Урок проводится в 9 классе.
Учебник: Перышкин А.В. Физика. 9 кл. [1]
Программа по физике для 9 класса общеобразовательных учреждений (базовый уровень). Авторы программы Е.М. Гутник, А.В. Перышкин. [2]
Программа составлена в соответствии с утвержденным в 2004 г. федеральным компонентом государственного стандарта основного общего образования по физике. [3, 4]
Тип урока: комбинированный (урок изучения нового материала с использованием мультимедийного сценария урока, с использованием компьютерного измерительного блока).
Цели урока:
- 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.
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, компьютерный измерительный блок.
Ход урока
I. Актуализация знаний.
Объявление темы и цели урока
Слайд 1
Учитель: Сегодня мы с вами продолжаем изучение динамики. На прошлом уроке мы познакомились с первым законом Ньютона, разобрались с понятиями инерция и инерциальные системы отсчета. Сейчас вам предстоит ответить на вопросы блиц-опроса по домашнему заданию.
Фронтальный блиц-опрос по материалу прошлого урока (первый закон Ньютона)
Слайд 2
Что изучает динамика?
Какое движение называется движением по инерции?
Какую систему отсчета называют инерциальной?
Сформулируйте первый закон Ньютона.
II. Формирование новых знаний и способов действий.
Изучение нового материала.
Определение понятия силы как меры взаимодействия тел.
1. 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.
| 1) | 2) |
 |
|
| Рисунок 1. Иллюстрация виртуального эксперимента с легкоподвижной тележкой | |
Начнет ли тележка двигаться, если пластина выпрямится?
Слайд 3
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. Можно привести пример с известной историей про барона Мюнхаузена о том, как он якобы вытянул себя из болота за волосы.
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 4).
Далее учителем проводится реальный эксперимент, подтверждающий предположения учащихся.
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 5
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 6
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 7
Небольшой видеоролик (Приложение 1) о движении тела под действием равнодействующей сил.
Количественно связь между массой тела, ускорением, с которым оно движется, и равнодействующей приложенных к телу сил, выражается вторым законом Ньютона (или второй закон динамики).
Слайд 8
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
В следующем видеофрагменте (Приложение 2) мы посмотрим, как изменяется ускорение тела если увеличивать массу при действии постоянной силы.
Слайды 12, 13
Докажем опытным путем справедливость соотношений
a~F и a~
Для этого будем использовать набор по механике с компьютерным измерительным блоком.
Рассматриваем начальную стадию движения тележки на магнитной подвеске под действием силы упругости растянутой резинки. Конечно, сила упругости не является постоянной во времени, но на начальном этапе ее можно таковой считать за счет небольшой относительной деформации резинки.
На тележке установлены два флажка (на расстоянии 5 см друг от друга). 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 компьютером.
В нашем случае датчики будут передавать сигнал на компьютерный измерительный блок. На экране при помощи мультимедийного проектора мы будем наблюдать передаваемый сигнал и значение измеренного времени.
Результаты измерений и вычислений записываются учителем (или одним из учащихся) в Таблицу 1 (начерчена заранее на доске):
Таблица 1
| Условия опыта | Δt, с | Δt2, с2 |  , м/с2 |
| m, 2F | |||
| 2m, 2F | |||
| 2m, F | |||
| m, F |
Четыре ученика у доски рассчитывают построчно, а затем и озвучивают полученные значения ускорения.
Производится сопоставление полученных величин ускорения и делается вывод о соответствии результатов эксперимента второму закону Ньютона.
Слайд 14
Необходимо озвучить особенности второго закона Ньютона (учащиеся коротко записывают в тетради).
III. Формирование умений и навыков.
Слайд 15
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.
Слайд 16
Решение количественных задач.
- Упр.11(1) [1]
- Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с2, если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50 кг.
- Л. 318
Какую скорость приобретает тело массой 3кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с? - Л. 319
Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.
Слайд 17
Домашнее задание: §11, Упр.11(2) письменно [1]
IV. Подведение итога урока.
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?
При наличии времени учащимся можно предложить дополнительные исторические сведения, запустив Слайд 18
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