10 клас. Підсумкова контрольна робота.

Яка фізична величина характеризує зміну швидкості тіла за одиницю часу?

Формула для обчислення роботи газу в разі ізобарного розширення (або стиснення).

Тіло падає з висоти 320 м . Скільки часу воно падатиме і якої найбільшої швидкості досягне?

час падіння 32 с, швидкість 10 м/с.

час падіння 4 с, швидкість 40 м/с

час падіння 16 с, швидкість 20 м/с

час падіння 8 с, швидкість 80 м/с

Тіло масою 4 кг рухається вздовж осі ΟΧ, при цьому его координата змінюється за законом: Χ=0,5+2t+5t 2 . Визначте модуль рівнодійної сил,що діють на тіло.

Уроки фізики у 10 класі

Мета: ознайомити учнів із поняттями «імпульс тіла» та «імпульс сили»; дати уявлення про сутність закону збереження імпульсу.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

1. Яке співвідношення між масами й прискореннями тіл, що взаємодіють між собою?

2. Що характеризує прискорення в механічному русі?

3. Що залежить від сили в механічному русі?

1. Взаємодія двох куль, двох візків.

2. Демонстрація збереження імпульсу під час взаємодії тіл

Вивчення нового матеріалу

1. Передача руху від одного тіла до іншого. Під час їх взаємодії.

2. Імпульс тіла та імпульс сили.

3. Закон збереження імпульсу

Закріплення вивченого матеріалу

Вивчення нового матеріалу

1. Передача руху від одного тіла до іншого під час їх взаємодії

Перш ніж почати виклад новий матеріал, слід нагадати учням, що єдиний результат дії сили — надання тілу прискорення (тобто зміна швидкості руху тіла) — відбувається не миттєво, а лише за певний інтервал часу, протягом якого на тіло діє сила. Величина зміни швидкості тіла залежить як від величини сили, так і від інтервалу часу, протягом якого вона діє. У багатьох випадках під час розв’язування основної задачі механіки визначення модуля сил, що діють на тіло, становить значні математичні труднощі. Багато задач неможливо розв’язати, безпосередньо застосовуючи закони Ньютона. Наприклад, у випадках, коли невідомими є сили взаємодії між тілами, — у моменти зіткнень або під час руху по криволінійних траєкторіях.

2. Імпульс тіла та імпульс сили

Нехай дві кулі масами m1 і m2 рухаються зі швидкостями 0 і u0. У певний момент часу вони починають взаємодію, що триває Δt. При цьому механічний рух передається від однієї кулі до другої. У результаті взаємодії швидкості куль стають однаковими 1 і u1.

Згідно з третім законом Ньютона F12 = -F21. Але F12 = m1a1, а F21 = m2a2. Отже, m1a1 = -m2a2. Прискорення, отримані кулями під час взаємодії, дорівнюватимуть:

Підставляючи значення прискорення в попередню рівність, дістанемо:

З останньої рівності видно, що зміна швидкості тіл, які взаємодіють, буде різною, але зміна величини добутку буде однаковою в обох тіл.

Величина m одержала назву імпульсу тіла. Вона є мірою механічного руху. Під час взаємодії відбувається передача імпульсу від одного тіла до іншого.

Імпульс тіла — векторна величина, напрям вектора імпульсу збігається з напрямом вектора швидкості.

Одиницею виміру імпульсу в СІ є [p] = (кг·м)/с. Якщо на тіло діє сила, швидкість тіла змінюється. Отже, змінюється й імпульс тіла p = m . Зміна імпульсу Δp = Δ(m ) = mΔ . Оскільки Δ = a·Δt, одержуємо Δp = ma · Δt. Оскільки ma = F, можна записати: Δp = FΔt.

Добуток сили F на час її дії Δt називається імпульсом сили. Одиниця виміру імпульсу сили в СІ — H/c. Оскільки, [H] = (кг·м)/с2 одиниця виміру імпульсу сили збігається з одиницею виміру імпульсу тіла.

Останнє рівняння показує, що якщо імпульс тіла змінюється за дуже короткий інтервал часу, то при цьому виникають великі сили (удар, поштовх, зіткнення).

Якщо ж потрібно уникнути занадто великих сил, збільшують час дії сили.

3. Закон збереження імпульсу

Якщо переписати рівність m1 1 – m1 0 = m2u0 – m2u1 у вигляді m1 1 + m2u1 = m1 0 + m2u0, то стане зрозумілим, що сума імпульсів двох тіл після взаємодії дорівнює сумі імпульсів цих тіл до взаємодії.

Цей висновок можна узагальнити і для випадку взаємодії кількох тіл — важливо лише, щоб система цих тіл була замкнутою, тобто щоб тіла взаємодіяли тільки одне з одним і не взаємодіяли з іншими тілами.

Отже, формулюємо закон збереження імпульсу: векторна сума імпульсів тіл, що складають замкнуту систему, залишається сталою за будь-яких взаємодій тіл одне з одним:

1. Чи на однакову відстань можна кинути камінь уперед: а) стоячи на землі; б) стоячи на ковзанах на льоду?

2. Метеорит згоряє в атмосфері, не досягаючи поверхні Землі. Що відбувається при цьому з його імпульсом?

3. Чому людина може бігти по дуже тонкій кризі, але не може стояти на ній, не провалюючись?

4. Чи може людина, яка стоїть на ідеально рівному горизонтальному льодовому майданчику, зрушити з місця, не впираючись гострими предметами в лід?

5. Чому куля, вилетівши з рушниці, не розбиває шибку на осколки, а утворює в ній круглий отвір?

6. Щоб зійти на берег, човняр рушив від корми човна до його носової частини. Чому при цьому човен відійшов від берега?

1. Візок масою m1 = 120 кг котиться зі швидкістю 1 = 6 м/c. Людина, яка бігла назустріч візку зі швидкістю 2 = 9 км/год., стрибає у візок. З якою швидкістю v рухається після цього візок, якщо маса людини m2 = 60 кг?

Дано: m1 = 120 кг, 1 = 6 м/c, m2 = 60 кг, 2 = 9 км/год. = 2,5 м/c.

Візьмемо вісь Ox у напрямі руху візка, тоді

Зовнішніми силами, що діють на систему «візок + людина» в напрямі осі Ox, можна знехтувати. Отже, проекція повного імпульсу системи на цю вісь зберігається:

Відповідь: = 3,2 м/c.

Самостійна робота «Імпульс тіла»

1. Якою є маса тіла, якщо його імпульс дорівнює 500 кг(м/c), а швидкість 20 м/c?

2. Кулька масою 500 г рівномірно котиться зі швидкістю 2 м/c. Чому дорівнює імпульс тіла?

1. З якою швидкістю має летіти хокейна шайба масою 160 г, щоб її імпульс дорівнював імпульсу кулі масою 8 г, що летить зі швидкістю 600 м/c?

2. З якою силою діє молоток масою 0,5 кг на цвях під час удару, якщо швидкість молотка перед ударом 2 м/c? Вважайте, що удар тривав 0,01 с.

1. Рух матеріальної точки, маса якої 3 кг, описується рівнянням: x = 25 – 10t + 2t2. Знайдіть зміну імпульсу тіла за перші 8 с її руху. Знайдіть імпульс сили, що викликала цю зміну, за цей самий час.

2. Сталева кулька масою 0,05 кг падає з висоти 5 м на сталеву плиту. Після зіткнення кулька відскакує від плити з такою ж за модулем швидкістю. Знайдіть силу, що діяла на плиту під час удару, вважаючи її сталою. Час зіткнення дорівнює 0,01 с.

1. а) Чи можна стверджувати, що імпульс тіла є відносним? Відповідь обґрунтуйте.

б) Кулька масою 200 г, що падала вертикально, вдарилася об підлогу зі швидкістю 5 м/c і підстрибнула на висоту 46 см. Знайдіть зміну імпульсу кульки під час удару.

2. а) Чому куля, вилетівши з рушниці, не може відчинити двері, але пробиває в них отвір, тоді як тиском пальця двері відчинити легко, але зробити отвір неможливо?

б) М’яч масою 150 г ударяється об гладку стінку під кутом 30° до неї й відскакує без втрати швидкості. Знайдіть середню силу, що діє на м’яч із боку стінки, якщо швидкість м’яча 10 м/c, а тривалість удару 0,1 с.

З висоти 80 м без початкової швидкості відпустили чавунне ядро масою 20 кг. На якій висоті його імпульс дорівнюватиме 400 кг(м/c)?

Задачі, розв’язувані на уроці

1. Яке з тіл має більший імпульс: автобус масою 8 т, що рухається зі швидкістю 18 км/год., чи снаряд масою 6 кг, що летить зі швидкістю 500 м/c? (Відповідь: автобус.)

2. Сталева куля рухається зі швидкістю 2 м/c, а алюмінієва куля такого самого радіуса — зі швидкістю 6 м/c. Яка з куль має більший імпульс? (Відповідь: алюмінієва куля.)

3. Координата тіла змінюється за законом x = -6 + 3t – 0,25t2 , а імпульс — за законом px = 12 – 2t. Знайдіть масу тіла і силу, що діє на нього.

4. На тіло масою 2 кг, початкова швидкість руху якого -2 м/c, діє в додатному напрямі осі Ox стала сила 6 Н. Запишіть закон зміни швидкості x(і) й імпульсу px(t) тіла.

5. Хлопчик, стоячи на роликових ковзанах, відбив м’яч, який летів горизонтально, так, що напрям руху м’яча змінився на протилежний. При цьому хлопчик набув швидкості 0,2 м/c, а швидкість м’яча за модулем не змінилася. Якої швидкості набув би хлопчик, якби швидкість м’яча після удару подвоїлася?

6. Порожня залізнична платформа, що рухалася зі швидкістю 1 м/c, після зіткнення з навантаженою платформою почала рухатися у зворотному напрямі зі швидкістю 0,6 м/c. Навантажена платформа набула в результаті удару швидкості 0,4 м/c. З якою швидкістю рухалися б платформи, якби під час удару спрацювало автозчеплення?

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.

Уроки фізики у 10 класі

Мета: охарактеризувати завдання вивчення розділу «Кінематика», ознайомити із структурою підручника; дати уявлення про механічний рух, основну задачу механіки та способи її розв’язання в кінематиці; сформувати поняття поступального руху тіл, матеріальної точки, системи відліку; показати роль знань з механіки в інших науках, у техніці; показати, що механічний рух — одна з форм існування матерії, один з численних видів змін у природі, а матеріальна точка — модель, ідеальний об’єкт класичної механіки.

Тип уроку: урок вивчення нового навчального матеріалу.

Унаочнення: демонстрування поступального руху тіла, випадків, коли тіло можна (і не можна) вважати матеріальною точкою, ППЗ «Фізика-9» від «Квазар-Мікро».

Очікувані результати. Після уроку учні:

— розрізнятимуть фізичне тіло і матеріальну точку, прямолінійний і криволінійний рухи матеріальної точки;

— зможуть обґрунтувати зміст основної (прямої) задачі механіки;

— навчаться пояснювати суть фізичних ідеалізацій — матеріальної точки та системи відліку.

І. Організаційний момент

Коротка інформація про зміст і основні завдання розділу «Кінематика».

ІІ. Оголошення теми і мети уроку

Формування нових понять. Під час бесіди із застосуванням демонстраційного експерименту та ППЗ «Фізика-9» від «Квазар-Мікро» розглянути такі питання:

✵ механічний рух та його види;

✵ основна задача механіки та способи її розв’язання в кінематиці;

✵ що вивчає кінематика;

✵ фізичне тіло і матеріальна точка, система відліку.

1. Механічний рух

Ми часто називаємо одні тіла рухомими, інші нерухомими.

Дерева, різні будівлі, мости, береги річок — нерухомі. Вода в річці, літаки в небі, автомобілі, що їдуть по дорозі, — рухомі.

Що дає нам підставу поділяти тіла на рухомі і нерухомі? Чим вони відрізняються один від одного?

Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами й автомобілем змінювалася. Нерухомі тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача.

Дослід. Розмістимо вертикальні вішки на столі на деякій відстані одна від одної по одній прямій. Поставимо біля першої з них візок з ниткою і почнемо його тягти. Спочатку він переміститься від першої вішки до другої, потім — до третьої і т. ін. Тобто візок змінюватиме своє положення відносно вішок.

Механічний рух — це зміна положення тіла відносно інших тіл або одних його частин відносно інших. Приклади механічного руху: рух зірок і планет, літаків і автомобілів, артилерійських снарядів і ракет, людина йде відносно Землі, рух рук відносно тулуба.

Інші приклади механічного руху показано на рис. 1.

Механічні рухи оточуючих тіл поділяють на: поступальний, обертальний та коливальний (система періодично повертається в положення рівноваги, наприклад коливання листків на дереві під дією вітру) рухи (рис. 2).

Особливості поступального руху (рух пасажирів разом з ескалатором, рух різця токарного станка тощо):

✵ довільна пряма у тілі лишається паралельною до себе;

✵ усі точки мають однакові траєкторії, швидкості, прискорення.

Ці умови не виконуються для обертального руху тіла (рух колеса автомобіля, колеса огляду, Землі навколо Сонця і своєї осі тощо).

Механічний рух нерідко є частиною більш складних немеханічних процесів, наприклад теплових. Вивченням механічного руху займається розділ фізики, що називається механікою.

2. Основна задача механіки та способи її розв’язування в кінематиці

Механічну форму руху матерії вивчає розділ фізики «Механіка». Основне завдання механіки — знайти положення тіла в просторі в будь-який момент часу. Механічний рух відбувається у просторі і часі. Поняття простору і часу — фундаментальні поняття, які неможливо визначити через якісь простіші. Для вивчення механічного руху, що відбувається у просторі і часі, потрібно передусім уміти вимірювати проміжки часу і відстані. Частковим випадком руху є спокій, тому механіка розглядає також умови, за яких тіла перебувають у спокої (ці умови називаються умовами рівноваги).

3. Що вивчає кінематика

Щоб сформулювати закони механіки та навчитися їх застосовувати, потрібно спочатку навчитися описувати положення тіла і його рух. Опис руху становить зміст розділу механіки, що називається кінематикою.

4. Фізичне тіло і матеріальна точка, система відліку

Для опису механічного руху, як і інших фізичних процесів, що відбуваються в просторі і часі, використовують систему відліку. Система відліку — це сукупність тіла відліку, пов’язаної з ним системи координат (декартової або іншої) і приладу для відліку часу (рис. 3).

Систему відліку в кінематиці вибирають, керуючись лише міркуваннями щодо того, як найзручніше математично описати рух. Жодних переваг однієї системи над іншою в кінематиці не існує. Через складність фізичного світу реальне явище, яке вивчається, завжди доводиться спрощувати і замість власне явища розглядати ідеалізовану модель. Так, для спрощення в умовах певних задач розмірами тіл можна знехтувати. Абстрактне поняття, яке замінює реальне тіло, що рухається поступально і розмірами якого можна знехтувати в умовах реальної задачі, називається матеріальною точкою. У кінематиці, коли розв’язують задачу, питання про те, що саме рухається, де рухається, чому саме так рухається, здебільшого не розглядають. Головне одне: як тіло рухається.

ІІІ. Закріплення вивченого. Розв’язування задач

1. Самостійна робота над матеріалом ППЗ «Фізика-9» від «Квазар-Мікро», у ході якої учні складають опорний конспект.

2. Фронтальне опитування

✵ Що таке механічний рух?

✵ У чому полягає основна задача механіки?

✵ Який рух називають поступальним? Наведіть приклади.

✵ Що називають матеріальною точкою?

✵ Що таке система відліку? Яка відмінність між тілом відліку і системою відліку?

✵ Що називають тілом відліку? Чи залежить опис руху від вибору тіла відліку?

✵ Наведіть приклад задачі, у якій планету, наприклад Землю, не можна розглядати як матеріальну точку.

✵ У якій системі відліку простіше описувати: а) рух поїзда; б) рух предметів усередині вагона; в) рух планет?

IV. Домашнє завдання

1. Вивчити конспект уроку; відповідний параграф підручника.

2. Розв’язати задачі:

✵ Маленькій дитині здається, що секундна стрілка годинника рухається, а хвилинна і годинна стрілки нерухомі. Як довести дитині, що вона помиляється?

✵ Наведіть приклади задач, у яких Місяць: а) можна вважати матеріальною точкою; б) не можна вважати матеріальною точкою.

3. Додаткове завдання: підготувати презентації.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.