При расчетах импульса тела пользуются уравнением тест 12

При расчетах импульса тела пользуются уравнением тест 12

1. Что называют импульсом тела?

Импульсом тела называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Иногда вместо термина «импульс» используется термин «количество движения».

2. Что можно сказать о направлениях векторов импульса и скорости движущегося тела?

Импульс — векторная величина.
Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости движения тела.

3. Что принимают за единицу импульса?

За единицу импульса в СИ принимают импульс тела массой 1 кг, движущегося со скоростью 1 м/с.
Единицей импульса тела в СИ является 1 кг • м/с.

4. Как рассчитать импульс тела?

При расчетах величины импульса тела пользуются уравнением для проекций векторов:

В зависимости от направления вектора скорости по отношению к выбранной оси X и, соответственно, от знака его проекции,
проекция вектора импульса может быть как положительной, так и отрицательной.

5. Можно ли сказать, что тело обладает импульсом потому, что на него действует сила?

Нет, сила, действующая на тело, является причиной изменения импульса тела.

6. Может ли импульс тела равняться нулю?

Если скорость тела равна нулю, т.е. тело находится в состоянии покоя, то и импульс тела равен нулю.

7. О чём свидетельствует опыт?

При взаимодействии тел их импульсы могут изменяться.

Два шарика одинаковой массы подвешивают на нитяных петлях к укрепленной на кольце штатива деревянной линейке.

Шарик 2 отклоняют от вертикали на угол а и отпускают.
Вернувшись в прежнее положение, он ударяет по шарику I и останавливается.
При этом шарик 1 приходит в движение и отклоняется на тот же угол а.
В результате взаимодействия шаров импульс каждого из них изменился:
на сколько уменьшился импульс правого шара, на, столько же увеличился импульс левого шара. |

Импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.

8. Что такое замкнутая система тел?

Если два или несколько тел взаимодействуют только между собой, т. е. не подвергаются воздействию внешних сил, то эти тела образуют замкнутую систему.
Импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему, может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.

9. Что такое незамкнутая система тел?

Незамкнутая система тел — это система тел, взаимодействующих между собой, на которую, кроме того, действуют и какие-то внешние силы.
В таком случае общий импульс системы не будет сохраняться.
Он изменяется.
А изменение импульса равно импульсу той силы, которая приложена к системе.

Стоящего на льду конькобежца может заставить сдвинуться с места (изменить импульс) толчок его товарища, то есть сила извне системы.
Но если конькобежец будет тянуть одной своей рукой другую, то это не изменит его импульс.

10. В чем состоит закон сохранения импульса?

Закон сохранения импульса:

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

Формула закона сохранения импульса в векторном виде:

где
слева — сумма импульсов тел до взаимодействия
справа — сумма импульсов тел после взаимодействия

11. В каких случаях выполняется закон сохранения импульса?

а) Закон сохранения импульса выполняется для замкнутых систем, т.е. когда на систему не действуют внешние силы.

б) Закон сохранения импульса выполняется и в том случае, если на тела системы действуют внешние силы, но векторная сумма их равна нулю.

12. Какова формула закона сохранения импульса в виде уравнения, в которое входили бы массы и скорости этих тел, для замкнутой системы?

Формула закона сохранения импульса в векторном виде:

или

Расчетная формула закона сохранения импульса в проекциях векторов для решения задач:

где
m₁ и m₂ — массы взаимодействующих тел (кг),
v_1x и v_2x — проекции векторов скорости тел (м/с)
(со штрихом — до взаимодействия, без штриха — после взаимодействия).

Тест по физике Импульс тела 9 класс

Тест по физике Импульс тела для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.

1. Тело массой m движется со скоростью v. Как найти импульс тела?

2. На левом рисунке представлены векторы скорости и уско­рения тела. Какой из четырех векторов на правом рисунке указывает направление импульса тела?

3. На рисунке представлена траектория движения мяча, брошенного под углом к горизонту. Куда направлен импульс мяча в высшей точке траектории? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.

4. Какое тело имеет импульс, равный нулю?

1) Взлетающая ракета
2) Ракета, летающая по круговой орбите
3) Книга, лежащая на парте
4) Парашютист, движущийся равномерно вниз

5. Два шарика массой по 200 г движутся навстречу друг другу с одинаковыми скоростями.

Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А) импульсы этих шаров равны
Б) проекции импульсов этих шаров равны
В) модули импульсов этих шаров равны

1) Только А
2) Только Б
3) Только В
4) А и Б

6. Алюминиевый и стальной бруски одинакового объема двигаются по гладкой горизонтальной поверхности в одну сто­рону с одинаковыми скоростями. Сравните импульсы этих брусков.

1) Импульс алюминиевого бруска больше
2) Импульс стального бруска больше
3) Импульсы брусков одинаковы
4) Среди ответов нет правильного

7. Чему равен импульс тела массой 400 г при скорости 4 м/с?

1) 1,6 кг · м/с
2) 0,8 кг · м/с
3) 32 кг · м/с
4) 64 кг · м/с

8. Чему равен импульс автомобиля, если его масса 1 т и он движется со скоростью 72 км/ч?

1) 72 кг · м/с
2) 20 000 кг · м/с
3) 20 кг · м/с
4) 72 000 кг · м/с

9. Каким импульсом обладает ворона, сидящая на заборе высотой 2,5 м? Масса вороны 500 г.

1) 1,25 кг · м/с
2) 0 кг · м/с
3) 250 кг · м/с
4) 5 кг · м/с

10. Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями 30 м/с и 20 м/с соответственно. Масса автомобиля 1000 кг. Какова масса грузовика, если отношение импульса грузови­ка к импульсу автомобиля равно 2?

1) 3000 кг
2) 4500 кг
3) 1500 кг
4) 1000 кг

Ответы на тест по физике Импульс тела
1-4
2-1
3-3
4-3
5-3
6-2
7-1
8-2
9-2
10-1

Урок по физике в 9-м классе на тему «Импульс тела. Закон сохранения импульса»

Разделы: Физика

Цели урока:

• Образовательные: формировать понятия «импульс тела», «импульс силы»; добиться усвоения учащимися формулировки и вывода закона сохранения импульса.
• Развивающие: продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний.
• Воспитательные: показать объективность проявления закона сохранения импульса, учёт и использование его на практике.

Оборудование: металлические шарики, тележки демонстрационные, желоб лабораторный металлический, штатив с муфтой и лапкой

1. Актуализация знаний. Повторение изученного материала

1. В чём заключается основная задача механики?
2. Как формулируется второй закон Ньютона?
3. О чём гласит третий закон Ньютона?

2. Изучение нового материала

Законы движения позволяют решать задачи механики, если известны силы, приложенные к телам. Но во многих случаях законы движения нельзя использовать для решения задач именно потому, что неизвестны силы. Когда, например, приходится рассматривать столкновение двух тел, будь то столкновение автомобилей, бильярдных шаров, трудно определить значения возникающих сил. Значит, кроме силы в физике есть другая величина, которая позволяет решать задачи при взаимодействии тел. Это импульс тела.

Ребята, тема нашего урока «Импульс тела. Закон сохранения импульса».

Цель урока: усвоить понятие импульса тела, понятие замкнутой системы, вывести закон сохранения импульса, научится решать задачи на закон сохранения.

Импульсом тела называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Обозначим импульс (его также называют иногда количеством движения) буквой . Тогда

Из формулы видно, что импульс — векторная величина. Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости движения. Единица импульса не имеет особого названия. Ее наименование получается из определения этой величины:

[p] = [m] · [] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .

При расчетах пользуются уравнением для проекций векторов: p_x = m_x.

Запишем второй закон Ньютона в виде:

С другой стороны:

Подставим это выражение в формулу второго закона Ньютона. После преобразования, получим

Данная формула устанавливает взаимосвязь между действующей на тело силой, временем её действия и изменением скорости тела. Изменение импульса равно произведению силы, приложенной к телу, на время ее действия. Величина – импульс силы. Изменение импульса тела равно импульсу силы.

Импульс обладает интересным и важным свойством, которое есть у немногих физических величин – это свойство сохранения.

Опыт 1

Рисунок 1.

Что происходит с импульсом? Исчезло?

Ученик. Импульс сохранился.

Опыт 2

Учитель. Тележка обладает импульсом?
Ученик. Нет, т.к. его скорость равна нулю.
Учитель. Шарик обладает импульсом?
Ученик. Обладает.
Учитель. Что происходит с импульсом?
Ученик. Импульс сохраняется не полностью.

Опыт 3

Учитель. Что происходит с импульсом?
Ученик. Импульс пропал.
Учитель. В зависимости от случая импульс сохраняется, сохраняется не полностью, исчезает. Нравится ли такой закон?
Ученик. Нет.
Учитель. В природе все тела и явления взаимосвязаны и взаимообусловливают друг друга. Но, несмотря на это, при решении некоторых задач механики можно не учитывать влияния на некоторую группу тел всех остальных тел. Такая условно выделенная группа тел, не взаимодействующая с внешними телами, носит название замкнутой системы.
В природе замкнутых систем тел нет. Иногда можно исключить действие внешних сил (ружье и пуля в его стволе, Солнце и планеты, пушка и снаряд).

Рассмотрим упругое столкновение, где нет потерь энергии.

Пусть замкнутая система состоит из двух тел массами m₁ и m₂, которые до столкновения имеют скорости и (см. Рисунок 5), а после столкновения —

Система будет замкнутая, так как силы тяжести уравновешены силами упругости поверхности, а силы сопротивления малы. Во время столкновения возникают силы (1).

По второму закону Ньютона каждую из этих сил можно заменить произведением массы на ускорение, полученное каждым из шаров при взаимодействии:

Ускорения, как мы знаем, определяются из равенств:

Заменив в уравнении (2) ускорения соответствующими выражениями из уравнений (3) и (4), получим:

В результате сокращения обеих частей уравнения (5) на t получим:

Сгруппируем члены уравнения (6) следующим образом:

Учитывая, что запишем уравнение (7) в таком виде:

Левые части уравнений (7) и (8) представляют собой суммарный импульс шаров после их взаимодействия, а правые — суммарный импульс до взаимодействия.

Значит, несмотря на то, что импульс каждого из шаров при взаимодействии изменился, векторная сумма их импульсов после взаимодействия осталась такой же, как и до взаимодействия.

Уравнения (7) и (8) являются математической записью закона сохранения импульса.

Таким образом, векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

В этом заключается закон сохранения импульса.

Взаимодействия бывают: 1) упругими, 2) неупругими.

Алгоритм решения задач:

1. Записать условие.
2. Схематически показать взаимодействие тел до и после взаимодействия.
3. Записать для данной задачи закон сохранения импульса в векторной форме.
4. Найти проекции скоростей на ось ОХ.
5. Заменить векторы скоростей их проекциями.
6. Из полученного уравнения найти искомую величину.

3. Решение задач

С тележки, движущейся со скоростью 2 м/с, спрыгивает мальчик со скоростью 1 м/с, направленной горизонтально против хода тележки. Масса мальчика равна 45 кг, а масса тележки – 30 кг. С какой скоростью будет двигаться тележка сразу после того, как мальчик спрыгнул с нее?

Используя закон сохранения импульса запишем уравнение в векторном виде:

Спроектируем полученное векторное уравнение на ось ОХ:

₂ = ((45 кг + 30 кг) * 2 м/с + 45 кг )* 1 м/с) / 30 кг = 6,5 м/с

Ответ: ₂ = 6,5 м/с.

4. Домашнее задание: § 21, 22, Упр 21 (2).