Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Урок 58/3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

 

Цель урока: показать, что применение закона сохранения импульса к замкнутой системе позволяет определить конечные скорости тел.

Тип урока: решение задач.

Оборудование: микрокалькулятор.

План урока: 1. Вступительная часть 1-2 мин.

2. Опрос 15 мин.

3. Решение задач 20 мин.

4. Задание на дом 2-3 мин.

II. Опрос фундаментальный: 1. Закон сохранения импульса. 2. Применения закона сохранения импульса.

Задачи.

1. Рассчитайте скорость отдачи винтовки массой 4 кг, которая выстреливает пулю массой 0,05 кг со скоростью 400 м/с.

2. Масса пушки с ядром 848 кг. Ядро массой 48 кг вылетает из пушки с начальной скоростью 200 м/с под углом 600 к горизонту. Найдите скорость, которую приобретет пушка в результате отдачи.

3. Граната, летящая со скоростью 10 м/с, разорвалась на два осколка. Больший осколок, масса которого составляет 60% массы всей гранаты, продолжает двигаться в прежнем направлении, но с увеличенной скоростью, равной 25 м/с. Найти скорость меньшего осколка.

4. Товарный вагон массой 10 т движется по горизонтальному железнодорожному полотну без трения с постоянной скоростью 22 м/с. В вагон забрасывается дополнительный груз массой 5 т. Чему после этого будет равна скорость вагона?

Вопросы:

1. В цирковом аттракционе атлету, лежащему на ковре, устанавливают на грудь наковальню и затем бьют по ней молотком. Опасны ли такие удары для атлета?

2. Почему большие гвозди забивают большим молотком?

3. Летящая горизонтально пуля попадает в груз, висящий на нити. При этом возможны три случая: пуля пробивает груз и сохраняет часть скорости, летит дальше; пуля застревает в грузе; пуля после удара отскакивает от груза. В каком из этих случаев груз отклонится на наибольший угол, и в каком – на наименьший?

4. Какие преимущества дает использование закона сохранения импульса по сравнению с динамическим подходом?

5. Докажите, что во сколько раз время разгона молотка больше времени торможения, во столько раз "сила удара" больше "силы разгона".

6. Для чего рулевой во время движения лодки наклоняет тело в такт гребцам?

III. Задачи:

1. Тело массой 990 г лежит на горизонтальной поверхности. В него попадает пуля массой 10 г и застревает в нем. Скорость пули 700 м/с и направлена горизонтально. Какой путь пройдет тело до остановки, если коэффициент трения между телом и поверхностью 0,5?

2. Человек массой 60 кг переходит с носа на корму лодки. На какое расстояние переместится лодка длиной 3 м, если ее масса 120 кг?

3. Взрыв разделяет снаряд на три осколка. Два осколка летят под прямым углом друг к другу: килограммовый осколок со скоростью 12 м/с и двухкилограммовый со скоростью 8 м/с. Третий осколок отлетает со скоростью 40 м/с. Какова его масса? Начертите диаграмму, показывающую направление, в котором летит третий осколок.

Закон сохранения импульса справедлив:

· для замкнутых систем;

· только в ИСО, относительно которой определяются скорости тел;

· для незамкнутых систем, если время взаимодействия мало, как и передаваемый системе импульс;

· для незамкнутых систем в проекции на некоторую ось, которая перпендикулярна равнодействующей внешних сил.

 

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ (ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА):

1. Изобразить в рисунках систему тел до взаимодействия и после него.

2. Выяснить, является ли система тел замкнутой.

3. Указать на рисунках импульсы (скорости) тел, направление движения которых известны.

4. Записать закон сохранения импульса в векторной форме (теперь можно решать задачу графически или аналитически).

5. Выбрать инерциальную систему отсчета так, чтобы одна из осей координат совпадала с направлением движении я какого-либо тела системы, а другая (если надо) была перпендикулярна ему.

6. Записать закон сохранения импульса в проекциях на эти направления.

7. Найдите проекции всех известных импульсов на эти направления и выразите их через модули соответствующих векторов.

8. Используя выражения для модулей импульсов, решить полученную систему уравнений и определить неизвестные величины.

IV. § 50, упр.27, № 3.

1. Под каким углом разлетятся два шарика равной массы после упругого нецентрального удара, если один из них до удара покоился?

2. Оценить скорость пуль, вылетающих из патронов, брошенных в костер. При стрельбе из ружья скорость пули около 800 м/с.

Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство.

К.Э. Циолковский

 

Урок 59/4. РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ

 

Цель урока: дать представление о принципах, лежащих в основе реактивного движения. Подчеркнуть роль нашей страны в освоении космического пространства.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: кинофильм "Физические основы космических полетов", модель ракеты.

План урока: 1. Вступительная часть 1-2 мин.

2. Опрос 10 мин.

3. Объяснение 15 мин.

4. Закрепление 15 мин.

5. Задание на дом 2-3 мин.

 

II. Опрос фундаментальный: закон сохранения импульса.

Задачи:

1. Падающий вертикально шарик массой 200 г ударился о пол со скоростью 5 м/с и отскочил со скоростью 3 м/с. Найти изменение импульса шарика при ударе. Как изменился импульс пола?

2. На горизонтальном полу стоит клин массы М, на который с высоты h падает шар массы m и отскакивает в горизонтальном направлении. Найти скорость клина после удара. Трение клина о пол отсутствует. Удар шарика считать абсолютно упругим (потерь энергии при ударе не происходит).

3. Ядро атома массы М, летящее со скоростью , самопроизвольно распадается на два осколка равной массы, один из которых летит со скоростью под углом α к первоначальному направлению полета ядра. Определите скорость и угол вылета второго осколка.

4. Две частицы массами т1 и т2 и скоростями и движутся во взаимно перпендикулярных направлениях. При столкновении частиц происходит неупругий удар, в результате которого частицы движутся вместе. Найти скорость частиц после удара.

Вопросы:

1. Колеса легковых автомобилей тщательно балансируют – добиваясь того, чтобы центр масс колеса лежал точно на оси его вращения. Для чего необходимо балансировать колесо?

2. Из пушки стреляют так, чтобы ядро упало в неприятельском лагере. На вылетевшее ядро садится барон Мюнхгаузен, масса которого в пять раз больше массы ядра. Какую часть пути до неприятельского лагеря ему придется идти пешком?

3. Человек в лодке, обращенной кормой к берегу, перешел с кормы на нос лодки. Изменилось ли при этом расстояние между человеком и берегом?

4. Под каким углом к горизонтальной плоскости должен падать резиновый шарик, чтобы после абсолютно упругого удара изменение его импульса было равно первоначальному импульсу шарика?

5. Находящийся в лодке человек хочет определить ее массу. Сможет ли он это сделать, если собственная масса ему известна, но ничем, кроме длинной веревки, он не располагает?

6. Если сила сопротивления воды зависит от скорости, то нельзя ли привести в движение лодку, раскачиваясь на ней (инерцоид)?

7. Предложите конструкцию инерцоида, который бы смог подпрыгивать на месте или перемещаться в горизонтальном направлении?

III. На основании закона сохранения импульса можно объяснить целый ряд интересных явлений, одно из которых – реактивное движение:

– в системе отсчета центра масс.

, где – расход топлива, а – скорость истечения газов относительно ракеты.

Если на ракету действуют внешние силы, то: .

 

 

Максимальная скорость ракеты: , где т - стартовая масса ракеты, а т0 – масса ракеты без топлива.

Пример. Чтобы вывести ракету на околоземную орбиту, необходимо сообщить ей скорость 8 м/с. Если скорость истечения газов 2 км/с, то т = 55 т0.

IV. Задачи.

1. Полностью заправленная топливом ракета имеет массу 21 т, из которых 15 т приходится на топливо. Расход топлива в процессе сгорания составляет 190 кг/с, а скорость вылета продуктов сгорания равна 2,8 км/с относительно ракеты. При условии, что ракету запускают вертикально вверх, вычислите: а) силу реактивной тяги, действующую на ракету; б) ускорение ракеты в момент запуска, а также в момент, предшествующий полному выгоранию топлива; в) скорость ракеты в момент выгорания топлива. Сопротивлением воздуха пренебречь.

2. Ракета, имеющая вместе с зарядом массу 250 г, взлетает вертикально вверх и достигает высоты 150 м. Масса заряда 50 г. Найти скорость истечения газов из ракеты, считая, что сгорание заряда происходит мгновенно.

Демонстрация кинофильма.

V. § 42.

Какова сила тяги, создаваемая пулеметом "Максим"?

Подготовить доклады:

1. Основные этапы развития космонавтики в мире.

2. Применение спутников связи.

3. Автоматические космические станции, их роль в освоении космоса.

4. Использование космической техники для прогнозирования погоды.

5. Значение космических исследований для развития науки.

6. Использование космической техники для обнаружения новых сырьевых запасов.

 
 


Урок 60/5. УРОК-КОНФЕРЕНЦИЯ ПО КОСМОНАВТИКЕ

1. С помощью куриного яйца и двух трубочек от сока продемонстрируйте принцип действия паровой турбины Герона.

2. Предложите проект шланга для очистки канализационных труб водой под высоким давлением с вращающейся и движущейся вперед насадкой.

 

"Для того, кто не знает, все возможно"

Христофор Виланд