Бланк – задание для учащихся

«Моделирование упругих соударений»

Вариант 1.

 

 

Класс………….Фамилия……………………..Имя…………………………..

 

1. Запустите программу «Физика 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий».

Порядок действий: Пуск – Программы – Образовательные комплексы – Физика 7-11 Библиотека наглядных пособий – Готово

 

2. Откройте в разделе «Механика» окно модели «Закон сохранение импульса и энергии при упругом столкновении шаров»

 

Порядок действий: Библиотека – Содержание – Разделы физики – Модели - из списка моделей выбрать с 11-20 модель – Закон сохранения импульса и энергии при упругом столкновении шаров

 

3. Задав начальные значения координат шаров: х₀₁=100 ед, у₀₁=200 ед, х₀₂ = 250 ед, у₀₂ = 200 ед. (центрального упругого столкновения), скоростей шаров V₁= 5 м/с и V₂= 0 м/с. Нажмите кнопку «Пуск/ пауза», пронаблюдайте за происходящим на экране

4. Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии тележек как до, так и после соударений.

5. Проведите компьютерные эксперименты:

 

Экспериментальная задача №1.

 

Установите, нажав кнопку «В начало» следующие параметры эксперимента:

· Шар 1

V₁ = 15м/с, m₁ = 2 кг;

· Шар 2

V₂ = 5 м/с, m₂ = 0,5 кг.

Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию тележек до соударения (проверьте свои расчеты со значениями на экране):

· Р₁ =

 

· Wk₁ =

 

 

· Р₂ =

 

 

· Wk₂ =

 

Нажмите кнопку «Пуск / пауза». Обратите внимание на изменение величин кинетической энергии и импульсов шаров после неупругого соударения.

 

Запишите полученные значения исследуемых величин после соударения

· Р’₁ =

 

· W’ _k1 =

 

 

· Р’₂ =

 

 

· W’ _k2 =

Ответьте на следующие вопросы:

 

· Выполняется ли закон сохранения импульса при упругом соударении? Ответ обоснуйте:

 

до соударения Р = Р₁+ Р₂ =

 

после соударения P’ = …………………=……………………………

 

Таким образом, Р ……………P’ значит, при упругом соударении закон сохранения импульса………………………………………………..

 

 

· Выполняется ли закон сохранения механической энергии при упругом соударении? Ответ обоснуйте:

 

До соударения W₀ =………………..=………………………………………..

 

После соударения W’₀ = …………………=………………………………….

 

Таким образом,…………………значит, при упругом соударении закон сохранения

 

механической энергии…………………………………………………………….

 

 Приложение 7

Экспериментальная задача №2.

Первый шар, массой m₁= 0,5 кг двигаясь со скоростью V₁= 5 м/с и сталкивается с неподвижным шаром, массой m₂= 2 кг. Определите скорость второго шара и направления движения первого шара, если после абсолютно упругого (центрального) соударения модуль скорости первого шара равен 3 м/с.

 

Ответ…………………………………………………….

 

Решите задачи, а затем, используя компьютерную модель, проверьте полученные вами ответы.

 

Расчетные задачи:

 

1. Первый шар, массой m₁= 2 кг двигаясь со скоростью V₁= 5 м/с и сталкивается с неподвижным шаром, массой m₂= 2 кг. Определите скорость второго шара, если после абсолютно упругого соударения, если первый шар останавливается.

 

Решение.

 

Составьте уравнение закона сохранения импульса для неупругого соударения:

 

………………………………………………………………………………………….

Решите уравнение относительно скорости U₂

 

U₂ =……………………………………………………………………………………

Выполните проверку размерности

 

[U ]= ……………………………………………………………………………………….

Подставьте числовые значения и получите ответ:

 

U =………………………………=……………………………………………………

 

Ответ. ………………………………………………………………………………….

 

 

2. Шар массой m₁= 2 кг движется со скоростью V₁= 5 м/с и сталкивается со вторым неподвижным шаром. Определите массу второго шара, если после абсолютно упругого соударения первый шар движется со скоростью u₁=3 м/с, а второй со скоростью u₂ = 8 м/с.

 

Ответ m₂ =………………………………

 

• Первый шар массой 2 кг догоняет второй шар массой 0,5 кг, движущийся со скоростью 5 м/с. Какова должна быть скорость первого тела, чтобы после упругого столкновения первый шар приобрел скорость равную 11 м/с, а второй 21 м/с?

 

Ответ: Первый шар движется…………………., V₁ =……………………………….

 

3. Два шара массами m₁ = 0,5 кг и m₂ = 2 кг движутся со скоростями V₁= 10 м/с и V₂ = 5 м/с сонаправлено. Определите какую часть энергии отдает первый второму при абсолютно упругом столкновении шаров.

 

Ответ:…………………………………………………………………………………..

 

 

Исследовательская задача.

 

· Проведите необходимые компьютерные эксперименты, и определите: при каком соотношении масс шаров, движущийся шар передает неподвижному максимум энергии

 

Ответ: Максимум энергии передается, если

…………………………………………………………………………………………..

 

m_1/ m₂ = ………………………………………………………………………………...

 

………………………………………………………………………………………….

 

…………………………………………………………………………………………

 

 

Количество выполненных заданий: ___________Количество ошибок_________

 

Ваша оценка ___________

Приложение 8

Бланк – задание для учащихся

«Моделирование неупругих соударений»

Вариант 1.

 

 

Класс………….Фамилия……………………..Имя…………………………..

 

6. Запустите программу «Физика 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий».

Порядок действий: Пуск – Программы – Образовательные комплексы – Физика 7-11 Библиотека наглядных пособий – Готово

 

7. Откройте в разделе «Механика» окно модели «Закон сохранение импульса и энергии при неупругом столкновении шаров»

 

Порядок действий: Библиотека – Содержание – Разделы физики – Модели - из списка моделей выбрать с 11-20 модель – Закон сохранения импульса и энергии при неупругом столкновении шаров

 

8. Задав начальные значения скоростей шаров V₁= 5 м/с и V₂=-5м/с. Нажмите кнопку «Пуск/ пауза», пронаблюдайте за происходящим на экране

9. Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии тележек как до, так и после соударений.

10. Проведите компьютерные эксперименты:

 

Экспериментальная задача №1.

 

Установите, нажав кнопку «В начало» следующие параметры эксперимента:

· Шар 1

V₁ = 12 м/с, m₁ = 0, 5 кг;

· Шар 2

V₂ = - 4 м/с, m₂ = 2 кг.

Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию тележек до соударения (проверьте свои расчеты со значениями на экране):

· Р₁ =

 

· Wk₁ =

 

 

· Р₂ =

 

 

· Wk₂ =

 

Нажмите кнопку «Пуск / пауза». Обратите внимание на изменение величин кинетической энергии и импульсов шаров после неупругого соударения.

 

Запишите полученные значения исследуемых величин после соударения

· Р’₁ =

 

· W’ _k1 =

 

 

· Р’₂ =

 

 

· W’ _k2 =

Ответьте на следующие вопросы:

 

· Выполняется ли закон сохранения импульса при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:

 

до соударения Р = Р₁+ Р₂ =

 

после соударения P’ = …………………=……………………………

 

Таким образом, Р ……………P’ значит, при неупругом соударении закон сохранения импульса………………………………………………..

 

 

· Выполняется ли закон сохранения механической энергии при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:

 

До соударения W₀ =………………..=………………………………………..

 

После соударения W’₀ = …………………=………………………………….

 

Таким образом,…………………значит, при неупругом соударении закон сохранения

 

механической энергии…………………………………………………………….

 

· Каковы потери механической энергии при столкновении шаров?

 

D Wk = …………………………………………………..

 

· В какую форму перешла часть механической энергии шаров при столкновении?

 

……………………………………………………………………………………..

 Приложение 9

Экспериментальная задача №2.

Два шара массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первого шара V₁= 5м/с. Какова должна быть скорость второго шара V₂, чтобы после неупругого соударения оба шара остановились?

 

Ответ…………………………………………………….

 

Решите задачи, а затем, используя компьютерную модель, проверьте полученные вами ответы.

 

Расчетные задачи:

 

4. Шар массой m₁= 0,5 кг движется со скоростью V₁= 5 м/с и сталкивается с неподвижным шаром m₂= 2 кг. Определите скорость шаров U после абсолютно неупругого соударения.

 

Решение.

 

Составьте уравнение закона сохранения импульса для неупругого соударения:

 

………………………………………………………………………………………….

Решите уравнение относительно скорости U

 

U =………………………………………………………………………………………

Выполните проверку размерности

 

[U ]= ……………………………………………………………………………………….

Подставьте числовые значения и получите ответ:

 

U =………………………………=……………………………………………………

 

Ответ. ………………………………………………………………………………….

 

 

5. Шар массой m₁= 0,5 кг движется со скоростью V₁= 4 м/с и сталкивается со вторым неподвижным шаром. Определите массу второго шара, если после неупругого соударения шары движутся со скоростью 0,8 м/с.

 

Ответ m₂ =………………………………

 

6. Два шара массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг движутся навстречу друг другу. Скорости шаров V₁= 1,5 м/с и V₂ = 2 м/с соответственно. Определите направление и модуль скорости шаров после абсолютно неупругого соударения.

 

Ответ: Шары движутся…………………., U =……………………………….

 

7. Два шара массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг движутся со скоростями V₁= 2 м/с и V₂ = 4 м/с навстречу друг другу. Определите количество теплоты, которое выделится при неупругом соударении шаров.

 

Ответ:…………………………………………………………………………………..