Файл: МОДУЛЬ 8.doc

№ УЭ

Учебный материал с указанием заданий

Рекомендации по освоению учебного материала

0

0.1

0.2

0.3

цель

Знать: определения упругого и неупругого ударов, консервативных и неконсервативных сил, внешних и внутренних сил, механической системы, кинетической и потенциальной энергии, работы силы, законы сохранения импульса и энергии.

ПОНИМАТЬ: фундаментальность законов сохранения импульса и энергии, условия выполнения законов сохранения.

ПРИМЕНЯТЬ: законы сохранения импульса и энергии определения скоростей шаров при упругом и неупругом ударах

Рекомендуемая литература:

1. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1998.

2. Детлаф А.А Курс физики: учебное пособие для студ. втузов / А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. - 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

1.9.1

1.9.2

1.9.3

1.10

1.10.1

1.10.2

1.11

Подготовительный этап

Дать определение импульса.

Какую систему называют замкнутой?

Сформулируйте закон сохранения импульса.

Запишите формулы для определения работы постоянной силы, кинетической и потенциальной энергий.

Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

Какой удар называют абсолютно упругим? Какие законы сохранения выполняются при этом ударе? Запишите их.

Какой удар называют абсолютно неупругим? Какие законы сохранения выполняются при этом ударе? Запишите их.

Как определить количество теплоты, выделяющееся при абсолютно неупругом ударе?

Используя баллистический метод, получите формулу для определения скорости шаров в момент прохождения положения равновесия .

Для этого:

Запишите энергию шарика в точке А?

Запишите закон сохранения энергии и выразите из него скорость .

Выразите высоту h через длину нити l и угол и подставьте в выражение для скорости.

Изучите ход работы и ответьте на вопросы:

Какой результат должен получиться в конце работы?

Какие измерения и наблюдения необходимо провести для получения этого результата?

Подготовьте необходимую для выполнения работы таблицу.

Изучите рекомендуемую литературу.

- стр. 19-21: §9; стр. 23 – 34: §§11 – 15.

- стр.26-28: п.2.5, стр. 32-43: п. 3.1 – 3.4, стр. 59-65, 67-71, 74-76: п 5.1, 5.2, 5.4, 5.6

Рассматривайте центральный удар - столкновение, при котором движение шаров до и после удара направлено вдоль прямой, соединяющей их центры масс.

В этом методе мерой скорости служит величина угла отброса, рассчитываемая по круглой шкале.

При перемещении шарика из положения А в положение С его потенциальная энергия перейдет в кинетическую.

Систему маятник-Земля рассматривайте как замкнутую, пренебрегая трением в подвесе маятника и сопротивлением воздуха.

Используйте соотношения в прямоугольном треугольнике и тригонометрическую формулу

В таблице должны быть следующие столбцы: массы первого и второго шариков ( и ), длина подвеса, углы, на которые отклонены шарики до удара ( и ) и после удара ( и ), скорости шаров до удара ( и ) и после удара ( и ).

2

2.1

2.2

2.3

2.4

2.4.1

2.4.2

2.4.3

2.5

ХОД РАБОТЫ

Ознакомьтесь с лабораторной установкой.

Измерьте и запишите длину подвеса.

Запишите значения масс шаров (для упругого и для неупругого ударов).

Изучите упругий удар.

1. Поместите шары одинаковой массы на подвесы ().

2. Отклоните первый на угол , а второй на угол . Значения и запишите в таблицу.

3. Определите скорости первого и второго шаров до удара. Результаты занесите в таблицу.

4. Отпустите шары. Определите значения углов и после удара

5. Определите скорости первого и второго шаров после удара. Результаты занесите в таблицу.

6. Проверьте выполнение закона сохранения импульса при упругом ударе .

1. Поместите на подвесы шары разной массы ().

2. Отклоните первый шар () на угол , а второй () на угол . Значения и запишите в таблицу.

3. Определите скорости первого и второго шаров до удара. Результаты занесите в таблицу.

4. Отпустите шары. Определите значения углов и после удара

5. Определите скорости первого и второго шаров после удара. Результаты занесите в таблицу.

6. Проверьте выполнение закона сохранения импульса при упругом ударе .

1. Поместите на подвесы шары разной массы ().

2. Отклоните первый шар () на угол , а второй () на угол . Значения и запишите в таблицу.

3. Определите скорости первого и второго шаров до удара. Результаты занесите в таблицу.

4. Отпустите шары. Определите значения углов и после удара

5. Определите скорости первого и второго шаров после удара. Результаты занесите в таблицу.

6. Проверьте выполнение закона сохранения импульса при упругом ударе .

Изучите неупругое столкновение шаров.

1. Поместите на подвесы пластилиновые шары ().

2. Отклоните первый шар () на угол . Второй шар () находится в положении равновесия. Значение запишите в таблицу.

3. Определите скорость первого шара до удара. Результат занесите в таблицу.

4. Отпустите шары. Определите значения угла после удара

5. Определите скорость шаров после удара. Результат занесите в таблицу.

6. Проверьте выполнение закона сохранения импульса при неупругом ударе .

Убедитесь, что центы масс шаров находятся на одинаковой высоте в плоскости, параллельной плоскости линейки.

Значения углов и задает преподаватель.

См. п.1.9

Один студент замечает угол полного отклонения первого шара, второй студент замечает угол полного отброса второго шара.

См. п.1.9

Выберите направление координатной оси, найдите проекции скоростей , , и на выбранную ось. Подставьте полученные значения в закон сохранения импульса. Убедитесь, что получается истинное равенство. Рассчитайте относительное отклонение в % по формуле: , где - импульс системы до удара,  - импульс системы после удара

Убедитесь, что центы масс шаров находятся на одинаковой высоте в плоскости, параллельной плоскости линейки.

Значения углов и задает преподаватель.

См. п.1.9

Один студент замечает угол полного отклонения первого шара, второй студент замечает угол полного отброса второго шара.

См. п.1.9

Выберите направление координатной оси, найдите проекции скоростей , , и на выбранную ось. Подставьте полученные значения в закон сохранения импульса. Убедитесь, что получается истинное равенство. Рассчитайте относительное отклонение в % по формуле: , где - импульс системы до удара,  - импульс системы после удара

Убедитесь, что центы масс шаров находятся на одинаковой высоте в плоскости, параллельной плоскости линейки.

Значения углов и задает преподаватель.

См. п.1.9

Один студент замечает угол полного отклонения первого шара, второй студент замечает угол полного отброса второго шара.

См. п.1.9

Выберите направление координатной оси, найдите проекции скоростей , , и на выбранную ось. Подставьте полученные значения в закон сохранения импульса. Убедитесь, что получается истинное равенство. Рассчитайте относительное отклонение в % по формуле: , где - импульс системы до удара,  - импульс системы после удара

Убедитесь, что центы масс шаров находятся на одинаковой высоте в плоскости, параллельной плоскости линейки.

Значения угла задает преподаватель.

См. п.1.9

За угол отклонения берется угол, на который отклоняется центр масс системы двух шаров.

См. п.1.9

Выберите направление координатной оси, найдите проекции скоростей и на выбранную ось. Подставьте полученные значения в закон сохранения импульса. Убедитесь, что получается истинное равенство. Рассчитайте относительное отклонение в % по формуле: , где - импульс системы до удара,  - импульс системы после удара

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Дать определение импульса.

Какую систему называют замкнутой?

Сформулируйте закон сохранения импульса.

Дайте определение работы силы. В чем измеряется работа?

Какие тела обладают кинетической энергией? Чему равна кинетическая энергия?

Какую энергию называют потенциальной? Запишите формула для определения потенциальной энергии.

Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

Какой удар называют абсолютно упругим? Какие законы сохранения выполняются при этом ударе? Запишите их.

Какой удар называют абсолютно неупругим? Какие законы сохранения выполняются при этом ударе? Запишите их.

Как определить количество теплоты, выделяющееся при абсолютно неупругом ударе?