Обобщающий урок по физике “Законы сохранения в механике”

Обобщающий урок по физике “Законы сохранения в механике”
Цели:




образовательная: проверить, как ученик представляет себе целостную
“архитектуру” изучаемой теории - ее стержневые идеи, особенности
видения мира с позиций знания темы “Законы сохранения в механике”;
развивающая: развивать у учащихся умения самостоятельно
применять знания, осуществлять их перенос в новые условия;
воспитывающая: укрепление межличностных отношений (класс
делится на 4 группы, каждая группа должна пройти 4 этапа, находясь
на каждом по 15 минут).
На подготовку учащимся отводится от одной до двух недель,
сообщаются теоретические вопросы, примерный уровень задач по
данной теме, дополнительная литература. В ходе урока принимают
учащие старших классов в роли экспертов.
1 этап – теоретический:
(эксперты и учащиеся сидят напротив друг друга, по жеребьевке каждый
получает свой вопрос, на подготовку к ответу может воспользоваться 2 - 3
минутами).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Закон сохранения импульса тела.
Кинетическая энергия тела.
Потенциальная энергия тела.
Работа силы.
Закон сохранения механической энергии.
Мощность.
2 этап – экспериментальный:
(приборы и материалы: шарик диаметром 25 мм на нити, линейка
измерительная 30-35 см с миллиметровыми делениями, динамометр
учебный, нить длиной 500 мм, штатив для фронтальных работ, трибометр
лабораторный, грузы массой по 100 г с двумя крючками -2 шт., угольник
ученический, брусок от лабораторного трибометра, часы с секундной
стрелкой или метроном механический)
На каждом столе стоят приборы и лежит описание лабораторных опытов,
учащиеся, соблюдая требование по Т.Б., выполняют опыты, отвечают на
поставленные вопросы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Измерение модуля импульса тела.
Изучение закона сохранения импульса при упругом соударении тел.
Измерение механической работы.
Сравнение силы тяжести с изменением кинетической энергии тела.
Измерение средней мощности при подъеме тела.
Измерение потенциальной энергии поднятого тела.
3 этап – практический:
(предлагаются учащимся задачи трех уровней сложности, ученик имеет
право выбрать любое задание или выполнить несколько, если уложится в
отведенное время).
I уровень (1-3 балла)
1. Поезд массой 2000 т, движется прямолинейно; увеличил скорость от 36
до 72 км/ч. Найти изменение импульса.
2. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью 0,3 м/с, нагоняет вагон
массой 30 т, движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова скорость
вагонов после взаимодействия, если удар неупругий.
3. Башенный кран поднимает в горизонтальном направлении стальную
балку (p = 7,8 *103 кг/м3) длиной 5 м и сечением 100 см2 на высоту 12
м. Какую полезную работу совершает кран?
4. Найти потенциальную и кинетическую энергию тела массой 3 кг,
падающего свободно с высоты 5 м, на расстоянии 2 м от поверхности
земли.
5. Какую работу надо совершить, чтобы лежащий на земле однородный
стержень длиной 2 м и массой 100 кг поставить вертикально?
6. При скорости полета 900 км/ч2 все четыре двигателя самолета Ил-62
развивают мощность 30 МВт. Найти силу тяги одного двигателя
II уровень (4-6 балла)
1. Движение материальной точки описывается уравнением X = 5 - 8t + 4t2.
Приняв ее массу равной 2 кг, найти импульс через 2 с.
2. С судна массой 750 т произведен выстрел из пушки в сторону,
противоположную его движению, под углом 60о к горизонту. На
сколько изменилась скорость судна, если снаряд массой 30 кг вылетел
со скоростью 1 км/с относительно судна?
3. В воде с глубины 5 м поднимают до поверхности камень объемом 0,6
м3. Плотность камня 2500 кг/м3. Найти работу по подъему камня.
4. Сравнить работы, которые совершает человек, растягивая пружину
динамометра от 0 до 10 H, от 10 до 20 H.
5. Каковы значения потенциальной и кинетической энергии стрелы
массой 50 г, выпущенной из лука со скоростью 30 м/с вертикально
вверх, через 2 с после начала движения?
6. Троллейбус массой 15 т трогается с места с ускорением 1,4 м/с2. Найти
работу силы сопротивления на первых 10 м пути, если коэффициент
сопротивления равен 0,02.
III уровень (7-10 баллов)
1. Снаряд верхней точки траектории на высоте 100 метров разорвался на
две части (1 и 1,5 кг). Скорость снаряда в этой точке 100 м/с. Скорость
большего осколка оказалась горизонтальной, совпадающей по
направлению с начальной скоростью и равной 250 м/с. Определить
расстояние между точками падения обоих осколков.
2. Струя воды, площадь поперечного сечения которой 6 см2, ударяет в
стенку под углом 60о к нормам и упруго отскакивает от нее. Найти
силу F, действующую на стенку, если известно, что скорость течения
воды в струе V = 12 м/с.
3. Пуля, летящая со скоростью V0, пробивает несколько одинаковых
досок, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. В какой
по счету доске застрянет пуля, если ее скорость V1 после прохождения
первой доски равна 0,83 V0?
4. Найти мощность воздушного потока, имеющего поперечное сечение в
виде круга диаметром d = 18 м и текущего со скоростью V= 12 м/с?
Плотность воздуха 1,3 кг/м3.
5. Грузовики, снабженные двигателями мощностью N1 и N2, развивают
скорости соответственно V1 и V2. Какой будет скорость грузовиков,
если их соединить тросом?
6. С горы высотой h = 10 м и основанием b = 5 м съезжают санки,
которые затем останавливаются, пройдя по горизонтали путь l = 35 м
от основания горы. Найти коэффициент трения.
IY этап - занимательный (1 балл за правильный ответ):
(учащимся задаются вопросы; кто поднял первым руку - имеет право на
ответ)
1. Почему, перед тем как метнуть диск, метатель совершает вместе с
диском вращение?
2. Как космонавту, находящемуся в открытом космосе с ненужным
предметом в кармане скафандра, сдвинуться с места к космическому
кораблю, не прибегая к помощи фала (троса)?
3. Ледокол колет только тонкий лед. В иных же случаях он вползает на
ледяное поле и проваливает его своей тяжестью. За счет какого вида
энергии в этом случае совершается разрушение льда?
4. Импульс сохраняется только в замкнутой системе тел. В
действительности же замкнутых систем нет (хотя бы вследствие
всемирного тяготения). Почему же в некоторых случаях прогнозы,
сделанные на основании закона сохранения импульса, хорошо
согласуются с фактами? В каких именно случаях может быть такое
согласие?
5. По краям горных шоссейных дорог в местах особенно крутых
поворотов насыпают толстый слой древесных опилок, так называемые
опилочные ловушки для автомашин. Объясните действие таких
ловушек.
6. Представьте, что вы едете по горизонтальному участку шоссе на
автомобиле. Как определить коэффициент сопротивления движению
автомобиля, пользуясь только имеющимися на нем приборами?
Подведение итогов урока, впечатления, замечания.