Открытый урок по физике: Законы сохранения в механике


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Самарский государственный университет путей сообщения
ФИЛИАЛ
Оренбургский институт путей сообщения
Оренбургский техникум железнодорожного транспорта
(ОТЖТ ОрИПС- филиала СамГУПС)
Открытый урок по теме:
Законы сохранения в механике
РАЗРАБОТАЛА и ПРОВЕЛА:
преподаватель физики
первой квалификационной категории
Овечкина Л.Б.
2010г.

Тема урока: Законы сохранения в механике
«Природа никогда не изменит великим законам сохранения»
Д.Бернулли.
«…Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга»
Макс Планк.
Цели урока:
Образовательные:
сформировать целостную систему знаний по изученной теме.
Развивающие:
1.Совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения обучающихся, коммуникативные свойства речи;
2.продолжить работу по развитию умений моделировать ситуацию.
3.развивать и совершенствовать умение применять имеющиеся у учащихся знания в измененной ситуации.
4.развитие политехнических знаний и умений, умения пользоваться языком физики и применять знания в новой обстановке.
Воспитательные:
1.Продолжить работу по формированию у обучающихся добросовестного отношения к учебному труду; коммуникативных умений, эстетического восприятия мира;
2.развитие функций общения на уроке как условие обеспечения взаимопонимания, побуждения к действию.
3.Воспитание чувства товарищества.

Ход урока
С начала года мы говорим с вами о движении как таковом в кинематике, затем о движении на языке силы, но всем известно если пирог был, то бесследно исчезнуть он не мог…
На листочках записываете ответы, а в тетради букву соответствующую числам на доске
3 2 1 3 1 ы 7 3 3 4 2 5 4 4 2 7
з – физика (3)
а – масса (2)
к – килограмм (1)
о – Джоуль (3)
н – Ньютон (1)
ы –
с – импульс (7)
о – скорость (3)
х – механика (3)
р – инерция (4)
а – Ватт (2)
н – потенциальна (5)
е – кинетическая (4)
н – мощность (4)
и – сила (2)
я – энергия (7)
Если все правильно выполнили, то должно получиться:
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ в механике.
«Природа никогда не изменит великим законам сохранения» Д.Бернулли.
«…Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга» Макс Планк.
Опыт столкновение 2 шаровm1=m2
m1>m2
Объяснить, что с ними происходит.
III закон ньютона
F1=-F2 /*t
Импульс силы
F1t=-F2t
II закон Ньютона в импульсной форме
Ft = p - p0 = mυ - mυ0
m1 υ 1- m1 υ 01= - ( m2 υ 2-m2 υ 02)
m1 υ 1+m2 υ 2= m1 υ 01+m2 υ 02)
после взаимодействия до взаимодействия
Мы не раз говорили, что теории в физике основываются на модели, т.е. ограничениях, поэтому ограничим наши рассуждения…
Замкнутая система
Закон сохранения импульса.
Импульс – инвариантная величина.
Инвариант
Реактивное движение; примеры: воздушные шарики;
Сообщения студентов.
Следует сказать, что современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третьей космической скорости (16,4 км/с) необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реализовать невозможно. Следовательно, нужно искать другие способы построения ракетоносителей. Возможно, и другие виды силовых двигателей.
Говоря об истории развития ракет, нужно заметить, что их первые модели появились еще в Китае в X веке. Они работали на порохе и применялись лишь при фейерверках.
Затем, уже в XVIII веке, появились первые боевые ракеты с дальностью полета до 2,5км.
Особенностью всех типов ракет было то, что в них был заложен принцип реактивной тяги.
Особое место в развитии ракетостроения принадлежит нашей стране. Первые русские ракеты, которые были построены под руководством
К.И.Константинова в XIX веке, могли нести достаточно большой заряд на 4-5 км. Ближе к первой мировой войне, развитие боевых ракет было почти прекращено.
Попытку вернуть развитие ракетостроения предпринял К.Э.Циолковский. Он не только смог теоретически обосновать возможность космических полетов, но и рассчитать отдельные параметры ракетоносителя. Пожалуй, именно он и является родоначальником практического современного ракетостроения в нашей стране.
Прорыв в создании новых образцов космической техники принадлежит группе ученых нашей страны, которые в начале 30-х годов XX века создали коллектив ГИРД (группа по изучению реактивного движения), среди которых был и С.П.Королев. Именно тогда ученые поняли, что самыми перспективными являются жидкостные ракетные двигатели. Чтобы горючее горело на больших высотах, где мало кислорода, ракета снабжалась баками с окислителем.
Первые образцы ракет показали хорошие летные качества. Но война помешала нашей стране быстро построить модели боевых ракет.
В годы войны в Германии под руководством В. фон Брауна построили ракеты ФАУ-1 и ФАУ-2 с дальностью полета до 300 км, которыми бомбили Англию.
Но самые большие достижения в области покорения космоса принадлежат нашей стране. 4 октября 1957 г. при помощи ракеты был выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли. Это сделала группа ученых под руководством С.П.Королева. 12 апреля 1961 г. первый в истории человечества человек - Ю.А.Гагарин совершил космический полет.
В 2011 году – 50 лет со дня первого полета человека в космос.
Современные ракетоносители обладают такой мощностью, что могут выводить на орбиту до 150 т полезного груза. Именно в нашей стране построен самый мощный носитель «Протон-3» НПО «Энергия».
Человечество смогло построить космические корабли, которые изучают планеты Солнечной системы. Правда, для покорения космического пространства нужны уже принципиально новые конструкции ракет. Они должны иметь значительно большие скорости, чем первая, вторая и третья космические скорости. Только в этом случае можно заглянуть за пределы Солнечной системы. Следовательно, нужно создавать новые аппараты, скорость которых будет десятки тысяч километров в секунду.
Существует много проектов по созданию фотонных, гравитационных двигателей, которые позволят разгонять корабли до околосветовых скоростей. Но это - дело будущего.
Алгоритм решения задач
Выполнить рисунок до и после взаимодействия, указав направление импульса каждого тела.
Выберите координатные оси.
Запишите закон сохранения импульса, для данной системы, в векторной форме.
Перепишите закон сохранения импульса в проекциях на выбранные оси.
Решите полученную систему.
Задача. На неподвижную тележку массой 100 кг принят человек массой 50 кг со скоростью 60 км/ч. С какой скоростью V начнет двигаться тележка с человеком.
Ответ: 2м/сКроме импульса есть ещё некоторые физические величины, которые являются инвариантами, среди них энергия, заряд.
Потенциальная энергия?
Ep= mgh; Ep= kx22Связь Ep и А?
А= - ∆Ep= - (Ep2 - Ep1)
Кинетическая энергия?
Eк= mV22Теорема о кинетической энергии?
А= ∆Eк= Eк2 - Eк1
т.к. левые части одинаковые →правые части равны
- (Ep2 - Ep1) = Eк2 - Eк1
Eк1 + Ep1 = Eк2 + Ep2
Eк + Ep = constЗакон сохранения полной механической энергии
Задача: Свободно падающее тело достигает поверхности Земли со скоростью 15 м/с. С какой высоты оно падало?
Ответ: 11,25м
Вывод:
Значение закона сохранения и превращения энергии настолько велик, что Макс Планк по этому поводу написал: «…всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать, как превращение отдельных видов энергии друг в друга». Энергия и импульс, инвариантные физические величины, т.е. сохраняются.
Демонстрация: падение тела.
Потенциальная энергия переходит в кинетическую… а потом???…
Куда делась энергия?
Подумайте дома.
Домашнее задание.
Тест по теме законы сохранения, для проверки первичного формирования понятий.
Урок окончен. Всем спасибо.

Приложенные файлы


Добавить комментарий