Исследование на уроках физики "Моделирование неупругих соударений"

Разделы: Физика


Цель: Исследовать неупругие соударения.

Оборудование: компьютерная программа “Открытая Физика 1.1”.

Указания к работе:

  1. Запустите программу “Открытая Физика 1.1”.
  2. Откройте раздел “механика”.
  3. Выберите тему “Упругие неупругие соударения”.
  4. Выберите режим неупругих соударений.
  5. Нажмите кнопку “Старт” и пронаблюдайте за происходящем на экране.
  6. Прервите движение тележек нажатием кнопки “Стоп”. Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии как до, так и после соударения.
  7. Для продолжения эксперимента нажмите кнопку “Старт”.
  8. Проведите компьютерные эксперименты.

Эксперимент №1

  • Установите, нажав “Сброс”, следующие параметры эксперимента:

Тележка 1: V1 = 2 м/с; m1 = 2 кг
Тележка 2: V2 = – 1 м/с; m2 =3 кг

  • Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию до соударения:

P1 =___ E1 =___ P2 =___ E2 =___

  • Нажмите кнопку “Старт”. Обратите внимание на изменение величин импульса и кинетической энергии тележек после неупругого соударения.
  • Ответьте на вопросы:

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

________________________________________________________

________________________________________________________

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

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

– Каковы потери механической энергии при соударении тележек? Е=____________________

– В какую форму перешла часть механической энергии тележек при столкновении? ______________________________

    • Эксперимент №2(экспериментальная задача)

Две тележки массами m1 = 4 кг и m2 = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первой тележки V1 = 0,5м/с. Какова должна быть скорость второй тележки, чтобы после неупругого соударения обе тележки остановились.

Ответ:________________

  1. Решите задачи:
    1. Задача 1
    2. Тележка массой m1 = 1 кг движется со скоростью V1 = 2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой m2 = 3 кг. Определите скорость U тележек после неупругого соударения.

      Решение, ответ:____________________________________________________

      ____________________________________________________________________________________________________________________________________

    3. Задача 2
    4. Тележка массой m1 = 1 кг движется со скоростью V1 = 2 м/с, и сталкивается с неподвижной тележкой. Определите массу второй тележки, если после неупругого соударения тележки движутся со скоростью U = 1.5 м/с

      Решение, ответ:____________________________________________________

      ____________________________________________________________________________________________________________________________________

    5. Задача 3
    6. Две тележки массами m1 = 6 кг и m2 = 10 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V1 = 1.4м/с V2 = 1.8м/с. Определите направление и модуль

      скорости тележек после неупругого соударения.

      Решение, ответ:____________________________________________________

      ____________________________________________________________________________________________________________________________________

    7. Задача 4
    8. Две тележки массами m1 = 3 кг и m2 = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V1 = 2м/с V2 = 2м/с. Определите количество теплоты, которое выделится после неупругого соударения.

      Решение, ответ:____________________________________________________

      ____________________________________________________________________________________________________________________________________

    9. Исследовательская задача

Проведите компьютерные эксперименты и определите: при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек?

Ответ: Максимальные потери размером ____% будут в случае, скорости направлены ____________, причём m1/ m2=__________________.