Второй закон Ньютона
Тип урока : Урок объяснения нового материала.
Вид урока: комбинированный.
Цель : вывести формулы второго закона Ньютона, ознакомить учащихся с формулировкой основного закона динамки.
Задачи урока:
Образовательная : Обеспечить проверку и оценку знаний учащихся по теме «первый закон Ньютона», ускорение. Выяснить причину появления у тела ускорения, вывести формулу второго закона Ньютона. Формировать умения применять второй Ньютона при решении задач.
Воспитательная : стимулировать учащихся к работе на уроке, продолжить формирование познавательного интереса к предмету « Физика », продолжать развивать навыки грамотной, монологической и диалогической речи учащихся с использованием физических терминов. Содействовать развитию у детей умения общаться, приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, формировать навыки коллективной работы, продолжить работу по развитию внимания учащихся, самостоятельности и целеустремлённости в достижении поставленных целей.
Развивать физическое мировоззрение, воспитывать в учениках уважение к учёным в области физики .
Развивающая: Продолжать развивать умение учащихся проводить анализ и оценку работы одноклассников, способствовать развитию познавательной компетентности: обеспечить развитие у школьников умения объективировать деятельность; продолжать работу по развитию умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты.
Оборудование: доска, мел.
Ход урока
Здравствуйте, садитесь.
Сегодня я хочу начать урок с того, что зачитаю интересный факт из жизни величайшего английского учёного-физика. А вы опробуете догадаться, о ком же шла речь.
В начальной школе этот юный физик учился весьма посредственно. Но ровно до тех пор, пока его не избил и не оскорбил лучший ученик в классе, нанеся ему моральную травму. С того момента, он решил во что бы то ни стало обогнать своего обидчика в учёбе и тем самым оскорбить его. Спустя месяц успехи юного дарования в учебе были блестящи.
А вот ещё интересный случай из жизни знаменитого физика. Он, как известно был членом палаты лордов. Заседания палаты лордов посещал самым регулярным образом. Однако, на протяжении многих лет этот знаменитый английский физик не проронил ни слова на заседаниях. Все замерли когда, наконец, великий человек вдруг попросил слова. Все ожидали грандиозной и умной речи от признанного гения. Но наш учёный в гробовой тишине провозгласил свою единственную речь в парламенте: «Господа, я прошу закрыть окно, иначе я могу простудиться!»
как вы думаете, о ком же идёт речь?
Совершенно верно, этот учёный – Исаак Ньютон.
Как вы думаете, о чём мы будем говорить на уроке?
Ученики: О Ньютоне.
Учитель: Если быть конкретнее, то о тех законах, которые он любезно открыл.
Открываем тетрадочки, записываем тему урока «Второй закон Ньютона».
Однако, прежде чем приступить к изучению нового материала, нам следует повторить то, что мы с вами изучили на предыдущем уроке.
Актуализация знаний.
Дайте определение ускорению.
В каких единицах в СИ оно измеряется?
Чему равно ускорение в случае равномерного прямолинейного движения?
Что такое сила?
Сформулируйте первый закон Ньютона.
Как называются системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или равнодействующая всех сил равна нулю?
Как называется система отсчета, относительно которой тело движется с ускорением?
Молодцы!
– Ребята, у вас на столах находится скрепка на «плоту», который лежит на поверхности воды, налитой в блюдце. В каком состоянии находится скрепка? (ил монетка на столе) (Ответ: В покое. )
– Почему? (Действия всех сил скомпенсированы. )
– Поднесите магнит к скрепке и скажите, что вы наблюдаете? (Скрепка движется. )
Итак, скрепка начала двигаться, то есть приобрела ускорение, так ведь? Почему скрепка начала двигаться? Причиной чего является ускорение?
Сегодня на уроке нам с вами предстоит ответить на этот вопрос и выяснить причину ее движения .
Записываем в тетради вопрос: почему движутся тела?
Можете ли вы предположить, почему скрепка пришла в движение?
(Ответ в большинстве случаев: На скрепку подействовали силой магнита ).
Значит можно сказать, что причиной ускорения движения тел является действие на них других тел, то есть взаимодействие тел.
Убедимся в этом на опыте. Прошу всё внимание.
На опыте мы убедились, что при взаимодействие тел они оба получают ускорения, направленные в противоположные стороны.
Этот же факт мы можем подтвердить бесконечными примерами из жизни.
На перемене вы играете в теннис. Ударяя ракеткой по теннисному мячику, мы придаём ему ускорение, но и мячик, в свою очередь, придаёт ускорение ракетке, она незначительно откланяется назад, в противоположную сторону.
Если вдруг на перемене двое первоклассников столкнулись в коридоре, то каждый из них приобрёл ускорение, которое будет направлено в разные стороны.
Скажите, а как называется величина, с помощью которой количественно описывают взаимодействие тел?
Совершенно верно, из курса 7 класса мы с вами знаем, что это ни что иное, как сила.
Значит, ускорение тела зависит от силы.
А как ускорение зависит от силы? (Ответ: Прямопропорциональна ).
Совершенно верно, ведь чем большую силу мы приложим, тем большее ускорение тело приобретёт.
Причём, для двух взаимодействующих тел, отношение модулей их ускорений всегда одно и тоже.
Может быть от чего-то ещё зависит ускорение?
Я предлагаю вновь обратится к опыту. Всё внимание на экран.
Опыт с изменением массы.
Скажите от чего ещё зависит ускорение?
Совершенно верно, от массы.
Давайте вспомним, а что такое масса?
Масса – это мера инертности тел.
Например, оттолкнувшись от партнерши, фигурист приобретает меньшее ускорение и меньшую скорость, чем фигуристка. Это свидетельствует о том, что он более инертен, т. е., что его масса больше, чем масса партнерши. При выстреле ружье приобретает меньшую скорость, чем пуля, следовательно, его ускорение при взаимодействии тоже меньше. Это значит, что ружье более инертно, обладает большей массой, чем пуля.
А как оно зависит от массы прямопропорциональна или обратнопропорционально? Иными словами, увеличивается с ростом массы тел или уменьшается? Что нам будет легче, сдвинуть 2-х граммовую скрепку или слона?
Обозначим массы взаимодействующих тел через т, и т 2 , я приобретаемые ими ускорения через а 1 , и а 2 , тогда можно записать:
Отношение модулей ускорении двух взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс.
Ученики: то, у чего масса меньше, значит обратнопропорционально!
Попробуйте данные утверждения представить самостоятельно в виде формулы.
Что получили?
.
Таким образом, получили: ускорение прямопропорциональна силе и обратнопропорционально массе тела.
Это соотношение выражает Второй закон Ньютона :
Ускорение, которое приобретает тело в результате взаимодействия, прямопропорциональна действующей на это тело силе и обратнопропорционально его массе.
Закрепление.
Заполните пропуски (фронтальные ответы учащихся):
Под действием постоянной силы тело движется… равноускоренно
Если при неизменной массе тела увеличить силу в 2 раза, то ускорение увеличится… в 2 раз(а)
Если массу тела уменьшить в 4 раза, а силу, действующую на тело, увеличить в 2 раза, то ускорение увеличится в… 8 раз(а)
Решение количественных задач.
Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с 2 , если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50 кг.
Герой одного из рассказов О’ Генри дал пинок поросенку с такой силой, что тот полетел, «опережая звук собственного визга». С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности? Массу поросенка примем равной 5 кг, а продолжительность удара 0,01 с.
С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 70 т, если сила тяги двигателей 110 кН?
Домашнее задание : §11, Упр.11 письменно.
Подведение итога урока.
Вот и подошёл к концу наш урок. Скажите, ч то нового вы узнали?
Как называется физическая величина, характеризующая меру действия одного тела на другое?
Что является причиной изменения скорости тела?
Какой формулой описывается второй закон динамики?
Что особенно запомнилось?
Мне было очень приятно сегодня с вами работать. Всем спасибо за урок, до свидания.
Литература:
А. В. Перышкин Физика 9 класс
Физика. 9 класс. Кикоин И.К., Кикоин А.К М.: Просвещение, 1992. - 191с.
Дата:
Тема: Сила. Масса. Второй Закон Ньютона.
Цели урока:
Развивать умение учащихся экспериментально определять физические величины, устанавливать связь между ними.
Развивать критическое мышление при помощи обнаружения и опровержения учащимися заранее запланированных ошибок, сравнивая воспринятого на уроке материала с известными правилами и законами; установление истинного и ложного; поиск доводов для опровержения ошибок.
Повторить первый закон Ньютона. Изучить второй закон Ньютона по результатам экспериментальной работы, на основе которой устанавливаются связи между измеряемыми величинами.
Тип урока: Комбинированный
Ход урока:
1.Орг момент
2.Актуализация знаний
А сейчас давайте вспомним, материал который вы проходили в 7 классе:
Что называют силой тяжести?
Что называют свободным падением?
Какую силу называют силой упругости?
Какую силу называют силой трения?
Какую силу называют силой реакции опоры?
Каким прибором измеряют силу?
В каких единицах?
Сделайте вывод из данного набора слов
3. Изучение нового материала
Сила – в результате, тело, приобретает, которого, мерой, физическая, являющаяся, величина, воздействия, на, других, тел, со стороны, ускорение, тело
Рассматривая равноускоренные движения, мы знаем, что причиной ускорения является действие на него других тел, т.е. сил. Второй закон Ньютона устанавливает зависимость ускорения тела от действующей на него силы и от массы тела.
Пусть масса тела остается неизменной. Исследуем на ряде опытов зависимость ускорения тела от действующей на него силы. Для этого рассмотрим движение тележки, которая может перемещаться с очень малым трением по гладкому столу. Ускорение тележки можно измерять с помощью формулы s=at 2 /2, а=2s/t 2 . Достаточно заметить какое время понадобиться тележки для прохождения заданного расстояния.
Вывод делают ребятаю.
Количественная взаимосвязь между массой тела, ускорением, с которым оно движется, и равнодействующей приложенных к телу сил, называется вторым законом Ньютона. Второй закон Ньютона формулируется так:
Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально действующей на него силе обратно пропорционально массе тела.
Математически второй закон Ньютона выражается формулой:
Мы видим, что вектор ускорения совпадает по направлению с вектором равнодействующей приложенных к телу сил. В скалярном виде второй закон можно написать:
а х = Fх / m
или
a = F / m
где а х и Fх –проекции векторов ускорения и силы на ось Х, а а и F модули этих векторов.
При решении многих практических задач приходится рассчитывать действующую на тело силу по значению вызванного этой силой ускорения и массе тела:
F = a ∙ m
Теперь можно уточнить смысл единицы силы один ньютон. Один ньютон – это сила, под действием которой тело массой 1 кг. движется с ускорением 1 м/с 2 .
1Н = 1 кг ∙ 1 м/с 2 = 1 кг ∙ м/с 2
Если на тело действует не одна сила, а несколько, то находят равнодействующую всех сил. Тогда второй закон Ньютона записывается в таком виде:
∑ F = a ∙ m
Где ∑ F – векторная сумма всех сил, или равнодействующая всех приложенных сил к телу.
4. Закрепление 15 мин
a) Для закрепления решим следующие задачи:
Упражение 9 (1)
Упражнение 9 (2)
Упражнение 9(3)
5. Рефлексия (работа в группах) 3 мин
Найдите ошибки в данном тексте
Первый ученный, который занимался изучением причин придающих, движению тот или иной характер был великий римский мыслитель (1) Аристотель. Благодаря ему, на протяжении двадцати веков, существовало убеждение, что на Земле движение с постоянной скоростью нуждается для своего поддержания во внешнем воздействии, а при отсутствии такого воздействия движение прекращается, тело приходит в состояние покоя. Понадобился гений Галилея и Ньютона, чтобы увидеть картину мира и осознать, что объяснения требуют не движения с постоянной скоростью, а изменение скорости. Тщательные опыты по изучению движения тел были впервые проведены испанским ученным (2) Галилео Галилеем в конце XVI и начале XVII века. Они позволили установить следующий основной закон:Если на тело не действуют никакие другие тела, то тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения относительно Земли. Его величайшая заслуга состоит в том, что он показал равноправие тел покоящихся и тел, движущихся равномерно и прямолинейно. Находясь, например, в каюте равномерно движущегося корабля, никакими механическими опытами невозможно обнаружить, движется корабль или покоится. Одинаково мелькают летающие бабочки, одинаково падают капли воды, попадая в сосуд с узким горлышком, одинаково раскачиваются маятники и т.д. Такое равноправие названо принципом относительности Галилея .
- Американский ученный (3) И. Ньютон обобщил все знания о движении тел, накопленный наукой до него, и сформировал закон, который стал называться первым законом Ньютона . Этот закон часто называют законом инертности (4) : Явление сохранения телом состояния покоя или равномерного движения при равенстве нулю равнодействующих всех приложенных к телу сил называется инертностью (5) .
b) Пришло время проверить сколько ошибок вы отметили в моем объяснении, и докажите почему, по вашему мнению это утверждение является ошибкой.
Содержание ошибки
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«Средняя общеобразовательная школа № 51
имени Героя Советского Союза,
генерал-полковника И.А. Шевцова»
Урок: «Второй закон Ньютона»
Учитель физики:
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
_Второй закон Ньютона
(Тема урока)
ФИО (полностью)
Наурузова Кыз-Жибек Жумгалеевна
Место работы
МОБУ "СОШ № 51 имени героя советского союза генерал-майор И.А.Шевцова"
Должность
Учитель
Предмет
физика
Класс
9
Тема и номер
Законы динамики, урок 13
Базовый учебник
А. В. Перышкин Физика 9 класс
Цель урока:
Раскрыть содержание второго закона Ньютона. Познакомить учащихся с зависимостью между ускорением, приобретаемым телом, и действующей на него силой.
Развивать знания учащихся о законах классической механики, о движении с ускорением.
Раскрыть систему взглядов на мир, способность следовать нормам поведения, находить кинематические закономерности, понимать влияние условий на характер протекания физических процессов.
9. Задачи:
Обучающие: научить применять закон для решения задач.
Развивающие: развивать мышление учащихся, формировать картину мира.
Воспитательные: воспитывать человека как личность в мире
Тип урока: урок изучения нового материала
Формы работы учащихся: фронтальная, групповая, коллективная
Необходимое техническое оборудование: проектор, компьютер, демонстрация равноускоренного движения, метровка, секундомер.
Требования к базовому уровню подготовки: уметь вычислять ускорение тела, силу, действующую на тело, или массу на основе второго закона Ньютона.
Место урока в теме: урок проводится после изучения темы «Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона». Следующий урок по теме – «Третий закон Ньютона».
Оборудование : две тележки для демонстрации взаимодействия с принадлежностями, мультимедийная презентация к уроку, проектор, компьютер, демонстрационный набор «Механика» лаборатории L-микро .
Ход урока
Приветствие.
Отметить отсутствующих.
Эпиграфы к уроку :
« Сделал, что смог, пусть другие сделают лучше».
Исаак Ньютон (1643-1727гг.)
« Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим; но океан неизвестного лежит передо мной».
Исаак Ньютон (1643-1727гг.)
(Слайд 1)
Откройте тетради, запишите число, классная работа и тему нашего урока: Второй закон Ньютона
(Слайд 2)
Сегодня мы посвятим урок второму закону Ньютона, который сформулировал Исаак Ньютон, задаваясь вопросом: Почему тела движутся с ускорением, т.е. что является причиной возникновения ускорения?
2. Актуализация знаний опорных знаний
(слайд 3)
Как движется тело, если на него не действуют другие тела?
Какие взгляды относительно состояния покоя и движения тел существовали до начала 17 века?
Что собой представляет первый закон Ньютона?
Какие системы отсчета называются инерциальными, а какие неинерциальными?
3. Новая тема
Мы с вами вспомнили первый закон Ньютона.
Что же все, таки является причиной изменения скорости, возникновения ускорения?
Давайте свами выясним!
Определение понятия силы как меры взаимодействия тел.
На демонстрационном столе две легкоподвижные тележки. На одной из них закреплена упругая пластина. Пластина изогнута и связана нитью. Тележка находится в состоянии покоя относительно стола.
Рисунок 1. Иллюстрация виртуального эксперимента с легкоподвижной тележкой
Начнет ли тележка двигаться, если пластина выпрямится?
Слайд 4
Учащиеся озвучивают свои предположения, учитель «запускает» виртуальный эксперимент по предположениям детей: Тележка остается на месте или тележка сдвигается в какую-либо сторону.
Как вы думаете, все ли предложенные вами варианты поведения тележки реальны? Почему?
Учитель на демонстрационном столе проводит эксперимент, пережигая нить, удерживающую упругую пластину. Делается вывод о том, что если нет взаимодействия – нет и изменения скорости тела .
2. Если со стороны изогнутой пластины поставить вторую такую же тележку и пережечь нить. Что может произойти? Дети озвучивают свои предположения. Учитель «запускает» виртуальный эксперимент по предположению детей
( Слайд 5 ).
Рисунок 2. Иллюстрация виртуального эксперимента со взаимодействием легкоподвижных тележек
Во втором эксперименте мы наблюдали, что оба тела действовали друг на друга – они взаимодействовали и результатом этого взаимодействия стало изменение скорости тел (сообщение телам ускорений).
Можно показать варианты этого эксперимента, удерживая одну из взаимодействующих тележек.
Слайд 6
Количественную меру действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорения (т.е. изменяют свою скорость), называют силой. (force – сила)
Сила определяется: модулем, направлением, точкой приложения.
Слайд 7
На слайде несколько иллюстраций, на которых показаны направления и точки приложения сил, действующих на тела. Из курса физики 7 класса учащиеся уже знакомы с этими силами.
В реальных условиях на тело действует не одна сила, а несколько. Ускорение телу сообщает равнодействующая этих сил, которая равна их геометрической сумме.
Ускорение, которое сообщает равнодействующая сил, всегда направлено в сторону действия результирующей (равнодействующей) силы.
(Слайд 8 записывают в тетради)
В инерциальной системе отсчета ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу и обратно пропорционально его массе.
Слайд 9
Напоминание, как работать с формулой такого типа.
Рисунок 3. Треугольник для запоминания формулы
Слайд 10
Как и первый закон, второй закон динамики имеет границы применимости .
В нем под телом подразумевается материальная точка, она движется в инерциальной системе отсчета, причем ее скорость много меньше скорости света ().
Слайд 11
Докажем опытным путем справедливость соотношений
a~F и a~
Для этого будем использовать набор по механике.
Рассматриваем начальную стадию движения тележки на магнитной подвеске под действием силы тяжести. Датчик, установленный на скамье будет регистрировать время, которое необходимо тележке, чтобы пройти мимо датчика.
Получается движение с постоянным ускорением без начальной скорости. Незадолго до изучения данной темы учащиеся выполняли лабораторную работу по нахождению ускорения тела при равноускоренном движении без начальной скорости. Для расчета ускорения использовалась формула:
Здесь l – расстояние между флажками, а Δt – значение интервала времени, измеренного секундомером.
Таблица 1
Условия опыта
Δt, с
Δt 2 , с 2
, м/с 2
m, 2F
2m, 2F
2m, F
m, F
Группы учеников собирают установки, затем в тетрадке рассчитывают и озвучивают полученные значения ускорения.
Производится сопоставление полученных величин ускорения и делается вывод о соответствии результатов эксперимента второму закону Ньютона.
Выполненную работу сдают учителю.
Слайд 13
Необходимо озвучить особенности второго закона Ньютона (учащиеся коротко записывают в тетради).
5. Физкультминутка
« Поездка в автобусе»
Внимание.
Ребята, впереди знак «Извилистая дорога».
Вы – пассажиры автобуса и должны показать, как меняется положение тела пассажира относительно сиденья кресла, т.е. относительно Земли в разных ситуациях.
Автобус резко тормозит.
Автобус плавно отъезжает от остановки.
Автобус резко тормозит.
Поворот влево на большой скорости.
Поворот вправо на большой скорости.
Автобус движется равномерно и прямолинейно.
6. Этап самоконтроля
Слайд 14
Заполните пропуски (фронтальные ответы учащихся):
Под действием постоянной силы тело движется равноускоренно
Если при неизменной массе тела увеличить силу в 2 раза, то ускорение увеличится в 2 раз(а)
Если массу тела уменьшить в 4 раза, а силу, действующую на тело, увеличить в 2 раза, то ускорение увеличится в 8 раз(а)
Если силу увеличить в 3 раза, а массу в 3 раза, то ускорение останется неизменным.
7. Этап закрепления
Слайд 15
Решение задач
1. Определите массу футбольного мяча, если после удара он приобрел ускорение 500 м/с 2 , а сила удара равна 420 Н.
2. С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 60 т, если сила тяги двигателей 90 кН?
3. Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2 м/с 2 .
4. Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с 2 . Какая сила сообщит этому телу ускорение 2 м/с 2 ?
5. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2 м/с 2 . Какое ускорение приобретет тело массой 10 кг под действием такой же силы?
8. Подведение итогов
Наше путешествие страну знаний подошло к концу.
Что нового узнали?
Как называется физическая величина, характеризующая меру действия одного тела на другое?
Что является причиной изменения скорости тела?
Какой формулой описывается второй закон динамики?
Что особенно запомнилось?
9. Домашнее задание
Слайд 16
§ 11, упражнение 11(3,4,5)
10. Рефлексия
XI . Этап рефлексии.
Большое спасибо за приятное путешествие, хочу надеяться, что сегодняшний урок разбудит у вас жажду новых знаний.
Великий океан по-прежнему расстилается перед вами и не исследован до конца.
красный-5
зелёный-4
синий-3.
За урок получили оценки:
Список литературы и ресурсов Интернет:
Перышкин А.В. Физика. 9 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений/А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. – М.: Дрофа, 2010.)
Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7-11 кл./сост. В.А. Коровин, В.А. Орлов.– 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009.
Сборник нормативных документов. Физика. - М.: Дрофа, 2004;
mon.gov.ru/work/obr/dok/ Официальный сайт Министерства Образования и Науки РФ)
school-collection.edu.ru/ Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
- создание условий для обобщения и закрепления знаний, полученных по теме “Законы Ньютона”; умение видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни; совершенствование навыков решения качественных и расчетных задач; расширение кругозора учащихся, развитие коммуникативных способностей и познавательного интереса к предмету.
Ход урока
I Организационный момент Здравствуйте, ребята! Я рада видеть вас всех на уроке в полном составе.В истории есть немного имен и книг, пронизывающих века и даже тысячелетия и непрестанно влияющих на развитие культуры, техники и науки, есть научные открытия, которые оказываются пригодными для решения современных практических задач, и это означает, что они достоверны, ибо они прошли самое жесткое испытание – испытание временем. Именно таким великим законам физики – законам Ньютона посвящен наш урок.
Я, надеюсь, что мы сегодня с вами плодотворно поработаем на уроке. И хотелось бы, чтобы этот урок оказался интересным для всех. (Слайд 1)
Без имени Ньютона нет физики, а для Ньютона без физики и математики не было бы жизни. Наука для него - это и вода, и воздух, и пища. Его именем названы теоремы, законы, единицы измерения силы.
Он родился вьюжной зимой 1643 года, после Рождества, когда метель особенно тоскливо выла в высоких каминных трубах Вулсторпа . Родился преждевременно и очень слабый, такой маленький, что его можно было искупать в пивной кружке... Но он как-то выжил и странно, за всю свою долгую жизнь почти никогда не болел, к 84 годам потерял лишь один зуб.
Наиболее плодородными в жизни Ньютона были годы 1665 – 1667-й, когда во время эпидемии чумы он уезжал в голодную деревню Вулсторп. Эти годы можно назвать «болдинской осенью» Ньютона. Он работал сверх всякой меры! Здесь рождается интегральное исчисление, здесь он раскрывает солнечный луч, познает тайну спектра, здесь конструирует телескоп нового типа – рефлектор и микроскоп.
Был и другой Ньютон. Его мы знаем очень мало. Этот Ньютон – политик, член учредительного парламента, человек, который совершенно непонятным образом научную работу сочетал с административной, со службой государственным интересам.
Слава Ньютона досталась ему нелегко: она приносила и горечь разочарований, и боль обиды. В спорах со многими учеными ему не раз приходилось отстаивать свой приоритет в науке.
Читая слова нашего эпиграфа к уроку, мы видим, что, по мнению Ньютона, законы были открыты «играючи». Просто необходимо было более внимательно отнестись к окружающему миру, полному неизведанного.
Мы с вами изучили три закона Ньютона, и вы получили определённый багаж знаний. А, как известно, знания - сила. Вряд ли человек, не имеющий никакого багажа знаний, сможет открыть что-то новое для человечества, да и не только для человечества, но и для себя. А каков багаж знаний у вас, мы сегодня и проверим.
На уроке мы повторим законы движения, закрепим знания при решении задач, покажем связь законов с жизнью.
"Сказка ложь, да в ней намек – добрым молодцам урок". С такой присказкой вы встречались не раз. Во многих литературных произведениях и сказках идет речь о проявлении законов Ньютона. А теперь вам предстоит ответить на качественные вопросы, связанные с предложенными фрагментами из этих произведений.
(слайд 3)
«Стоило коню остановиться, как рыцарь тут же летел вперёд. А когда конь трогался с места, рыцарь тотчас падал назад» (Объясните явление из произведения «Алиса в Зазеркалье») А кто автор этого произведения? (Льюис Кэрролл)
(Ответ: Вследствие явления инерции).
В основе какого закона Ньютона лежит явление инерции?
На какой вопрос отвечает 1 закон Ньютона? (КОГДА ТЕЛО НАХОДИТСЯ В ПОКОЕ ИЛИ ДВИЖЕТСЯ ПРЯМОЛИНЕЙНО И РАВНОМЕРНО?)
Сформулируйте 1 закон Ньютона (Слайд 4)
При каких условиях тело движется равноускоренно? Какой закон даёт ответ на этот вопрос?
Сформулируйте 2 закон Ньютона (Слайд 5)
Запишите на доске его математически
Как формулируется третий закон Ньютона. (Слайд 6)
Запишите его математически.
(Слайд 7) Подумай и ответь
1. Почему необходимо пассажиру и водителю автомобиля пристёгивать ремни безопасности?
(Явление инерции можно наблюдать при резком торможении автомобиля. Машина останавливается, а водитель продолжает двигаться).
Особенно с этим явлением приходиться часто считаться при движении на дорогах. Поэтому призываю вас для безопасности вашей жизни соблюдать правила дорожного движения!
2. Когда человек идет по земле, то сила, с которой он отталкивает землю, равна той силе, с которой его толкает вперед земля. Почему же земля при этом практически остаётся неподвижной?
(Это следствие третьего закона Ньютона. Согласно же второму закону Ньютона, эти силы сообщают человеку и земле ускорения, обратно пропорциональные их массам. Но земля из-за большей сравнительно с человеком массе остается при этом практически неподвижной, а человек движется).
(Слайд 8)
«
Человек знает физику, если он умеет решать задачи”
Энрико Ферми
1 вариант Посадил дед репку, и выросла репка большая пребольшая…
Какую силу надо приложить к репке массой 200г., чтобы вытащить ее из земли с ускорением 0.5 м/с 2 ?
Укажите автора и название произведения. (Сказка «Репка», русская народная)2 вариант “Я встал рядом с огромнейшей пушкой,… и когда из пушки вылетело ядро, я вскочил на него верхом и лихо понесся вперед… мимо меня пролетело встречное ядро, … я пересел на него и как ни в чем не бывало, помчался обратно”.С каким ускорением вылетело ядро из пушки, если масса ядра 20 кг, а сила, подействовавшая на ядро, равна 300 Н.? Укажите название произведения (Приключения барона Мюнхгаузена)(Слайд 9) На рисунке изображен график скорости движения тела массой 2 кг. Найдите проекцию силы, действующей на тело на каждом этапе движения. (Разбираем вместе у доски)
Физкультминутка
Во втором законе Ньютона сказано, что ускорение, полученное телом при действии на него некоторой силы, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе этого тела. Понятно, почему спортсмены – бегуны так следят за своим весом: чем больше масса бегуна, тем меньшую скорость он разовьет.
Но и не только спортсмены вашего класса, но и все другие должны соблюдать режим питания: переедание грозит увеличением массы тела, а это прямо пропорционально нагрузке на сердце, соответственно, уменьшением работоспособности и сопротивляемости организма различным заболеваниям.
Всем известно, чтобы иметь стройное и подтянутое тело, надо заниматься спортом. Но, увы, далеко не у всех есть время для посещения спортзала и даже для занятий в домашних условиях. Существуют физические упражнения, которые можно выполнять в любое время и в любом месте, даже во время поездки в общественном транспорте. Например, вот такие.
Сидя за столом, передвиньтесь поближе к краю стула так, чтобы бедро не лежало на стуле. Оторвите от пола ступню одной ноги, приподнимите ее на несколько сантиметров над уровнем пола и удерживайте в таком положении до полной усталости.
Выполните упражнение другой ногой. Для усиления нагрузки выполняйте упражнение двумя ногами одновременно.
Такие упражнения позволяют сделать ваши ноги стройными и красивыми, а живот - плоским и подтянутым.
(
Слайд 10)
Карлсон, считая себя лучшим пылесосчиком в мире, решил сделать уборку в комнате Малыша после того, как мама только что убрала комнату своего сына.
Не надо, не надо, - просил Малыш.
Зря упираешься, - сказал Карлсон и потянул пылесос на себя с силой 30 Н. А Малыш тянул на себя – с силой 28 Н.
В чью сторону сдвинется пылесос? Чему равна равнодействующая сил Малыша и Карлсона? Сделайте схематический чертеж и изобразите на нем все силы в выбранном масштабе.
(Слайд 11)
Посмотрите на рисунок.
Какую басню проиллюстрировали физики?
История о том, как «Лебедь, Рак, да Щука вести с поклажей воз взялись», известна всем. Но если рассматривать эту басню с точки зрения механики, результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова. Каким он будет?
… Лебедь рвется в облака,
Рак пятится назад,
А Щука тянет в воду.
(Басня утверждает, что «воз и ныне там», другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна нулю. Лебедь, рвущийся в облака, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колес о землю и об оси, облегчая тем вес воза. Они направлены под углом друг к другу, следовательно, их равнодействующая не может равняться нулю.)
Заключение
Биографы Ньютона рассказывают, что первое время в школе он учился очень посредственно. И вот однажды его обидел лучший ученик в классе. Ньютон решил, что самая страшная месть для обидчика – отнять у него место первого ученика. Дремавшие в Ньютоне способности проснулись, и он с легкостью затмил своего соперника. Разбуженного джина познания нельзя снова спрятать в темную заплесневелую бутылку. С того счастливого для мировой науки эпизода начался процесс превращения скромного английского школьника в великого ученого.Со времен установления Ньютоном основных законов движения прошло почти три столетия. За это время законы множество раз проверялись в различных условиях, и всякий раз полученные результаты подтверждали их истинность.(Слайд 12) Рефлексия Д/З
Класс: 9
План урока на тему: Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта. Сила. Второй закон Ньютона. Масса. Третий закон Ньютона.
Цель: сформулировать три закона Ньютона. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Ход урока
I . Организационный момент
II . Проверка домашнего задания. Повторение
1. Что изучает кинематика?
2. Какое движение называется центростремительным?
3. что такое линейная и угловая скорость?
4. Почему равномерное прямолинейное движение и состояние покоя физически эквивалентны и взаимозаменяемы лишь в инерциальных системах отсчета?
III . Изучение нового материала
Действия тел друг на друга, создающие ускорение, называются силами. Все силы можно разделить на два основных типа: силы, действующие при непосредственном соприкосновении, и силы, которые действуют независимо от того, соприкасаются тела или нет, т. е. на расстоянии.
Эксперимент 1
Возьмем в руки кусок мела, разожмем пальцы, и мел упадет. (Земля притягивает, действует на расстоянии.)
Эксперимент 2
Наэлектризованную палочку поднесем к висячей гильзе. Гильза притянется. (Взаимодействие на расстоянии.)
Эксперимент 3
Катнем мяч. (Непосредственное взаимодействие.)
Эксперимент 4 _
Демонстрация сегнетова колеса. (Взаимодействие.)
Наблюдая ускорение, полученное каким-либо телом под действием различных сил, видели, что ускорения могут оказаться различными как по модулю, так и по направлению. Сила векторная величина. Силу измеряют динамометром. Силы, действующие при непосредственном соприкосновении, действуют по всей соприкасающейся поверхности тел. Молоток, ударяющий по шляпке гвоздя, действует на всю шляпку. Но если площадь мала, то считают, тело действует на одну точку. Эта точка называется точкой приложения.
Если же на тело действует несколько сил, то их действие на тело можно заменить одной заменяющую силу называют суммой или равнодействующей.
I закон Ньютона
Материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны упругих тел не заставит ее (его) изменить это состояние.
Тело движется прямолинейно и равномерно, так как все действующие на него силы скомпенсированы. (Равнодействующая равна нулю.)
Во Вселенной практически невозможно найти тело, не испытывающее внешнего воздействия.
I закон - закон инерции. Непосредственно подтвердить экспериментально | его невозможно, он аксиоматичен. Однако можно объяснить ряд опытов, что является косвенным подтверждением справедливости этого закона.
Эксперимент 5
Монета, лежащая на плексигласе, закрывающем бутылку, при резком щелчке по плексигласу в горизонтальной плоскости монета упадет в бутылку. (Монета сохраняет состояние покоя по инерции.)
Следствие I закона Ньютона состоит в том, что тело может двигаться как при наличии, так и при отсутствии внешнего воздействия.
Эксперимент 6
Подвижная тележка прикреплена при помощи пружинного динамометра к перекинутой через нити с грузом на конце. Груз растягивает пружину, сообщающую своей силой упругости ускорение тележке. Чем больше подвешиваем груз, тем сильнее растянута пружина и тем больше ускорение тележки.
Опыт показывает, что направление ускорения совпадает с направлением силы, вызвавшей ускорение:
F = ma .
II закон Ньютона
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на создаваемое этой силой ускорение, причем направления силы и ускорения совпадают: а = F / m
Закон можно выразить в другой форме. Ускорение, сообщаемое телу, прямо пропорционально действующей на тело силе,- обратно пропорционально массе тела и направлено так же, как и сила.
Особенности II закона Ньютона:
1. Верен для любых сил.
2. Сила - причина, определяет ускорение.
3. Вектор а сонаправлен с вектором F .
4. Если действуют на тело несколько сил, то берется равнодействующая.
5. Если равнодействующая равна нулю, то ускорение равно нулю. (Первый закон Ньютона)
6. Можно применять только по отношению к телам, скорость которых мала по сравнению со скоростью света.
III закон Ньютона
Эксперимент 7
Возьмем два динамометра, и зацепим друг за друга их крючки, и, взявшись за кольца, будем растягивать их, следя за показаниями обоих динамометров.
Что увидим? Показания будут совпадать. Сила, с которой первый действует на второй, равна силе, с которой второй действует на первый.
Эксперимент 8
Укрепим на одной тележке магнит, на другой - кусок железа и прикрепим к тележкам динамометры. Тележки могут оставаться на разном расстоянии друг от Друга, сила взаимодействия между магнитом и куском железа будет больше или меньше в зависимости от расстояния. Но во всех случаях окажется, что динамометры дадут одинаковые показания.
Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль прямой, соединяющей эти тела.
F n = - F n (III закон Ньютона.)
Особенности III закона Ньютона:
1. Силы возникают только парами.
2. Всегда при взаимодействии.
3. Только силы одной природы.
4. Не уравновешивают.
5. Верен для всех сил в природе.
IV . Закрепление изученного
1. Сформулируйте I закон Ньютона.
2. В чем состоит явление инерции?
3. Как движется тело, к которому приложена сила, постоянная по модулю и по направлению?
4. Как направлено ускорение тела, вызванное действующей на него силой.
5. Верно ли утверждение - силы есть, а ускорения нет.
6. Если на тело действует несколько сил, как определяется равнодействующая сил?
7. Запишите III закон Ньютона.
8. Как направлены ускорения взаимодействия между собой тел?
9. Выполняется ли III закон Ньютона при взаимодействии на расстоянии или только путем непосредственного контакта.
10. Запишите II закон Ньютона.
Конспект. Упражнение 8-9.