Конспект урока: «Законы сохранения импульса»
Дата 10.12.2014г
10 класс
Публикация:
Цели урока: обеспечить условия для закрепления кадетами основных понятий, законов и совершенствовать умения и навыки решения задач по теме «Законы сохранения импульса»; используя метод примера создать условия для патриотического и гражданского воспитания кадет.
Задачи урока:
образовательные: систематизировать и углубить знания кадетов при решении задач по теме «Законы сохранения импульса»; сформировать целостную систему знаний по изученной теме.
развивающие: совершенствовать мыслительные умения обучающихся, коммуникативные свойства речи; продолжить работу по развитию умений моделировать ситуацию.
воспитательные: воспитание глубокого патриотического сознания, идеи служения Отечеству и его вооруженной защите, чувства гордости за русское оружие, уважение к военной истории, стремление к военной службе, сохранение и преумножение славных воинских традиций;
-воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям.
Классификация урока:
-по основной дидактической цели - урок формирования практических умений и навыков;
-по виду учебной работы - урок решения задач.
Формы работы кадетов: фронтальная, индивидуальная, парная.
Принципы организации учебного процесса: принцип систематичности и последовательности, принцип связи теории с практикой, принцип воспитывающего обучения.
Типы контроля:
Внешний контроль преподавателя за деятельностью воспитанников - приучает обучающихся добросовестно и систематически выполнять учебную работу, вызывает стремление сделать ее лучше, а при целенаправленной работе преподавателя способствует развитию взаимоконтроля и самоконтроля.
Взаимоконтроль - формирует более ответственное отношение воспитанников к оценке деятельности одноклассников, чем к своей.
Самоконтроль - формирует осознание правильности своих действий, что выражается в его направленности на предупреждение или обнаружение уже совершенных ошибок.
Приемы самоконтроля: примерная оценка искомых результатов.
Методы контроля: устный, письменный.
Формы контроля: индивидуальный, фронтальный.
Эффективные методы обучения: методы организации учебно-познавательной деятельности (решение задач), методы стимулирования учебной деятельности, методы контроля деятельности.
Педагогические технологии:
Элементы технологии личностно-ориентированного образования, автор И.С.Якиманская
Технология проблемного обучения, автор М.И.Махмудов.
Элементы технологии формирующей оценки образовательных результатов учащихся
Элементы технологии уровней дифференциации (дифференцированное обучение), авторы Т.К.Донская, В.В.Фирсов
Практическая значимость: разработка данного урока может быть использована любым преподавателем физики при решении задач по теме «Закон сохранения импульса».
Материальное обеспечение: мультимедийный проектор, презентация «Закон сохранения импульса», детские воздушные шарики, видеофильм «Артиллерии посвящается», выставка научно – популярной литературы.
Перечень используемых на уроке ЭОР
Импульс
Информационный модуль посвящен теме «Импульс».
Гипертекстовый материал; интерактивная модель
[link]
Материалы к уроку: конспект, приложения, опорные конспекты темы.
Этапы урока
1. Определение потребностей и мотивов
Приветствие.
Настроить взвод на работу.
Блокада Ленинграда была прорвана 18.01.1943 года. На вооружении защитников Ленинграда были легкие пушки. Наш земляк Макаров Михаил Николаевич был одним из них.
Какой закон физике лежит в основе теоретической базы артиллерийского оружия?
Сегодня на уроке мы применим закон сохранения импульса при решении различных видов задач.
2.Принятие учебных целей и условий их достижения
Фронтальная работа.
Что называют импульсом тела?
Куда направлен импульс тела?
Что такое импульс силы?
Какое направление имеет импульс силы?
Какая система тел называется замкнутой?
Как формулируется закон сохранения импульса?
Какое столкновение называют абсолютно неупругим?
Какое столкновение называют абсолютно упругим?
Демонстрационный эксперимент:
-столкновение на столе двух шаров;
-на неподвижную тележку, стоящую на столе, бросаем брусок;
-при быстром движении магнита над шариком шарик едва сдвигается с места, при медленном -движении магнита над шариком шарик начинает двигаться вслед за магнитом;
-если медленно тянуть лист бумаги, стакан перемещается вместе с бумагой, а если лист бумаги быстро выдернуть из-под стакана, стакан останется на прежнем месте.
Вывод: тела изменяют свою скорость под воздействием силы, действующей со стороны другого тела.
3.Проверка принятой гипотезы, сбор данных, их анализ, формулирование выводов
Выполнение упражнений реконструктивно –вариативного типа.
Решение задач.
Выполняй алгоритм решения задачи на закона сохранения импульса
Запиши условия задачи.
Изобрази схематично систему тел до и после взаимодействия.
Запиши закон сохранения импульса для рассматриваемой системы.
Полученное векторное уравнение спроецируй на координатные оси.
Вырази проекции через модули соответствующих векторов.
Реши полученное скалярное уравнение относительно искомой величины.
Задача №1 «Стрельба из орудия»
С какой скоростью откатится орудие массой 300кг при стрельбе снарядом массой 30кг. Снаряд вылетает с скоростью 200м/c относительно земли, ствол орудия располагается горизонтально. Трение не учитывать.
[pic] [pic]
Видеоклип м20
При стрельбе из орудия возникает отдача – снаряд движется вперед, а орудие – откатывается назад. Снаряд и орудие – два взаимодействующих тела. Скорость, которую приобретает орудие при отдаче, зависит только от скорости снаряда и отношения мас
До выстрела суммарный импульс системы "пушка-снаряд" равен нулю: пушка и снаряд покоятся. В момент выстрела снаряд массой m вылетает из пушки с некоторой скоростью v, в направлении оси Х .Т.е. он приобретает импульс p1=mv. Так как систему "пушка-снаряд" мы можем считать замкнутой, то, в соответствии с законом сохранения импульса, пушка массой M приобретает импульс p2=MV. Т.е. она приобретает скорость V, направленную в противоположную сторону. Эти импульсы будут равны по величине, но противоположны по направлению: р1 = -p2
А значит и приобретаемые этими телами скорости направлены в противоположные стороны (но не равны, т.к. массы тел разные). Чья скорость будет больше: пушки или снаряда?
Задача №2 «Снайперская винтовка Мосина образца 1891/30»
Из крупнокалиберной винтовки, масса которой 5 кг, производится выстрел. Пуля массой 15 г вылетает с начальной скоростью 300 м/с. Какова скорость отдачи винтовки? Какова будет скорость отдачи той же винтовки, если ее приклад будет крепко прижат к плечу стрелка массой 80 кг?
Историческая справка.
Видеоклип м21
Была создана на базе 7,62-мм винтовки системы Мосина. В 1931 году была принята на вооружение Красной армии. Стрелять из такой снайперской винтовки доверялось лишь лучшим бойцам, прошедшим еще помимо этого специальную подготовку. Винтовка прекрасно подходит для нанесения точечных выстрелов по одиночным целям.
С оптическим прицелом точность стрельбы была обеспечена на расстоянии от 100 до 1300 метров.
О [pic] собую популярность данная винтовка получила в годы Второй Мировой войны, когда с ее помощью бойцы Красной армии уничтожали противников. Она позволяла резко ограничить передвижные способности неприятеля, т.к. враги знали, что пути маневрирования были под прицелом как раз таких снайперских единиц.
Технические характеристики винтовки:
калибр: 7,62 мм;
применяемый патрон: 7.62x54мм;
начальная скорость пули: 865 м/с;
вес: 4,27 кг;
длина: 1230 мм;
емкость магазина: 5 патронов;
скорострельность: 10 выстр./мин;
прицельная дальность: 1300-2000 м;
тип заряжания: ручное перезаряжание, продольно скользящий поворотный затвор.
Задача №3 «Ручные гранаты»
Трех килограммовая граната катится по земле со скоростью 3 м/с. При взрыве происходит осечка, и граната раскалывается на две части. Первый осколок летит в ту же сторону, что и брошенная граната, со скоростью 30 м/с. С какой скоростью и в какую сторону полетит второй осколок?
Историческая справка.
Ручные гранаты по праву именуют "карманной артиллерией" пехотинца. И сегодня граната - грозное оружие, требующее от солдата серьезной технической и психологической подготовки.
Советская ручная граната Ф-1, более известная в широких читательских кругах как "лимонка", относится к противопехотным осколочным ручным гранатам дистанционного действия оборонительного типа.
К [pic] орпус гранаты Ф-1 — литой, чугунный. По наружной поверхности корпуса сделаны продольные и поперечные канавки, способствующие образованию осколков нужной формы.
Корпус боевой гранаты окрашивается в зеленый защитный цвет. Это является отличительным признаком ( корпуса учебных гранат окрашиваются в черный цвет
Осколочные гранаты — основной тип ручных гранат, они предназначены для поражения живой силы противника, расположенной как открыто, так и в окопах, убежищах и т.п., в наступательном бою либо в обороне.
Граната Ф-1 имеет французские корни и давнюю историю. Под таким обозначением, но в латинской транскрипции — F-1 — граната была принята на вооружение французской армии в 1915 г. Французская граната F-1 имела запал ударного действия. Простота и рациональность конструкции корпуса гранаты сыграли свою роль — граната вскоре была принята на вооружение в России.
Граната Ф-1 относится к типу оборонительных гранат. Различие между гранатами наступательными и оборонительными заключается в радиусе разлета осколков при взрыве гранаты. Радиус разлета осколков наступательной гранаты (около 20 метров) рассчитывается таким образом, что солдат, метнувший гранату на открытой местности остался неуязвим для ее осколков в пределах дальности броска. В оборонительной гранате радиус разлета осколков(до 200 метров), напротив, заведомо не предполагает открытого нахождения метающего — метание производится только из укрытий.. Но и противника от мелких осколков наступательной гранаты порой может защитить толстая зимняя одежда — шинель или бушлат. Для тяжелого осколка оборонительной гранаты такая защита уже не является сколько-нибудь существенной преградой. Более тяжелые осколки лучше сохраняют начальную скорость, и величина излетного пространства у них значительно больше. Таким образом, дистанция в 200 м — это не показатель площади поражения, а величина безопасного удаления от места разрыва гранаты. Практически же радиус боевого действия оборонительной гранаты близок радиусу действия наступательной.
Технические характеристики гранаты:
Масса снаряженной гранаты с запалом ок. 600 г.
Масса корпуса гранаты (без заряда ВВ и запала) — ок. 450–460 г.
Масса ВВ — ок. 60 г.
Время горения замедлителя запала — 3,2–4,2 с.
Задача №4 «Реактивная система залпового огня «Катюша»
У зенитной пушки станки орудий имеют вид тумб, опирающихся на четыре станины, растопыренные подобно паучьим ножкам. Этими «ножками» станки вцепляются в землю. Почему?
Зенитные орудия защищали дорогу жизни блокадного Ленинграда. Командиром одной из таких батарей был наш земляк – лейтенант Макаров Михаил Николаевич. Такое орудие можно было перевезти легко из одного места в другое. Установка орудие на новом месте занимала примерно 5минут!
[pic] Историческая справка.
"Катюша" — это народное название реактивных систем гвардейских минометов БМ-13, находившихся во время войны на вооружении реактивной артиллерии. Появилось оно в начале Отечественной войны. На первых боевых машинах, изготовленных воронежским заводом им. Коминтерна, и с популярной во время войны одноименной песней М. Блантера на слова М. Исаковского. "Катюша" стала первой отечественной мобильной многозарядной реактивной системой залпового огня (РСЗО), которая включала в себя реактивные снаряды, пусковые установки (ПУ), приборы управления стрельбой и транспортные средства. Самоходные пусковые установки на автомобилях получили обозначение боевых машин (БМ) реактивной артиллерии.
Многозарядность РСЗО определяла возможность одновременного поражения целей на значительных площадях, а залповый огонь обеспечивал внезапность и высокий эффект поражающего и морального воздействия на противника.
25 декабря 1939 года 132-мм реактивный снаряд М-13 и пусковая установка, получившая название "Боевая машина 13" (БМ-13) были одобрены Артиллерийским управлением Красной Армии. К показу были подготовлены два опытных образца боевой машины БМ-13. Одна из них была заряжена осколочно-фугасными реактивными снарядами, а вторая — осветительными реактивными снарядами. Были сделаны залповые пуски осколочно - фугасных реактивных снарядов. Все мишени в районе падения снарядов были поражены, горело все, что могло гореть на этом участке артиллерийской трассы. Участники стрельб дали высокую оценку новому ракетному оружию.
2 июля 1941 года из Москвы на Западный фронт выступила первая в Красной Армии экспериментальная батарея реактивной артиллерии под командованием капитана Флерова. 4 июля батарея вошла в состав 20-й армии, войска которой занимали оборону по Днепру в районе города Орши.
14 июля батарея развернулась на огневой позиции километрах в пяти-шести от станции. Двигатели машин не заглушали, чтобы после залпа моментально покинуть позицию и уйти от возможного ответного удара немцев. В тот же день в 15 часов 15 минут батарея Флерова произвела первый залп одновременно из всех пусковых установок БМ-13. На мгновение все замерло, а через несколько секунд на станции загрохотали взрывы. В результате мощного огневого удара одновременно 112 осколочно-фугасными и зажигательными реактивными снарядами над станцией разлилось бушующее море огня, в ужасе разбегались оставшиеся в живых немецкие солдаты. Боевая эффективность нового оружия превзошла все ожидания: потери противника в живой силе и технике были очень велики. Огромным было и психологическое воздействие ракетного оружия на врага. А еще через полтора часа батарея Флерова произвела второй залп, на этот раз по переправе через реку Оршицу, на подступах к которой скопилось много техники и живой силы немцев. Результаты были не менее впечатляющими — переправа противника была сорвана, развить успех на этом направлении ему не удалось. Впоследствии с этого участка фронта гитлеровцы вывезли три эшелона убитых и раненых. Так 14 июля 1941 года было положено начало боевому пути советской реактивной артиллерии.
Технические характеристики:
РСЗО БМ-13-16
база - автомобиль ЗИС-6
калибр НУРС - 132-мм
вес НУРС - 42,5 кг
направляющих – 16
дальность стрельбы - 7,2 км.
Историческая справка.
Реактивные снаряды для «катюш» разработал Владимир Андреевич Артемьев.
Он родился в 1885 году в Петербурге в семье военнослужащего, окончил петербургскую гимназию и ушел добровольцем на Русско-японскую войну. За мужество и храбрость был произведен в младшие унтер-офицеры и награжден Георгиевским крестом, затем окончил Алексеевское юнкерское училище. В начале 1920 года Артемьев познакомился с Н. И. Тихомировым и стал его ближайшим помощником, однако в 1922 году на волне общей подозрительности к бывшим офицерам царской армии был заключен в концлагерь. Вернувшись с Соловков, продолжил заниматься совершенствованием реактивных снарядов, работу над которыми начал еще в двадцатых годах и прервал в связи с арестом. В период Великой Отечественной войны им было сделано много ценных изобретений в области военной техники.
После войны В. А. Артемьев, будучи главным конструктором ряда научно-исследовательских и проектных институтов, создавал новые образцы ракетных снарядов, был награжден орденами Трудового Красного Знамени и Красной Звезды, являлся лауреатом Сталинских премий. Умер 11 сентября 1962 г. в Москве. Его имя есть на карте Луны: в память о создателе «катюши» назван один из кратеров на ее поверхности.
Реактивная артиллерия, зародившаяся в начале Великой Отечественной войны выросла в новый перспективный вид артиллерии, имеющий свою систему оружия, организацию, методы ведения огня и формы боевого применения. Легендарные "Катюши" во время войны участвовали во всех крупных операциях.
5.Выполнение упражнений творческого типа.
Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела.
Задача №5 «Реактивное движение»
Космический корабль массой 5000кг двигался по орбите со скоростью 9000м/с. При маневрирование на орбите из него было выброшено двигателем 100кг продуктов сгорания со скоростью 1000м/с относительно корпуса против направления движения. Определите скорость корабля после маневрирования, считая, что выброс газов произошел мгновенно.
Историческая справка.
Автором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата, предназначенного для полета человека, был русский революционер – народоволец Н.И. Кибальчич. Его казнили 3 апреля 1881г за участие в покушении на императора Александра II. Свой проект он разработал в тюрьме после вынесения смертного приговора. Н.И. Кибальчич писал: «Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении…Я спокойно встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною.
История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи.
Как же стреляла эта пушка? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро.
4.Итоговый самоконтроль и самооценка
Контроль сформированности умений и навыков.
Самостоятельная работа
Вариант 1.
1.Чему равен импульс космического корабля «Союз», движущегося со скоростью 8 км/с? Масса корабля 6,6т.
2.Находившийся в годы войны на вооружении советских войск ручной пулемет конструкции Дегтярева (РПД) имел массу 9 кг, его пули были калибром 7,62 мм и массой 9 г; при выстреле пуля приобретала начальную скорость около 700 м/с. Определите скорость отдачи, которую приобретал при выстреле пулемет.
3.Железнодорожный вагон массой 60 тонн, движущийся со скоростью 1 м/с, сталкивается с неподвижным вагоном, масса которого40 тонн, сцепляется с ним. Какова скорость вагонов после сцепки?
Вариант 2.
1.Какова масса тела, если при скорости 20 м/с его импульс равен 100 [pic] ?
2.На платформе установлено орудие. Общая масса платформы с орудием 19 тонн. Ствол орудия расположен горизонтально. Чему равна скорость снаряда массой 50 кг, если платформа откатилась со скоростью 0,5 м/с
3.Человек, бегущий со скоростью 10м/с, догоняет тележку, движущуюся со скоростью 1 м/с, и вскакивает на нее. С какой скоростью станет двигаться тележка после этого? Массы человека и тележки соответственно 60 и 40 кг
5. Определение задания на самостоятельную подготовку.
Подборка заданий различного типа из открытого банка заданий ЕГЭ по теме «Закон сохранения импульса»
Критерии оценки: «3» 1-3 задача; «4» 3 и 4 задачи; «5» 4 и 5 задача.
А1. Чему равен модуль импульса шарика массой 20 г, движущегося со скоростью 10 м/с?
А2. Навстречу друг другу летят шарики из пластилина. Модули их импульсов равны соответственно 3⋅10–2 кг⋅м/с и 4⋅10–2 кг⋅м/с. Столкнувшись, шарики слипаются. Импульс слипшихся шариков равен
А3. Если на вагонетку массой m, движущуюся по горизонтальным рельсам со скоростью v, сверху вертикально опустить груз, масса которого равна половине массы вагонетки, то скорость вагонетки с грузом станет равной
А4. Охотник массой 60 кг, стоящий на гладком льду, стреляет из ружья в горизонтальном направлении. Масса заряда 0,03 кг. Скорость дробинок при выстреле 300 м/с. Какова скорость охотника после выстрела?
А5. Мальчик массой 50 кг, стоя на гладком льду, бросает груз массой 8 кг под углом 60О к горизонту со скоростью 5 м/с. Какую скорость приобретет мальчик?
