Цель урока:
- Систематизировать, обобщить, закрепить знания учащихся в игровой форме по теме “Законы Ньютона”.
- Показать границы применения этих законов.
Задачи урока
- Обучающие: обобщение, систематизация, углубление знаний о законах Ньютона, формирование умения комплексного применения полученных знаний при решении теоретических, экспериментальных, практических задач.
- Развивающие: развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения практических задач, коммуникативных навыков при работе в группах,
- Воспитательные: воспитание убежденности в возможности познания природы, уважения к творцам науки и техники.
Тип урока: урок повторения, систематизации, обобщения знаний, закрепления умений.
Форма урока: нетрадиционный урок в форме устного журнала,
Эпиграфы к уроку:
- “Физика – это наука понимать природу”. (Э Роджерс)
- 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 (1643–1727 гг.))
Оформление: Плакат с эпиграфом, портрет Ньютона, выставка литературы для дополнительного чтения, игрушки.
Подготовка к уроку:
Ребята делятся на две команды, равные по силам, выбираются капитаны команд. Перед уроком каждая команда изучает литературу по истории жизни и деятельности Ньютона, приносит книги на урок.
1-я страница.
Народная мудрость- “Кабы знал, где упасть, так соломки бы постелил”.
- Почему на соломку, в воду или в снег всегда приятнее падать, чем на землю, асфальт или бетон?
- “Что совой о пень, что пнем о сову, а все больно”
- О каком физическом законе говорится в этой русской пословице?
- “Саночки – самокаточки, а без коня нельзя”
- Благодаря какой силе саночки – самокаточки не могут катиться без коня по горизонтальной поверхности?
- “Вол налогом берет (медленно тянет), конь – урывом”.
- Кто тянет с большим ускорением?
Ответы
- При торможении в среде с меньшей силой сопротивления создаются меньшее ускорение и меньшая перегрузка.
- В пословице говорится о третьем законе Ньютона.
- Саночки – самокаточки не могут катиться без коня по горизонтальной поверхности благодаря силе трения.
- С большем ускорением тянет конь, так как он придает телеге большую скорость за меньший промежуток времени.
2-я страница. Знаешь ли ты?
- Назовите дату рождения Исаака Ньютона (25.12.1642 г. по старому стилю, 4.01.1642 г. по новому стилю)
- Почему, насаживая топор на рукоятку, ударяют рукояткой о поверхность твердого предмета? (В момент удара рукоятка останавливается, а топор продолжает движение, насаживаясь на рукоятку).
- В каком университете (и колледже) учился Ньютон с 1661 г.? (Кембриджский университет, колледж святой Троицы (Тринити- колледж).
- Перед измерением температуры термометр встряхивают. Почему при этом столбик ртути опускается? (В момент остановки руки при встряхивании корпус термометра останавливается, а столбик ртути продолжает движение по инерции, опускаясь вниз)
- В какой работе Ньютона изложены его знаменитые законы? (1687 г., “Математические начала натуральной философии”)
- Можно ли инерциальную систему отсчета связать с каким либо реальным телом? (Система отсчета, связанная с любым реальным телом, может быть инерциальной только приближенно, потому что любое реально подвержено воздействию других тел.)
- Сколько лет было Ньютону, когда он стал профессором Кембриджского университета? (27 лет. С тех пор Кембридж стал славиться физикой и математикой, получение же кафедры, на которой работал Ньютон, стало делом чести для английских ученых)
- Можно ли считать систему отсчета “ Земля” инерциальной ? (Для расчета практически всех движений вблизи земной поверхности (автомобилей, самолетов) можно в качестве инерциальной выбирать систему отсчета “Земля”.При рассмотрении, движения планет считать эту систему отсчета инерциальной нельзя по двум причинам: 1). Земля вращается вокруг своей оси ; 2). Земля движется вокруг Солнца по криволинейной траектории.
- В какой области физики работал Ньютон в первые годы профессорской деятельности? (Оптика. Он усовершенствовал модель нового типа телескопа -рефлектора, открыл явление дисперсии).
- При ходьбе мы отталкиваемся от земли. Может ли тело двигаться, не имея внешней опоры? Если может, то приведите примеры. (Может. Например, реактивные самолеты, ракеты, кальмары, каракатицы).
- Где похоронен Ньютон? (Ньютон скончался в ночь с 20 на 21 марта 1727г. Его похоронили с большими почестями в Вестминстерском аббатстве. Надпись на памятнике над его могилой заканчивается словами: “Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение человеческого рода”).
3-я страница.
Интересные вопросы для толковых детей- Вожатая рванула электрический тормоз, вагон сел носом в землю, после этого мгновенно подпрыгнул, и с грохотом и звоном из окон полетели стекла”. (М. Булгаков, “Мастер и Маргарита”) Почему при резком торможении трамвая из его окон полетели стекла? Куда они полетели — по ходу трамвая или против пего?
- В фантастическом рассказе Герберта Уэллса стали выполняться все пожелания молодого человека, который захотел, чтобы Земля остановила свое вращение. Что произошло, когда выполнилось это необдуманное желание? Почему при росе косить легче?
- С. Лем в одном из рассказов о пилоте Пирксе так описывает “прилунение” ракеты:“Спускались они как в лифте, и это несколько напоминало им вхождение в атмосферу, так как ракета погружалась в столб огня от собственных двигателей, сгущавшегося за кормой, и газы завывали, обтекая выпуклости наружной брони. Ощущалось мягкое, но довольно упругое сопротивление гремящих двигателей, которые толкали ракету в обратном направлении. Вдруг двигатели загрохотали во всю мощь: „Ага, становимся на огонь!" – подумал Пирке”.Какие силы действуют на ракету во время приземления? Что означает выражение “встать на огонь”?
- Я изобрел шесть средств
Подняться и мир планет!
Сесть на железный круг
И, взяв большой магнит,
Его забросить вверх высоко,
Докуда будет видеть око;
Он за собой железо приманит,
Вот средство верное!
А лишь он вас притянет,
Схватить его и бросить вверх опять-.
Так подниматься он бесконечно станет!
(Э. Ростан, “Сирано де Бержерак”)
Почему столь интересный способ принципиально не годиться для межпланетных путешествий?
- “В одиннадцатом часу вечера молочные братья, кренясь под тяжестью двух больших гирь, шли по направлению к конторе. Паниковский нес свою долю обеими руками, выпятив живот и радостно пыхтя... Здоровяк Балаганов держал гирю па плече. Иногда Паниковский никак не мог завернуть за угол, потому что гиря но инерции продолжала тащить его вперед. Тогда Балаганов свободной рукой придерживал Паниковского за шиворот и придавал его телу нужное направление”. (И. Ильф и Е. Петров, “Двенадцать стульев”)
Объясните описанный эпизод с физической точки зрения. Как изменилась бы картина, если бы подобное происходило на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше чем на Земле?
- Слезает Святогор с добра коня,
Ухватил он сумочку* обеими руками.
Поднял сумочку повыше колен.
И по колено Святогор в землю угряз,
А по белу лицу не слезы, а кровь течет.
Где Святогор угряз, тут и встать не смог,
Тут ему и было копчение...
(Из русской народной былины)
Почему Святогор не смог поднять землю “за сумочку”?
4-я страница. Чудеса! Нет, физика.
1-й скоморох.
Эй, ребята! Радость ожидает вас!
Собирайтесь сей же час,
Поглядеть на чудеса!
2-й скоморох
Слушайте, друзья мои,
Есть у меня чудеса:
И машинки, мотоциклы
Танк тоже есть.
1-й скоморох
Все найдете вы здесь,
Коль голова на плечах есть.
А голова должна быть не простая
Голова должна быть золотая.
2-й скоморох
Слушайте, что вам скажу я,
Всех не сосчитать игрушек у меня
Едет танк, машина тоже и не требуют завода.
Ну, так в чем же здесь секрет?
Подскажите мне ответ!
Принцип действия инерционной машины заключается в следующем: на задней и передней оси находится ряд шестеренок, которые соединяются с маховиком. Мы толкаем автомобиль, шестеренки передают движение маховику. Маховик обладает большой массой, следовательно будет долго сохранять состояние движения, которое ему сообщили. Явление инерции можно наблюдать на опыте.
Опыт. Установим наклонную плоскость, внизу положим брусок. Поместим на наклонную плоскость грузовик с находящейся в нем куклой и предоставим ему возможность скатываться вниз. В конце грузовик остановится, а кукла, продолжает двигаться, упадет. (Почему?). (Движение тел происходит до тех пор, пока они не встретят на своем пути препятствие).
Опыт. Линейкой будем выбивать пятаки из столбика. Столбик не разваливается, так как монеты по инерции сохраняют состояние покоя.
2-й скоморох
На игрушки ты внимательно смотри
И подумай, что у них там внутри.
Тот, кто ими обладает,
Он ведь с физикой играет.
Вот и весь ответ.
Литература
- Пахомова Н.Ю. Метод учебного проекта в образовательном учреждении .– М.: Аркти, 2008.
- Боброва С.В. Нестандартные уроки. – В.: Учитель. С. 29, 31.
- Дегтярев Б.И., Дегтярева И.Б. Уровневые задания по физике. – К.: Радянська школа, 1998. С. 14, 15, 16, 20.
- Усольцев А.П. Задачи по физике на основе литературных сюжетов. – Е.: У-Фактория, 2003.
- Сайт Красноярского краевого института повышения квалификации работников образования- http://www.cross-ipk.ru
- Макаренко А.С. Игра .Соч. – М., 1957. С. 97.