Урок физики по теме "Что мы узнаем из законов Ньютона?"

Разделы: Физика

Цели урока:

  • создать условия для обобщения и закрепления знаний, полученных по теме “Законы Ньютона”;
  • научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни;
  • совершенствовать навыки решения качественных задач;
  • совершенствовать умения проводить физический эксперимент;
  • расширить кругозор учащихся, развивать познавательный интерес к предмету.

Задачи: умения применять знания в нестандартных ситуациях; реализовать творческие способности учащихся, развивать техническую речь учащихся.

Тип урока: обобщающий (с использованием ИКТ).

Формы деятельности учащихся: фронтальная, индивидуальная, работа в парах.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, приборы для демонстрации опытов, презентация учителя, портрет Ньютона.

План урока

I. Оргмомент

Есть у меня шестерка слуг,
Проворных, удалых,
И все, что вижу я вокруг –
Все знаю я от них.
Они по знаку моему
Являются в нужде.
Зовут их: Как и Почему,
Кто, Что, Когда и Где.

Киплинг.

II. Выдвижение темы урока

В окружающем нас мире мы наблюдаем, что движения тел начинаются и прекращаются, становятся более быстрыми и наоборот замедляются. Во всех этих случаях происходит изменение скорости. Это значит, что появляется ускорение. Чтобы находить ускорения, нужно знать, почему и как они возникают.

Физика 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:

Был этот мир глубокой тьмой окутан.

Да будет свет! И вот явился Ньютон. (Слайд 2)

Ребята, а мы с вами на уроке должны повторить законы динамики. И мне хочется расширить ваш кругозор, выяснить, как же человек использует законы движения в своей жизни и деятельности.

Итак, тема нашего урока: “Что .мы узнаем из законов Ньютона?”

На уроке мы повторим теоретический материал, по решаем задачи, проведем опыты.

 

Первый закон

Второй закон

Третий закон

Модель

Заполняется учениками

Материальная точка

Система двух материальных точек

Описываемое явление

Состояние покоя или равномерного, прямолинейного движения

Движение с ускорением

Взаимодействие тел

Закон

v = const
v = 0
F = 0

F = mа

F1 = – F2

Примеры
Проявления,
Использование

Движение космических кораблей вдали от притягивающих тел.
Применение дорожных знаков в движении тел.

Падение тел на Землю.
Забивание сваи, гвоздей.
Торможение и разгон автомобилей.

Взаимодействие Солнца и Земли.
Реактивное движение. Бильярдные шары

III. Обобщение материала

Земная механика многим обязана гению Ньютона. С помощью законов движения до сих пор рассчитывают самые сложные конструкции, определяют скорость и ускорение многочисленных механизмов и транспортных средств.

Законы Ньютона позволяют нам ответить на многие “почему?”.

– Почему, при каких условиях тело совершает прямолинейное, равномерное движение или находится в покое?

Ответ дает 1-ый закон Ньютона.

– Дайте, пожалуйста, определение этого закона.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела (или действия других тел компенсируются ). (Слайд 3,4)

Очень часто этот закон называют законам инерции (Слайд 5).

– В чем состоит явление инерции?

Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

Системы отсчета, относительно которых тела движутся с постоянной скоростью при компенсации внешних воздействий, называются инерциальными.

Внимание вопрос! Задачи № 2.3 со стр.5 (Решение качественных задач. Слайд 6, 7).

– Объясните значение дорожного знака “Крутой поворот”.

(Знак “Крутой поворот” предупреждает водителя о необходимости снизить скорость движения машины. Если это не будет сделано, то машина по инерции может выехать за пределы дороги или заехать на противоположную часть навстречу идущему транспорту).

Опыт: На длинную полоску бумаги поставлена банка, наполненная до краев водой. Не поднимая банку и не пролив воду, вынуть бумагу из-под банки.

Ответ: Полоску бумаги следует взять за кран и резко выдернуть из-под банки. Вследствие инерции вода и банка не успеют прийти в движение.

Где же мы применяем закон инерции?

Инерция в технике и быту

Отвечает 1-ый ученик:

18 марта 1965 года в 11 часов 30 минут при полете космического корабля “Восход-2” летчик-космонавт Алексей Архипович Леонов впервые в истории человечества осуществил выход из корабля в космическое пространство и за 10 минут, находясь вне корабля, пролетел по инерции со скоростью 28.000 км/ч огромный путь над Землей (около 5.000 км).

Отвечает 2-ой ученик:

Мы часто пользуемся инерцией и в земных условиях. Вспомните, например, как фигуристка, закончив разбег и приняв нужное положение, скользит по льду.

Опытный шофер умеет с помощью инерции экономить горючее. Учитывая рельеф дороги, он время от времени сбавляет газ и отключает двигатель от ведущих колес. При этом машина движется по инерции, а двигатель потребляет мало горючего. Пройдя “накатом” несколько сот метров, водитель может снова разогнать машину.

– Почему, при каких условиях тело движется равноускоренно?

Ответ на этот вопрос дает 2-й закон Ньютона. (Слайд 8)

Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. (Слайд 9)

А если на тело действует несколько сил, то рассматривают равнодействующую.

Задачи № 4,5 со стр.5

– Зачем хрупкие вещи при перевозке упаковывают в стружки/

Ответ: при взаимодействии тел стружки деформируются, и это увеличивает время взаимодействия, при этом величина силы, действующей на предмет, уменьшается.

Опыт: брусок, гвоздь, молоток.

Ответ: при взаимодействии молотка и шляпки гвоздя при соударении время взаимодействия малое, действующая сила увеличивается.

Использование II закона Ньютона

(рассказывает 3-й ученик)

Если рассмотреть сцепки между вагонами, то в начале движения они подвергаются деформации растяжения и при торможении – сжатия.

Те же явления сопровождают работу шахтного подъемника и подъемного крана. При стартах и посадках космических кораблей возникают перегрузки. Так как тренированный организм человека способен некоторое время хорошо выносить ускорения, в 11-12 раз превышающие земные, и вызванные ими перегрузки, то в связи с этим активный участок пути корабля рассчитывается так, чтобы перегрузки не превышали допустимый предел.

Из формулы F=m v/t, мы убеждаемся, что величина силы взаимодействия тел зависит от времени взаимодействия. При ударах это время очень мало, поэтому сила может достигать значительной величины.

Этим пользуются при забивке свай, шпунта, а также при обработке металла ковкой и штамповкой.

В некоторых же случаях приходится специально уменьшать силу взаимодействия тел. Например, действие различного рода амортизаторов – рессор – основано на том, что они увеличивают время взаимодействия тел, уменьшая тем самым силу взаимодействия

Боевое применение танков часто основано на их способности создавать значительную ударную силу. Обладая огромной массой, танки на большой скорости могут разбивать легко прочные стены, таранить укрепления противника. Чтобы как-то снизить эту ударную силу, противотанковая оборона стремится в первую очередь уменьшить скорость танков вблизи обороняемых объектов. С этой целью распахивают или разжижают грунт, вырывают канавы, ставят надолбы.

Эти несколько примеров подтверждают использование II закона Ньютона в технике.

– Как вообще возникает сила?

Ответ на этот вопрос дает 3-й закон Ньютона.

Дайте, пожалуйста, определение этого закона.

Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. (Слайд 10)

Опыт: Стукните кулаком по столу. Почему бьете вы, и больно вам?

Ответ: Стол действует на кулак с такой же по модулю силой, как кулак на стол.

Задачи № 6.1 со стр.5 (Слайд, 11, 12, 13)

IV. Закрепление

1. Обобщение законов Ньютонов (Слайд 14).

2. Заполнение таблицы (Слайд 15).

V. Итог

Что же мы узнаем из законов Ньютона?

  1. Силы и тела могут быть разными, но законы одни для всех сил и тел.
  2. Если известны силы, приложенные к телу, можно найти ускорение тела в любой момент времени, в любой точке траектории.
  3. Законы Ньютона позволяют людям не только изучать движения, но и управлять ими.

Бурно развивающаяся техника требует решения ряда научных проблем в первую очередь в механике. Ньютон видел в науке важный способ совершенствования производства.

Он писал: “Если дети будут хорошо обучены и воспитаны опытными учителями, то со временем народ получит более умных моряков, кораблестроителей, архитекторов, инженеров и лиц всевозможных математических профессий для работы, как на море, так и на суше”.

Задачи

  1. В каком физическом законе утверждается, что действие одного тела на другое имеет взаимный характер?

    2. А) В первом законе Ньютона.
    Б) Во втором законе Ньютона.
    В) В третьем законе Ньютона.
    Г) В законе сохранения и превращения энергии.
    Д) Среди ответов А-Г нет правильного.
  2. Ниже указаны тела, движущиеся относительно Земли. Какую систему отсчета, связанную с одним из этих тел, нельзя считать инерциальной? (Систему отсчета, связанную с Землей считать за инерциальную)

    3. А) Автомобиль равномерно движется по горизонтальной дороге.
    Б) Шайба равномерно скользит по гладкому льду.
    В) Мальчик бежит с постоянной скоростью.
    Г) Парашютист спускается равномерно вертикально вниз.
    Д) Поезд движется равноускоренно.
  3. При компенсации всех сил, действующих на автомобиль, его скорость движения сохраняется. Как называется это явление?

    4. А) Тяготение.
    Б) Инерция.
    В) Невесомость.
    Г) Трение.
    Д) Среди ответов А-Г нет правильного.
  4. Автомобиль массой 1000 кг движется по горизонтальной дороге. Равнодействующая всех сил, приложенных к автомобилю F = 2000 Н. Какова проекция ускорения ах автомобиля?

    5. А) = 1 м/с2
    Б) = 2 м/с2
    В) = 0
    Г) = -1 м/с2
    Д) = -2 м/с2
  5. На рисунке показан (график зависимости проекции скорости vx поезда, движущегося прямолинейно, от времени t. Чему равна проекция равнодействующей силы Fx всех сил, приложенных к поезду?

А) 10Н
Б) 15Н
В) 20Н
Г) 30Н
Д) 0

6. Два мальчика взялись за руки. Первый мальчик толкает второго с силой 120 Н. С какой силой толкает второй мальчик первого

А) 0; Б) 120 Н; В) 240 Н; Г) 80 Н; Д) 60 Н.

Презентация