З АКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. К УРС ПОДГОТОВКИ К Е ДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ Учитель: Ланских Е.Ю. МОУ «ТС СОШ 2» - презентация

1 З АКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. К УРС ПОДГОТОВКИ К Е ДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ Учитель: Ланских Е.Ю. МОУ «ТС СОШ 2»

2 Ц ЕЛЬ : ПОВТОРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ, ЗАКОНОВ И ФОРМУЛ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ В СООТВЕТСТВИИ С КОДИФИКАТОРОМ ЕГЭ. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2012: 1. Импульс тела 2. Закон сохранения импульса 3. Работа силы 4. Мощность 5. Кинетическая энергия 6. Потенциальная энергия 7. Закон сохранения механической энергии 8. Простые механизмы. КПД механизма

3 И МПУЛЬС ТЕЛА Физическая величина, равная произведению массы тела на скорость его движения, называется импульсом тела. Единицей измерения импульса в СИ является килограмм-метр в секунду ( кг·м/с ). Физическая величина, равная произведению силы на время ее действия, называется импульсом силы. Второй закон Ньютона: импульс силы равен изменению импульса тела Для определения изменения импульса удобно использовать диаграмму импульсов, на которой изображаются вектора импульсов, а также вектор разности импульсов, построенный по правилу параллелограмма

4 И ЗМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСА ТЕЛА Неупругий удар (тело" прилипает " к стенке): Абсолютно упругий удар (тело отскакивает с прежней по величине скоростью ):

5 З АКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА Закон сохранения импульса: В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Если на систему тел не действуют внешние силы со стороны других тел, такая система называется замкнутой. Примеры применения закона сохранения импульса: 1. Любые столкновения тел (биллиардных шаров, автомобилей, элементарных частиц и т.д.); 2. Движение воздушного шарика при выходе из него воздуха; 3. Разрывы тел, выстрелы и т.д.

6 З АКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА ДЛЯ АБСОЛЮТНО НЕУПРУГИХ ТЕЛ Абсолютно неупругим ударом называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

7 З АКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА ДЛЯ АБСОЛЮТНО УПРУГИХ ТЕЛ Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел.

8 З АКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА ДЛЯ НЕЦЕНТРАЛЬНОГО СОУДАРЕНИЯ

9 З АКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА - РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ При стрельбе из орудия возникает отдача – снаряд движется вперед, а орудие – откатывается назад. Снаряд и орудие – два взаимодействующих тела. В ракете при сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла с большой скоростью относительно ракеты.

10 Р АБОТА СИЛЫ Работой A, совершаемой постоянной силой называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы и перемещения. В системе СИ работа измеряется в джоулях ( Дж ). Работа является скалярной величиной. Она может быть: положительной ( 0° α < 90° ), отрицательной ( 90° < α 180° ). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. Графически работа определяется по площади фигуры под графиком F s (x) Работа всех приложенных сил равна работе равнодействующей силы 1 Дж = 1 Н 1 м

11 М ОЩНОСТЬ Мощность - это физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, в течение которого совершена эта работа: В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт ( Вт ) Если материальная точка или тело перемещаются со скоростью υ, то, где α – угол между векторами F и υ.

12 К ИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ Кинетическая энергия – это энергия движения. Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела : Теорема о кинетической энергии : работа приложенной к телу равнодействующей силы равна изменению его кинетической энергии: Если начальная скорость движения тела массой m равна нулю и тело увеличивает свою скорость до значения v, то работа силы равна конечному значению кинетической энергии тела:

13 П ОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Работа силы тяжести. При движении тела вниз по наклонной плоскости сила тяжести совершает работу Движение тела из точки В в точку С по любой траектории Работа силы тяжести не зависит от траектории движения тела и всегда равна произведению модуля силы тяжести на разность высот в начальном и конечном положениях. Силы, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями называются консервативными. Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.

14 П ОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Работа силы тяжести равна изменению некоторой физической величины, равной произведению mgh, взятой c противоположным знаком. Эту величину называют потенциальной энергией. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела, взятому с противоположным знаком: Значение потенциальной энергии тела, поднятого над Землей, зависит от выбора нулевого уровня, т.е. высоты, на которой потенциальная энергия принимается равной нулю.

15 П ОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Работа силы упругости. В процессе деформации пружины от некоторого начального значения х 1 до конечного значения х 2 сила упругости изменяется, поэтому берут её среднее значение: Физическая величина, равная половине произведения жесткости тела на квадрат его деформации, называется потенциальной энергией упруго деформированного тела: Работа силы упругости равна изменению потенциальной энергии упруго деформированного тела, взятому с противоположным знаком: Сила упругости обладает свойством консервативности.

16 П ОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ Потенциальная энергия - энергии взаимодействия тел Потенциальная энергия - это энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного тела

17 З АКОН СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, называется полной механической энергией: E = E k + E p Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается неизменной. Если между телами действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел ( нагревание ). Закон сохранения и превращения энергии: при любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую.

18 П РОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ Основное назначение простых механизмов: Изменить силу по величине (уменьшить или увеличить) Изменить направление действия силы изменить силу по величине и направлению

19 П РОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ К основным механизмам относятся:

20 П РОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ Блок - это колесо с желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко прикреплена к стене или потолочной балке. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспаст. Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. Выигрыш в силе при этом отсутствует, но такой блок позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо. Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза. Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны.

21 КПД ПРОСТЫХ МЕХАНИЗМОВ «Золотое правило» механики: ни один из простых механизмов не дает выигрыша в работе – во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Пренебрегая силами трения: А 1 = А 2 Если при подъеме тела по наклонной плоскости действует сила трения, или при использовании блока учитывают вес блока и тросов, то затрачивается большая работа. Отношение полезной работы к затраченной взятое в процентах и называется коэффициентом полезного действия – КПД.

22 Р АССМОТРИМ ЗАДАЧИ :

23 Тело массой 2 кг движется вдоль оси ОХ. Его координата меняется в соответствии с уравнением х = А + Вt + Ct 2, где A = 2 м, B = 3 м/с, C = 5 м/с 2. Чему равен импульс тела в момент времени t = 2 c? кг м/с кг м/с кг м/с кг м/с х = 2 + 3t + 5t 2 ; υ = x' = t p = mυ; p = 2. ( ) = 46 кг. м/с

24 Два автомобиля одинаковой массы m движутся со скоростями υ и 2υ относительно земли по одной прямой в противоположных направлениях. Чему равен модуль импульса второго автомобиля в системе отсчета, связанной с первым автомобилем? 1. 3m υ 2. 2m υ 3. m υ 4. 0

25 Шары одинаковой массы движутся так, как показано на рисунке, и абсолютно неупруго соударяются. Как будет направлен импульс шаров после соударения?

26 Легковой автомобиль и грузовик движутся со скоростями υ 1 = 108 км/ч и υ 2 = 54 км/ч. Масса легкового автомобиля m 1 = 1000 кг. Какова масса грузовика, если отношение импульса грузовика к импульсу легкового автомобиля равно 1,5? кг кг кг кг υ 1 = 108 км/ч = 30 м/с; υ 2 = 54 км/ч = 15 м/с

27 Тело движется по прямой. Под действием постоянной силы величиной 4 Н за 2 с импульс тела увеличился и стал равен 20 кг м/с. Первоначальный импульс тела равен 1. 4 кг м/с 2. 8 кг м/с кг м/с кг м/с Ft = p 2 – p 1 ; p 1 = p 2 – Ft; p 1 = 20 – 4. 2 = 12 кг. м/с

28 Тележка массой m, движущаяся со скоростью υ, сталкивается с неподвижной тележкой той же массы и сцепляется с ней. Импульс тележек после взаимодействия равен mυ/2 3. mυ 4. 2mυ

29 Тележка массой 20 кг, движущаяся со скоростью 0,8 м/с, сцепляется с другой тележкой массой 30 кг, движущейся навстречу со скоростью 0,2 м/с. Чему равна скорость движения тележек после сцепки, когда тележки будут двигаться вместе?

30 Мальчик массой 50 кг, стоя на очень гладком льду, бросает груз массой 8 кг под углом 60 о к горизонту со скоростью 5 м/с. Какую скорость приобретет мальчик? 1. 5,8 м/с 2. 1,36 м/с 3. 0,8 м/с 4. 0,4 м/с

31 Для придания наиболее эффективного ускорения космическому кораблю струя выхлопных газов, вырывающаяся из сопла его ракетного двигателя, должна быть направлена по направлению движения корабля противоположно направлению движения корабля перпендикулярно направлению движения корабля под произвольным углом к направлению движения корабля

32 ДВА ПЛАСТИЛИНОВЫХ ШАРИКА МАССАМИ m 1 = 0,1 КГ И m 2 = 0,2 КГ ЛЕТЯТ НАВСТРЕЧУ ДРУГ ДРУГУ СО СКОРОСТЯМИ υ 1 = 20 М/С И υ 2 = 10 М/С. СТОЛКНУВШИСЬ, ОНИ СЛИПАЮТСЯ. НА СКОЛЬКО ИЗМЕНИЛАСЬ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ШАРИКОВ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ? x

33 ПЛАСТИЛИНОВЫЙ ШАР МАССОЙ 0,1 КГ ЛЕТИТ ГОРИЗОНТАЛЬНО СО СКОРОСТЬЮ 1 М/С (СМ. РИСУНОК). ОН НАЛЕТАЕТ НА НЕПОДВИЖНУЮ ТЕЛЕЖКУ МАССОЙ 0,1 КГ, ПРИКРЕПЛЕННУЮ К ЛЕГКОЙ ПРУЖИНЕ, И ПРИЛИПАЕТ К ТЕЛЕЖКЕ. ЧЕМУ РАВНА МАКСИМАЛЬНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ ПРИ ЕЕ ДАЛЬНЕЙШИХ КОЛЕБАНИЯХ? ТРЕНИЕМ ПРЕНЕБРЕЧЬ. УДАР СЧИТАТЬ МГНОВЕННЫМ. 1. 0,1 Дж 2. 0,5 Дж 3. 0,05 Дж 4. 0,025 Дж

34 ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ УМЕНЬШИТЬ КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА В 2 РАЗА, НАДО СКОРОСТЬ ТЕЛА УМЕНЬШИТЬ В

35 ГРУЗ МАССОЙ 1 КГ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ 50 Н, НАПРАВЛЕННОЙ ВЕРТИКАЛЬНО ВВЕРХ, ПОДНИМАЕТСЯ НА ВЫСОТУ 3 М. ИЗМЕНЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ГРУЗА ПРИ ЭТОМ РАВНО 1.30 Дж Дж Дж Дж

36 ПУЛЯ МАССОЙ 50 Г ВЫЛЕТАЕТ ИЗ СТВОЛА РУЖЬЯ ВЕРТИКАЛЬНО ВВЕРХ СО СКОРОСТЬЮ 40 М/С. ЧЕМУ РАВНА ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ПУЛИ ЧЕРЕЗ 4 С ПОСЛЕ НАЧАЛА ДВИЖЕНИЯ? СОПРОТИВЛЕНИЕМ ВОЗДУХА ПРЕНЕБРЕЧЬ.

37 С БАЛКОНА ВЫСОТОЙ h = 3 М НА ЗЕМЛЮ УПАЛ ПРЕДМЕТ МАССОЙ m = 2 КГ. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ЕГО ТЯГОТЕНИЯ К ЗЕМЛЕ ПРИ ЭТОМ РАВНО Дж Дж Дж. 4.20/3 Дж.

38 МУЖЧИНА ДОСТАЕТ ВОДУ ИЗ КОЛОДЦА ГЛУБИНОЙ 10 М. МАССА ВЕДРА 1,5 КГ, МАССА ВОДЫ В ВЕДРЕ 10 КГ. КАКУЮ РАБОТУ СОВЕРШАЕТ МУЖЧИНА? Дж Дж Дж Дж

39 ТЯЖЕЛЫЙ МОЛОТ ПАДАЕТ НА СВАЮ И ВБИВАЕТ ЕЕ В ЗЕМЛЮ. В ЭТОМ ПРОЦЕССЕ ПРОИСХОДИТ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ 1.потенциальной энергии молота во внутреннюю энергию сваи 2.кинетической энергии молота во внутреннюю энергию молота, сваи, почвы 3.внутренней энергии молота в кинетическую и потенциальную энергию сваи 4.внутренней энергии молота во внутреннюю энергию сваи и почвы.

40 ШАРИК СКАТЫВАЛИ С ГОРКИ ПО ТРЕМ РАЗНЫМ ЖЕЛОБАМ. В КАКОМ СЛУЧАЕ СКОРОСТЬ ШАРИКА В КОНЦЕ ПУТИ НАИБОЛЬШАЯ? ТРЕНИЕМ ПРЕНЕБРЕЧЬ. 1.в первом 2.во втором 3.в третьем 4.во всех случаях скорость одинакова

41 ТЕЛО, БРОШЕННОЕ ВЕРТИКАЛЬНО ВВЕРХ С ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ, ДОСТИГАЕТ НАИВЫСШЕЙ ТОЧКИ И ПАДАЕТ НА ЗЕМЛЮ. ЕСЛИ СОПРОТИВЛЕНИЕ ВОЗДУХА НЕ УЧИТЫВАТЬ, ТО ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА 1.одинакова в любые моменты движения тела 2.максимальна в момент начала движения 3.максимальна в момент достижения наивысшей точки 4.максимальна в момент падения на землю

42 ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ЗЕМЛЕЙ ГИРИ МАССОЙ 5 КГ УВЕЛИЧИЛАСЬ НА 75 ДЖ. ЭТО ПРОИЗОШЛО В РЕЗУЛЬТАТЕ ТОГО, ЧТО ГИРЮ 1.подняли на 1,5 м 2.опустили на 1,5м 3.подняли на 7 м 4.опустили на 7 м

43 НА ЗЕМЛЮ УПАЛ ИЗ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА МЕТЕОРИТ. ИЗМЕНИЛИСЬ ЛИ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ И ИМПУЛЬС СИСТЕМЫ «ЗЕМЛЯ – МЕТЕОРИТ» В РЕЗУЛЬТАТЕ СТОЛКНОВЕНИЯ? 1.изменились и механическая энергия системы, и её импульс 2.импульс системы не изменился, её механическая энергия изменилась 3.механическая энергия системы не изменилась, её импульс изменился 4.не изменились

44 САНКИ МАССОЙ m ТЯНУТ В ГОРУ С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ. КОГДА САНКИ ПОДНИМУТСЯ НА ВЫСОТУ h ОТ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ, ИХ ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ 1.не изменится 2.увеличится на mgh 3.будет неизвестна, так как не задан наклон горки 4.будет неизвестна, так как не задан коэффициент трения

45 СКОРОСТЬ БРОШЕННОГО МЯЧА НЕПОСРЕДСТВЕННО ПЕРЕД УДАРОМ О СТЕНУ БЫЛА ВДВОЕ БОЛЬШЕ ЕГО СКОРОСТИ СРАЗУ ПОСЛЕ УДАРА. ПРИ УДАРЕ ВЫДЕЛИЛОСЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, РАВНОЕ 15 ДЖ. НАЙДИТЕ КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ МЯЧА ПЕРЕД УДАРОМ Дж Дж Дж Дж

46 ТРАНСПОРТЕР РАВНОМЕРНО ПОДНИМАЕТ ГРУЗ МАССОЙ 190 КГ НА ВЫСОТУ 9 М ЗА 50 С. ОПРЕДЕЛИТЕ СИЛУ ТОКА В ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ, ЕСЛИ НАПРЯЖЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 380 В. КПД ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТЕРА СОСТАВЛЯЕТ 60%.

47 ГИРЯ ПАДАЕТ НА ЗЕМЛЮ И УДАРЯЕТСЯ О ПРЕПЯТСТВИЕ. СКОРОСТЬ ГИРИ ПЕРЕД УДАРОМ РАВНА 140 М/С. КАКОВА БЫЛА ТЕМПЕРАТУРА ГИРИ ПЕРЕД УДАРОМ, ЕСЛИ ПОСЛЕ УДАРА ТЕМПЕРАТУРА ПОВЫСИЛАСЬ ДО С? СЧИТАТЬ, ЧТО ВСЕ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, ВЫДЕЛЯЕМОЕ ПРИ УДАРЕ, ПОГЛОЩАЕТСЯ ГИРЕЙ. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ГИРИ РАВНА 140 ДЖ/(КГ· 0 С).

48 И СПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Physel.ru [Текст, рисунки]/ 9/97-s htmlPhysel.ru 2. Андрус В.Ф. РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ [Текст, рисунки]/ Балдина Е.А. Класс! ная физика для любознательных [Текст, анимации]/ 4. Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", – 160 с. 5. Импульс. Закон сохранения импульса// 6. Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", – 116 с. 7. Момент силы. ВикипедиЯ [текст, рисунок]/ %BD%D1%82_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8B 8. Мощность. Материал из Википедии свободной энциклопедии/ [Текст]: / %81%D1%82%D1%8C %81%D1%82%D1%8C 9. Мякишев Г.Я., Кондрашева Л., Крюков С. Работа сил трения //Квант С Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. –" Просвещение ", – 166 с. 11. Открытая физика [текст, рисунки]/ Подготовка к ЕГЭ / 13. Простые механизмы, которые были загадкой, много анимаций [Текст, анимации]/ Силы в механике/ Три закона Ньютона / Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// Шапиев И.Ш. Урок 52. Простые механизмы. /