Третий закон Ньютона

Цели:

• Сформулировать третий закон Ньютона, следствия из этого закона.
• Продолжить формирование навыка решения задач на законы Ньютона.

Оборудование: Штатив, динамометры, шарики разной массы, брусок, грузы, мультимедиа-плеер. На уроке используется презентация. (Приложение 1).

Ход урока

1. Постановка проблемного вопроса.

На слайде фрагмент мультфильма “Ну, погоди!”: волк хочет догнать корабль с зайцем, садится в парусную лодку и заставляет лодку двигаться, дуя в парус. Учитель: Ребята попробуйте объяснить можно ли заставить двигаться лодку, как это сделал волк из мультфильма “Ну, погоди!”? Ответить на этот вопрос вы сможете, изучив тему сегодняшнего урока. Открываем тетради, записываем число, тему урока “Третий закон Ньютона”.

2. Актуализация знаний

Фронтальный опрос:

– Что называется инерцией?
– Приведите примеры движения тел по инерции? (+ задачи подготовленные учениками).
– Продемонстрируйте явление инерции, используя стакан, открытку и монету.
– Как читается 1-й закон Ньютона?
– Какие системы отсчета называются инерциальными?
– Что такое сила?
– Назовите характеристики силы?
– Экспериментально обоснуйте утверждение: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к нему.
– Докажите экспериментально, что ускорение тела обратно пропорционально массе тела.
– Сформулируйте второй закон Ньютона (пример доказательства справедливости закона: презентация ученика).
– Как математически записывается второй закон Ньютона?
– Какие из величин: сила, скорость, ускорение, перемещение – всегда совпадают по направлению?

Самостоятельная работа:

1. В каких из приведенных ниже случаев речь идет о движении тел по инерции?

А. Человек, поскользнувшись, падает назад;
Б. Всадник летит через голову споткнувшейся лошади;
В. Пузырек воздуха равномерно и прямолинейно движется в трубке с водой.

2. Ниже перечислены движения тел относительно Земли. Какую систему отсчета, связанную с одним из этих тел, нельзя считать инерциальной системой отсчета? Систему отсчета, связанную с Землей, примите за инерциальную.

А. Девочка бежит с постоянной скоростью.
Б. Поезд движется равноускоренно.
В. Хоккейная шайба равномерно скользит по гладкому льду.

3. Как движется шарик массой 500 г под действием постоянной силы 4 Н?

А. С ускорением 2 м/с²;
Б. С постоянной скоростью 0,125 м/с;
В. С постоянным ускорением 8 м/с².

Ответы:

1. А, Б, В.
2. Б.
3. В.

Решите задачу:
Автомобиль за 20с развивает скорость 36 км/ч. Найдите силу, сообщающую ускорение, если масса автомобиля 2 т? (Ответ: 1 кН).

3. Изучение нового материала

Учитель: Мы знаем, что не бывать одностороннего действия одного тела на другое, тела всегда взаимодействуют друг с другом.

Ударьте слегка ладошкой по столу. Что вы почувствовали? Ударьте сильнее по столу, что вы теперь ощущаете? Почему больно вам, если вы действовали на стол?

При взаимодействии друг с другом тела оказываются “равноправными”. Поскольку характеристикой взаимодействия является сила, то “равноправие” тел при взаимодействии выражается в равенстве сил, с которыми тела действуют друг на друга.

Демонстрация: Зацепим крючками два динамометра слегка и разведем их в стороны. Заметим показания обеих динамометров. Увеличим действие динамометров друг на друга. Заметим новые показания.

Равенство сил при взаимодействии тел или частиц отражает 3-й закон Ньютона.

Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Математическая запись закона:

Пример: Человек при ходьбе действует на почву силой F₁. Почва с такой же силой F₂ действует на человека вперед. Эта сила уравновешивает мышечное усилие, действующее на ступню назад. Нога остается на месте (не проскальзывает). Человек имеет возможность переступить на другую ногу.

Реактивное движение.

Реактивный двигатель действует на топливо с силой F₁, направленной против предполагаемого движения ракеты. Топливо же действует на двигатель в противоположную сторону, приводя в движение ракету.

Мини-исследовательская работа: Изучение 3-го закона Ньютона (работа ученика).

Особенности 3-го закона Ньютона.

• Силы возникают при взаимодействии;
• Появляются парами;
• Одной природы;
• Не уравновешиваются;
• Приложены к разным темам.

 Вернемся к фрагменту мультфильма. Скажите, соответствует ли эта ситуация тому, что мы изучили сегодня на уроке. По третьему закону Ньютона, выходящий из волка воздух действует на него с той же силой, с какой волк выдыхает. Но волк и лодка с парусом – единое целое. Силы приложены не к разным телам, а к одному. Эти силы равны по модулю и противоположны по направлению. По первому закону их равнодействующая равна нулю, следовательно, скорость в данном случае равна нулю.

4. Закрепление

1. Два мальчика взялись за руки. Первый мальчик толкает второго с силой 105 Н. С какой силой толкает второй мальчик первого?
2. Вопрос-шутка. Возможно ли? Вы получили удар в челюсть при боксерском поединке, и ушли в нокдаун. А когда вышли из него, сказали: “Ох, я ему и дал”.
3. Оцените достоверность его рассказа.

Некий озорной барон
Был в болото погружен.
За косичку себя взял
И себя с конем поднял.
Это быть могло когда-то?
Как считаете, ребята?

4. К железной тележке с помощью длинного стержня прилеплен магнит. Придет ли тележка в движение?

5. Домашнее задание

1. § 12
2. Упр. 12(3)
3. Приведите примеры проявления законов Ньютона в быту и природе.