Урок физики в 9-м классе по теме "Роль классических законов Ньютона в механике"

Эпиграф: Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше.

Ньютон (1643-1727)

Цель урока: усвоение умений самостоятельно в комплексе применять знания законов Ньютона, умения и навыки, осуществлять их перенос в новые условия; систематизировать изученный материал. Подчеркнуть познавательное и мировоззренческое, практическое и воспитательное значение законов Ньютона

• актуализация знаний, умений и навыков, необходимых для творческого применения знаний;
• применение обобщенных знаний, умений и навыков в новых условиях;
• контроль и самоконтроль знаний при решении задач на применение законов Ньютона.

• воспитание интереса к предмету;
• формирование научного мировоззрения;

• развитие познавательной активности и любознательности учащихся, сенситивности для возникновения познавательного интереса;
• развитие самостоятельности мышления, воображения, логического подхода к решению поставленных задач.

Тип урока: урок комплексного применения знаний.

1. Организационный момент.

Здравствуйте, дорогие ребята! Сегодня мы с вами находимся в не совсем привычной обстановке. Поэтому я предлагаю вам помочь друг другу. Вы мне – освоиться в новой ситуации, а я помогу вам узнать что-то новое об уже известных вещах.

Учитель: Каких только движений нет в мире: от повторяющихся тысячелетиями неумолимо, как само время, движений звезд до прихотливого, почти непредсказуемого падения листочка березы в порыве осеннего ветра; от суеты пылинок, поблескивающих в солнечном луче, до определенных разумом и волей человека движений рукотворных тел: поездов, автомобилей, роботов; от едва заметного движения воды в родничке до гигантских вихрей воды и воздуха в океанах и атмосфере. Давайте подумаем, а что же объединяет такое великое многообразие механических движений?

Ученик: все эти и другие механические движения подчинены одним законам природы – законам Ньютона.

Учитель: Для того чтобы нам идти дальше необходимо повторить полученные знания по теме. (Физический диктант)

3. Проверка знаний , полученных на предыдущих уроках

Физический диктант (приложения № 1, слайд 1)

1. Часть механики, в которой изучают движение материальной точки, не рассматривая причины, вызывающие это движение …НАЗЫВАЕТСЯ
2. изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени называется ….
3. Определить положение тела в пространстве в любой момент времени– это …
4. Тело, размерами которого в условиях изучаемого движения можно пренебречь, называется……
5. любое тело, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого рассматривается движение других тел. – это…….
6. линия, которую описывает при своем движении материальная точка называется..
7. длина траектория движения тела – это ..
8. движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково называется ….
9. Отношение изменения скорости тела ко времени, за которое это изменение произошло называют….
10. скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории называется…

Уч-ся выполняют задание на бланках . После выполнения проверяют (приложения № 1, слайд 2)

Ответы:

1. Кинематика.
2. Механическим движением.
3. Основная задача кинематики.
4. Материальной точкой.
5. Тело отсчета.
6. Траектория.
7. Путь.
8. Равноускоренным.
9. Ускорением тела.
10. Мгновенной скоростью.

Учитель:
В окружающем нас мире мы наблюдаем, что движение тел начинаются и прекращаются, становятся более быстрыми и, наоборот, более медленными, что изменяется направление движения. Во всех этих случаях происходит изменение движения, т.е. изменение скорости тела. Это означает, что появляется ускорение. Понятно, насколько важно уметь находить/вычислять/ ускорения, без этого нельзя решать задачи механики, нельзя управлять движением. Но чтобы находить ускорения, нужно управлять движением. Но чтобы находить ускорения, нужно знать, почему и как они возникают. Физика вообще всегда стремится выяснить, не только как происходит то или иное явление, но и почему оно происходит, почему оно происходит так, а не иначе. Механика была первой в истории физики/ да и вообще науки/ законченной теорией, правильно описывающей обширный класс явлений – движения тел. Один из современников Ньютона, А. Поп, так выразил свое восхищение этой теорией в стихах/перевод С. Я Маршака:

Был этот мир
Глубокой тьмой окутан.
Да будет свет!
И вот явился Ньютон.

Учитель: Теорию Ньютона, на долю которого выпало завершить многовековые усилия лучших мыслителей человечества, сравнивают с прекрасным, гармоничным, совершенным зданием, и это справедливо. И если кто-нибудь в те далекие времена и понимал неизбежность развития этого удивительного творения по мере накопления нового опыта, то это сам И. Ньютон. Об этом свидетельствует его фраза, сказанная незадолго до кончины: “Не знаю, чем я могу казаться миру, но себе я кажусь мальчиком, играющим на морском берегу, развлекающимся тем, что от поры до времени отыскиваю камешек более цветистый, чем обыкновенно, или красивую раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мной совершенно неразгаданным”.

Законы Ньютона позволяют нам ответить на те вопросы “почему?”, которые мы задаем себе в начале изучения раздела “Динамика”. Почему, при каких условиях тело совершает прямолинейное равномерное движение?

Ученик: Ответ на этот вопрос дает первый закон Ньютона. Если тело движется прямолинейно и равномерно или находится в покое, то это значит, что на него не действуют силы или, если силы действуют, их геометрическая сумма равна нулю.

Если тело находится в покое или движется прямолинейно и равномерно, то о таком теле (материальной точке) говорят, что оно находится в состоянии равновесия. Чтобы тело находилось в равновесии, нужно, чтобы сумма приложенных к нему сил была равна нулю.

Почему, при каких условиях тело движется прямолинейно и равноускоренно?

Ученик:

На этот вопрос дает ответ второй закон Ньютона. Для того чтобы тело двигалось с постоянным ускорением по прямолинейной траектории, необходимо, чтобы действующая на него сила или равнодействующая нескольких сил была постоянной по модулю и по направлению.

Почему, при каких условиях тело движется равномерно по окружности?

Ученик:

И на этот вопрос отвечает второй закон Ньютона. При таком движении ускорение центростремительное, по модулю во всех точках траектории одинаково и равно v²/R. Поэтому и сила направлена к центру той окружности, по которой движется тело, постоянна по модулю и равна mv²/R.

Третий закон Ньютона объясняет, как вообще возникает сила. Согласно этому закону, сила возникает при взаимодействии тел. При этом на каждое из взаимодействующих тел действует сила, и каждое получает ускорение.

Учитель:

Важно понять, что сила, согласно законам Ньютона, определяет ускорение, а не скорость. Это значит, что сила не есть причина движения. Сила – это причина изменения движения, т.е. изменения скорости движения. Само же движение ни в какой причине не нуждается. Ведь первый закон Ньютона показывает, что двигаться (прямолинейно и равномерно) тело может и без действия сил. Но измениться движение может только под действием силы. Поэтому, например, криволинейное движение, при котором скорость непрерывно изменяется по направлению, без действия силы невозможно.

Особенности третьего закона Ньютона: (слайд)

1. Силы всегда возникают только парами.
2. Силы всегда возникают при взаимодействии.
3. Силы, возникающие при взаимодействии, всегда одной природы.
4. Силы никогда не уравновешиваются, так как приложены к разным телам.
5. Закон справедлив для сил любой природы.

5. Решение задач.(слайд 9)

Учитель: Законы Ньютона позволяют людям не только изучать движения, но и управлять ими. Например, ученым, которые управляют полетом космического корабля, необходимо знать положение корабля в любой момент времени. Они узнают его, пользуясь упоминавшейся “цепочкой” Им известно начальное положение корабля на стартовой площадке и его начальная скорость. Им известно начальное положение корабля на стартовой площадке и его начальная скорость. Им известны и силы, действующие на корабль в любой точке траектории. Пользуясь этими данными, они решают задачу механики применительно к космическому кораблю. Но сил, действующих на корабль, очень много, они все время, изменяются, и вычислять надо не одну координату, а все три – движение происходит в пространстве. Поэтому вычисления настолько сложны, что приходится привлекать на помощь ЭВМ.

В школе при изучении механики мы решаем более простые задачи. Давайте вспомним, в какой последовательности они решаются, /вспомним алгоритм/, для чего решим задачу.

Задача. Какую силу надо приложить для подъёма вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°, если коэффициент сопротивления движению равен 0,05?

Уч-ся решают задачу , а потом на слайде показывает учитель решение

(слайд 10),

7. Закрепление пройденного материала:

учитель раздаёт задание в форме ЕГЭ на законы Ньютона.

Учитель: Желая подчеркнуть огромный вклад И.Ньютона в развитие физической науки: Да, действительно, И.Ньютон – первый в истории человечества стал создателем законченной, логически непротиворечивой физической теории, пригодной для описания гигантского количества явлений и в подлунном и в небесном мире, границы между которыми рухнули окончательно. На Земле и в космосе царствуют одни и те же законы, и первым постиг их Ньютон.

Выставление оценок.

9. Д/з. повторить законы сохранения.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3