2-й семестр

МЕХАНИКА

3. Законы сохранения в механике

· Импульс

· Закон сохранения импульса

· Механическая работа и мощность

· Механическая энергия

· Кинетическая и потенциальная энергия

· Закон сохранения энергии

· Абсолютно упругий удар двух тел

Тематическое планирование

Урок 1/45

Тема. Импульс тела. Закон сохранения импульса

Цель урока: ознакомить учащихся с понятиями «импульс тела» и «импульс силы»; ознакомить с законом сохранения импульса

Тип урока: изучение нового материала

План урока

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Импульс тела и импульс силы

Пусть два шарика массой m1 и m2 движутся со скоростями 0 и 0. В определенный момент времени они вступают во взаимодействие, что продолжается Δt. При этом механическое движение передается от одного шара к другому. В результате взаимодействия скорости шаров становятся равными 1 и 1. Согласно третьего закона Ньютона, Следовательно,

Ускорения, полученные шарами в результате взаимодействия, будут одинаковыми:

Подставляя значения ускорения в предыдущее равенство, получаем:

или

Отсюда получаем:

Из последнего равенства видно, что изменение скорости тел, которые взаимодействуют, будет разной, но изменение величины произведения под будет одинаковой в обоих тел, которые взаимодействуют.

Ø Величина m получила название импульса тела. Она является мерой механического движения. Во время взаимодействия происходит передача импульса от одного тела к другому:

Ø Импульс тела - это векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость и совпадает по направлению с направлением скорости.

Единицей измерения импульса в СИ является кг·м/с.

Под действием силы тело изменяет свою скорость, следовательно, изменяется и импульс тела:

Поскольку С учетом того, что получаем:

Ø Произведение силы на время действия называют импульсом силы.

Единица измерения импульса силы в СИ - Н · с.

Второй закон Ньютона можно записать в виде:

Изменение импульса тела равно импульсу силы, действующей на тело.

Если импульс тела изменяется за очень короткий интервал времени, то возникают большие силы (удар, толчок, столкновение). Чтобы избежать слишком больших сил, необходимо увеличивать время действия силы.

2. Закон сохранения импульса

Рассмотрим систему тел, которые взаимодействуют только друг с другом и не взаимодействуют с другими телами. Такую систему тел называют замкнутой.

Систему тел, взаимодействующих, можно примерно считать замкнутой и тогда, когда действия других тел компенсируют друг друга, или настолько малы, что ими можно пренебречь.

Перепишем ранее полученное равенство в виде

Этот вывод можно обобщить и использовать для исследований случае взаимодействия нескольких тел, важно лишь, чтобы система этих тел была замкнутой.

Закон сохранения импульса:

Ø суммарный импульс замкнутой системы тел остается неизменным при любой взаимодействия тел системы между собой:

Вопрос к ученикам во время изложения нового материала

1. Какая величина сохраняется в процессе взаимодействия двух тел?

2. При каком условии импульс тела не изменяется?

3. Как изменяется импульс тела, когда на него действует сила?

4. Почему во время удара возникают большие силы?

5. Или на одинаковое расстояние можно бросить камень вперед:

а) стоя на земле;

б) стоя в коньках на льду?

6. Может ли человек, стоящий на идеально гладком горизонтальном ледяном площадке, сдвинуть с места, не опираясь острыми предметами в лед?

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

1). Выполнение тренировочных упражнений (задачи)

1. Какое из тел имеет больший импульс: автобус массой 8 т, движущийся со скоростью 18 км/ч., или снаряд массой 6 кг, который летит со скоростью 500 м/с?

2. Стальной шар движется со скоростью 2 м/с, а алюминиевый шар с таким же радиусом - со скоростью 6 м/с. Какая из шаров имеет больший импульс?

3. Из пушки массой 200 кг стреляют в горизонтальном направлении ядром массой 1 кг. Чему равна скорость отдачи пушки после выстрела, если ядро вылетело со скоростью 400 м/с?

4. Чтобы сойти на берег, лодочник направился от кормы лодки к ее носовой части. Почему при этом лодка отошел от берега?

2). Контрольные вопросы

1. Как связано изменение импульса тела с импульсом силы, действующей на это тело?

2. Почему в случае удара возникают большие силы?

3. Парашютист равномерно опускается на парашюте. Меняется ли при этом импульс парашютиста?

4. Подвешенный на нити шарик раскачивается. В каких точках траектории импульс шарика равна нулю?

5. Могут ли осколки гранаты, которая взорвалась, лететь в одном направлении, если до взрыва граната находилась в состоянии покоя? А если она двигалась?

Что мы узнали на уроке

• Произведение массы тела на его скорость называют импульсом тела:

• Произведение силы на промежуток времени, в течение которого действует сила Δt, называют импульсом силы.

• Изменение импульса тела равно импульсу силы, действующей на это тело:

• Закон сохранения импульса: суммарный импульс замкнутой системы тел остается неизменным при любом взаимодействии тел системы между собой:

Домашнее задание

1. П.: § 32.

2. 36.:

г1) - 16.1; 16.2; 16.12; 16.14.

р2) - 16.21; 16.22; 16.31; 16.35.

г3) - 16.37; 16.385; 16.41; 16.42.