Без сомнения, все знание начинается с опыта.
Э. Кант
Цели:
- образовательная: экспериментально исследовать зависимость ускорения тела от силы и массы, научить учащихся применять знания в новой ситуации, совершенствовать навыки решения качественных экспериментальных расчетных задач, расширить кругозор учащихся;
- развивающая: развить умение объяснять окружающие явления, устную речь, память, навыки коллективной творческой работы в сочетании с самостоятельностью учащихся; повышать интерес к физике за счет уже имеющихся интересов к другим видам деятельности;
- воспитывающая: создать условия для раскрытия учащимися своих способностей.
Оборудование: проектор для показа слайдов приложения1, телевизор, компьютер.
Домашнее задание: §§ 26, 27, 29 (физика 10 класс).
Краткое содержание урока:
Учитель: Я спешу пригласить вас на заседание нашего научного общества, которое посвящено выявлению количественных закономерностей раздела механики. (Слайд 1) Возникает вопрос: О чем говорит главное утверждение механики?
Ученик 1: Главное утверждение механики говорит о том, что изменение скорости тела, т.е. ускорения, всегда вызывается воздействием на данное тело других тел, т.е. вызывается силой.
Учитель: А, значит, от чего зависит ускорение?
Ученик 2: Ускорение зависит от действия силы со стороны других тел.
Учитель: Сегодня на заседании нам необходимо вывести количественную закономерность зависимости ускорения от силы, именуемую законом движения тела, названного в честь английского ученого Исаака Ньютона. Я предоставляю вам возможность сообщить всем присутствующим цель нашего собрания. (Слайд 2)
Ученик 3: Цель заседания: вывести количественную закономерность зависимости ускорения от силы.
Учитель: Ваша задача – внимательно
слушать, смотреть и составить конспект вывода и
применения II закона Ньютона. Лучший конспект
получит высшую оценку.
Итак, мы начинаем свое заседание. Я приглашаю вас
в путешествие в далекий 1687 год в прекрасную
Англию на заседание Королевского общества, где с
сообщением выступает великий человек эпохи
Исаак Ньютон в присутствии Галилео Галилея. (Слайд
3)
Исаак Ньютон: Hello, ladies and gentlemen! I am very glad to see you.
Переводчик: Добрый день, леди и джентльмены! Я очень рад вас видеть.
Исаак Ньютон: I am greeting my dear teacher Galileo Galilay. Let me give him a word. You are welcome, Master!
Переводчик: Я приветствую моего уважаемого учителя Галилео Галилея. Разрешите предоставить ему слово. Пожалуйста, мэтр.
Галилео Галилей: Good morning! My lang obseprvations and experiments with to the low of Iherfia Unbaibunafty. We cannot do once again these experiments, because we have not got the equipment.
Переводчик: Здравствуйте, мне очень приято сообщить об открытии мною закона независимости сил. К сожалению, я не могу повторить опытное подтверждение закона за неимением нужного оборудования.
Исаак Ньютон: Thank you, teacher! Dear Galileo Galilay! Your discovering helped me to conquer appearances of nature to the mathematical laws, which I described i naxioms of the book "Mathematical beginnings of natural philosophy." The most interesting is the second axiom, which follows from my experiments. And my assistants will introduce one of them.
Переводчик: Спасибо, учитель! Уважаемый Галилео Галилей! Ваше открытие помогло мне подчинить явление природы законам математики, которые я описал в аксиомах книги "Математические начала натуральной философии". Наиболее интересна вторая аксиома, к ней меня привели опыты, с одним из которых вас познакомят мои ассистенты.
Ассистенты выходят к доске за кафедру.
Ассистент 1: Цель нашего эксперимента – найти количественную зависимость ускорения от силы.
Ассистент 2: Для этого мы возьмем следующие приборы: тележку, динамометр, набор грузов, блок. Будем опускать груз, прикрепленный к нити, перекинутой через блок на краю стола и соединенной с тележкой через динамометр.
Ассистент 1: Динамометр покажет нам величину силы тяги, часы определят время.
Ассистент 2: Первый опыт заключается в движении тележки под действием груза массой m1 = 100 г.
Ассистент 2 проводит опыт. Ассистент 3 записывает результаты измерений на доске, комментируя их.
| Дано: движение тележки
относительно стола m1 = 0,1 кг |
Анализ и решение. Запишем
уравнение движения тележки x = x0 + V0xt
+ axt2/2, Ответ: a1 ~ 0,29м/с2, a2 ~ 0,7м/с2 |
Из сравнения a1 ~ 0,29м/с2 для F1 = 0,7 Н и a2 ~ 0,7м/с2 для F2 = 1,6 Н следует, что при F2 < F2 a1 < a2, значит, вывод 1: a ~ F.
Учитель: Скажите, пожалуйста, какую тележку легче сдвинуть с места: с грузом или без него?
Ученик: Легче сдвинуть тележку без груза.
Учитель: Докажите эту гипотезу с помощью опыта, ведь "Без опыта нет знаний" – так гласит эпиграф нашего урока.
Ученик делает опыт с помощью тележек и набора грузов, рисует схему на доске и записывает вывод.
Вывод 2: a ~ 1/m
Учитель: Из вывода 1 (a ~ F)
и вывода 2 (a ~ 1/m) следует a =
F/m => F = m – a, или 
, где
, значит 
Сформулируйте, пожалуйста, данную закономерность, которую впервые получил английский учёный Исаак Ньютон. Для этого обратите своё внимание на экран. Из предложенных формулировок нужно выбрать наиболее удачно подходящую для нашей формулы, прочесть и записать её в тетрадь.
На экране три формулировки II закона Ньютона – слайд 4.
Ученик: Произведение массы на ускорение тела равно сумме действующих на тело сил, вызывающей это ускорение.
Учитель: Опишите согласно известного плана рассказа о физическом законе величины, входящие в эту формулу.
Ученик: 
…– силы, действующие на
тело , характеризующие количественную меру
взаимодействия тел, измеряются в СИ в Н с помощью
динамометра.
На экране высвечивается текст после того, как произнесено правильное описание, в тетрадях оформляются записи – слайд 5.
Ученик: 
– ускорение тела, вызванное
суммой действующих на тело сил, характеризующая
быстроту изменения скорости, измеряется в СИ в м/с2
с помощью спидометра и часов.
Ученик: m – масса тела, характеризующая меру количества вещества, инертность тела, т. е. способности тела приобретать ускорение под действием силы, измеряется в СИ в кг с помощью взвешивания.
Учитель: Всегда ли справедлив II закон Ньютона?
Ученик: II закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчёта и в механике малых скоростей, где масса тела не меняется.
Учитель: Вам предлагается просмотреть кинофильм "О II законе Ньютона" и назвать некоторые применения II закона Ньютона.
Просмотр кинофильма "О II законе Ньютона". Ученики называют примеры применения закона и записывают их в тетрадях, сверяясь с информацией на экране – слайд 5.
Учитель: Итак, сегодня мы составили более полную информацию уникального закона классической механики, без которого не могут быть решены многие земные проблемы движений тел. Наступил момент, когда вы можете словесно описать этот закон с помощью слайдов презентации.
Ученики рассказывают о II законе Ньютона с помощью текста на экране на оценку – слайд 5.
Учитель: Для закрепления сегодняшнего материала письменно нужно ответить на вопросы теста на листочках. Внимание на экран. (Слайд 6)
Тест "Второй закон Ньютона"
1 вариант
1) Каким образом, используя второй закон Ньютона, можно вычислить массу?
а) m = F/a;
б) F = ma;
в) F = ma;
2) Справедлив ли второй закон Ньютона для произвольного тела?
а) да;
б) нет;
3) Какие условия необходимы для того, чтобы тело двигалось с постоянным ускорением?
а) F = 0;
б) F = ma;
в) F = F + F +…
2 вариант
1) Указать математическую запись второго закона Ньютона
а) m = F/a;
б) F = ma;
в);
2) Справедлив ли второй закон Ньютона только для материальной точки?
а) да;
б) нет;
3) Какие условия необходимы для того, чтобы тело двигалось с постоянной скоростью?
а) F = 0;
б) F = ma;
в) F = F + F +…
Ученики отвечают на вопросы теста и, меняясь работами, проверяют правильность ответов после совместного обсуждения. Учитель объявляет оценки, объясняет домашнее задание.
Учитель: Спасибо за урок. До свидания.