ИНСТРУКТАЖ ПО ТБ

На карточках № 1 (Задание 2) для каждой группы записано задание.

На доске рисунок:

Что мы можем сказать о силах, с которыми взаимодействуют два тела? Почему?

Использую второй закон Ньютона, запишите, как можно найти первую и вторую силу?

Зная начальную и конечную скорость как можно рассчитать ускорение обоих тел? Что мы можем сказать об ускорениях первого и второго тела и о времени их взаимодействия?

Подставим в третий закон Ньютона полученный выражения для сил и ускорений. Какие математические преобразования можно сделать в данном выражении?

Перенесите все величины, характеризующие состояние тел после взаимодействия, вправо, а до взаимодействия – влево.

Как называется величина, равная произведению массы тела на скорость? Заменим соответствующие величины.

Попробуйте дать словестную формулировку этого закона.

Прочитайте формулировку закона сохранения импульса в учебнике и сравните с тем, что получилось у нас.

Оцените, пожалуйста, вклад каждого участника группы в вашей работе в группе.

Хотя Декарт установил закон сохранения количества движения, однако он не ясно представлял себе, что количество движения является векторной величиной. Понятие количества движения уточнил Гюйгенс, который, исследуя удар шаров, доказал, что при их соударении сохраняется не арифметическая сумма, а векторная сумма количества движения.

Проблемная задача

Герой книги Э. Распе барон Мюнхгаузен рассказывал: “Схватив себя за косичку, я из всех сил дернул вверх и без особого труда вытащил из болота и себя и своего коня, которого крепко сжал обеими ногами, как щипцами”.

Можно ли таким образом поднять себя?

Отвечая на вопросы учителя, учащийся производит вывод закона сохранения импульса.

Пытаются сами сформулировать закон сохранения импульса. Читают формулировку в учебнике. Делают вывод.

.

Решают проблемную задачу на применение закона сохранения импульса.

Закрепление  нового материала

 Время: 8 мин

Цель: Создать условия для усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в измененной ситуации.

Формирование Коммуникативных УУД: планирование учебного сотрудничества со сверстниками, управление поведением партнера, умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.

А теперь перейдем к решению задач по теме импульс. Для этого возьмите карточки номер 2. На выполнение задач 7 минутПосле выполнения проверим

Задача 1

Тело массы небольшой (10 кг.) 
скорость развивает (5м/с). 
И какой же импульс получает?

Задача 2

Поливочная машина с водой имеет массу 6 т и движется со скоростью 36 км/ч. После работы масса машины стала 3 т. Сравнить импульсы маши­ны, если она возвращается в гараж со скоростью 54 км/ч.

Проверим задачи. Оцените решение задач

 Решают задачи.

Рефлексия 
Время: 2 мин

Цель: Мобилизация учащихся на рефлексию своего поведения. Усвоение принципов саморегуляции и сотрудничества.

Формирование Регулятивных УУД: коррекция, оценка,

Личностных УУД: действия смыслообразования.

Обсуждение урока, подведение итогов.

Задает вопросы:

Что вы узнали из сегодняшнего урока?

Какие, из полученных знаний, считаете наиболее важными?

Учитель подводит итоги работы каждого ученика, выставляет оценки, дает оценку работе класса в целом и отдельным учащимся (активность, адекватность ответов, неординарность работы отдельных учащихся, прилежание, уровень самоорганизации)

Сообщает домашнее задание:

Общее: § 21, упр. 20 №2

• Индивидуально: творческие вопросы на карточках: Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или доклад на тему:

Изобразите вектор своего настроения по итогам урока.

 Обобщают полученные знания;

выделяют успешные этапы урока и этапы, которые вызвали затруднения.

Дают оценку своей деятельности на уроке.

Записывают домашнее задание в дневник.

Знакомятся с объемом домашнего задания.

Слушают комментарии учителя. Задают вопросы по выполнению домашнего задания.

Запишите импульсы тел до взаимодействия:

____________________________________________________________________________

Что можно сказать о силах и ?

____________________________________________________________________________

На основании, какого закона?

______________________________________

Зная начальную и конечную скорость как можно рассчитать ускорение обоих тел? Напишите формулы для ускорения первого и второго тел.

_______________________________________________________________________________________

Подставим в закон Ньютона полученный выражения для сил и ускорений. Какие математические преобразования можно сделать в данном выражении?

__________________________________________________________________________________

Перенесите все величины, характеризующие состояние тел после взаимодействия, вправо, а до взаимодействия – влево.

_________________________________________________________________________________

Запишите импульсы тел после взаимодействия

____________________________________________________________________________

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

Домашнее задание. Ответьте на вопросы

• Человек сидит в лодке, покоящейся на поверхности озера. В какой-то момент он встает и идет с кормы на нос. Что произойдет при этом с лодкой? Объясните явление на основе закона сохранения импульса.

• Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается
  при этом его количество движения?

• Из движущегося танка производится орудийный выстрел. Повлияет ли выстрел
  на скорость танка? Какие тела образуют при этом замкнутую систему?

Или приготовьте доклад: «Проявление закона сохранения импульса в природе», «Использование закона сохранения импульса в технике»

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач

№

Задание

Количество баллов

1

Ответы на проблемные вопросы по учебному эксперименту.

2

Характеристика физической величины «Импульс»

3

Вклад в работу группы

4

Решение задач