Сила. Второй закон Ньютона. Сила и масса. законы ньютона

Урок 3/23

Тема. Второй и третий законы Ньютона

Цель урока: ознакомить учащихся с зависимостью между ускорением, что приобретается телом, и силой, что на него действует. Раскрыть содержание третьего закона Ньютона; углубить знания о взаимодействии тел

Тип урока: урок изучения нового материала

План урока

Демонстрации

1. Зависимость ускорения тела от действующей на него силы.

2. Опыты, иллюстрирующие третий закон Ньютона.

3. Фрагменты фильма «Законы Ньютона»

Изучение нового материала

30 мин.

1. Соотношение между силой и ускорением.

2. Второй закон Ньютона.

3. Особенности применения второго закона Ньютона.

4. Третий закон Ньютона.

5. Свойства сил, с которыми тела взаимодействуют.

6. Примеры проявления третьего закона Ньютона.

Закрепление нового материала

1. Тренируемся решать задачи.

2. Контрольные вопросы

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Вопрос к учащимся в ходе изложения нового материала

1. Вызывает постоянная сила постоянное ускорение?

2. Как зависит модуль ускорения от модуля силы?

3. Как направлено ускорение тела, если известно направление к действующему силы?

4. Каково соотношение между силами, с которыми взаимодействуют два тела?

5. Что общего имеют две силы, с которыми взаимодействуют два тела?

6. Чем отличаются силы, с которыми взаимодействуют два тела?

7. Есть ли физическая разница между действием и противодействием?

8. Почему третий закон Ньютона называют законом взаимодействия?

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

Что мы узнали на уроке

Второй закон Ньютона:

Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:

3 второго закона Ньютона получаем выражение для 1 Н:

Третий закон Ньютона: два тела взаимодействуют друг с другом с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению:

1 = - 2 .

Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, направлены вдоль одной прямой и имеют одинаковую физическую природу.

Силы, с которыми взаимодействуют два тела:

а) имеют ту же физическую природу, поскольку обусловлены той самой взаимодействием;

б) одинаковые по модулю и направлены вдоль одной прямой противоположно друг к другу;

в) приложены к разным телам и поэтому не могут компенсировать друг друга.

Домашнее задание

г1 ) - 6.18; 6.19; 6.32;6.38, 6.41;

р2) - 6.52; 6.54; 6.55, 6.63; 6.64;

г3 ) - 6.71; 6.73; 6.74, 6.76; 6.77.

Второй закон Ньютона

Цель урока: вывести формулу второго закона Ньютона.

Тип урока : Урок объяснения нового материала.

Вид урока: комбинированный.

Цель : вывести формулы второго закона Ньютона, ознакомить учащихся с формулировкой основного закона динамки.

Задачи урока:

Образовательная : Обеспечить проверку и оценку знаний учащихся по теме «первый закон Ньютона», ускорение. Выяснить причину появления у тела ускорения, вывести формулу второго закона Ньютона. Формировать умения применять второй Ньютона при решении задач.

Воспитательная : стимулировать учащихся к работе на уроке, продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика», продолжать развивать навыки грамотной, монологической и диалогической речи учащихся с использованием физических терминов. Содействовать развитию у детей умения общаться, приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, формировать навыки коллективной работы, продолжить работу по развитию внимания учащихся, самостоятельности и целеустремлённости в достижении поставленных целей.

Развивать физическое мировоззрение, воспитывать в учениках уважение к учёным в области физики.

Развивающая: Продолжать развивать умение учащихся проводить анализ и оценку работы одноклассников, способствовать развитию познавательной компетентности: обеспечить развитие у школьников умения объективировать деятельность; продолжать работу по развитию умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты.

Оборудование: экран, ноутбук, проектор, скрепки или английские булавки, магниты.

Ход урока

Здравствуйте, садитесь.

Сегодня я хочу начать урок с того, что зачитаю интересный факт из жизни величайшего английского учёного-физика. А вы опробуете догадаться, о ком же шла речь.

В начальной школе этот юный физик учился весьма посредственно. Но ровно до тех пор, пока его не избил и не оскорбил лучший ученик в классе, нанеся ему моральную травму. С того момента, он решил во что бы то ни стало обогнать своего обидчика в учёбе и тем самым оскорбить его. Спустя месяц успехи юного дарования в учебе были блестящи.
А вот ещё интересный случай из жизни знаменитого физика. Он, как известно был членом палаты лордов. Заседания палаты лордов посещал самым регулярным образом. Однако, на протяжении многих лет этот знаменитый английский физик не проронил ни слова на заседаниях. Все замерли когда, наконец, великий человек вдруг попросил слова. Все ожидали грандиозной и умной речи от признанного гения. Но наш учёный в гробовой тишине провозгласил свою единственную речь в парламенте: «Господа, я прошу закрыть окно, иначе я могу простудиться!»

как вы думаете, о ком же идёт речь?

Совершенно верно, этот учёный – Исаак Ньютон.

Как вы думаете, о чём мы будем говорить на уроке?

Ученики: О Ньютоне.

Учитель: Если быть конкретнее, то о тех законах, которые он любезно открыл.

Открываем тетрадочки, записываем тему урока «Второй закон Ньютона».

Однако, прежде чем приступить к изучению нового материала, нам следует повторить то, что мы с вами изучили на предыдущем уроке.

Актуализация знаний.

Дайте определение ускорению.
В каких единицах в СИ оно измеряется?
Чему равно ускорение в случае равномерного прямолинейного движения?
Что такое сила?
Сформулируйте первый закон Ньютона.
Как называются системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или равнодействующая всех сил равна нулю?
Как называется система отсчета, относительно которой тело движется с ускорением?

Молодцы!

– Ребята, у вас на столах находится скрепка на «плоту», который лежит на поверхности воды, налитой в блюдце. В каком состоянии находится скрепка? (ил монетка на столе) (Ответ: В покое. )

– Почему? (Действия всех сил скомпенсированы. )

– Поднесите магнит к скрепке и скажите, что вы наблюдаете? (Скрепка движется. )

Итак, скрепка начала двигаться, то есть приобрела ускорение, так ведь? Почему скрепка начала двигаться? Причиной чего является ускорение?

Сегодня на уроке нам с вами предстоит ответить на этот вопрос и выяснить причину ее движения .

Записываем в тетради вопрос: почему движутся тела?

Можете ли вы предположить, почему скрепка пришла в движение?

(Ответ в большинстве случаев: На скрепку подействовали силой магнита ).

Значит можно сказать, что причиной ускорения движения тел является действие на них других тел, то есть взаимодействие тел.

Убедимся в этом на видеоопыте. Прошу всё внимание на экран.

Видео опыт с тележками.

На опыте мы убедились, что при взаимодействие тел они оба получают ускорения, направленные в противоположные стороны.

Этот же факт мы можем подтвердить бесконечными примерами из жизни.

На перемене вы играете в теннис. Ударяя ракеткой по теннисному мячику, мы придаём ему ускорение, но и мячик, в свою очередь, придаёт ускорение ракетке, она незначительно откланяется назад, в противоположную сторону.

Если вдруг на перемене двое первоклассников столкнулись в коридоре, то каждый из них приобрёл ускорение, которое будет направлено в разные стороны.

Скажите, а как называется величина, с помощью которой количественно описывают взаимодействие тел?

Совершенно верно, из курса 7 класса мы с вами знаем, что это ни что иное, как сила.

Значит, ускорение тела зависит от силы.

А как ускорение зависит от силы? (Ответ: Прямопропорциональна ).

Совершенно верно, ведь чем большую силу мы приложим, тем большее ускорение тело приобретёт.

Причём, для двух взаимодействующих тел, отношение модулей их ускорений всегда одно и тоже.

Может быть от чего-то ещё зависит ускорение?

Я предлагаю вновь обратится к опыту. Всё внимание на экран.

Опыт с изменением массы.

Скажите от чего ещё зависит ускорение?

Совершенно верно, от массы.

Давайте вспомним, а что такое масса?

Масса – это мера инертности тел.

Например, оттолкнувшись от партнерши, фигурист приобретает меньшее ускорение и меньшую скорость, чем фигуристка. Это свидетельствует о том, что он более инертен, т. е., что его масса больше, чем масса партнерши. При выстреле ружье приобретает меньшую скорость, чем пуля, следовательно, его ускорение при взаимодействии тоже меньше. Это значит, что ружье более инертно, обладает большей массой, чем пуля.

А как оно зависит от массы прямопропорциональна или обратнопропорционально? Иными словами, увеличивается с ростом массы тел или уменьшается? Что нам будет легче, сдвинуть 2-х граммовую скрепку или слона?

Обозначим массы взаимодействующих тел через т, и т 2 , я приобретаемые ими ускорения через а 1 , и а 2 , тогда можно записать:

Отношение модулей ускорении двух взаимодействующих тел равно обратному отношению их масс.

Ученики: то, у чего масса меньше, значит обратнопропорционально!

Попробуйте данные утверждения представить самостоятельно в виде формулы.

Что получили?

Таким образом, получили: ускорение прямопропорциональна силе и обратнопропорционально массе тела.

Это соотношение выражает Второй закон Ньютона :

Ускорение, которое приобретает тело в результате взаимодействия, прямопропорциональна действующей на это тело силе и обратнопропорционально его массе.

Закрепление.

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)

Решение количественных задач.

Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с 2 , если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50 кг.
Герой одного из рассказов О’ Генри дал пинок поросенку с такой силой, что тот полетел, «опережая звук собственного визга». С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности? Массу поросенка примем равной 5 кг, а продолжительность удара 0,01 с.
С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 70 т, если сила тяги двигателей 110 кН?

Домашнее задание : §11, Упр.11 письменно.

Подведение итога урока.

Вот и подошёл к концу наш урок. Скажите, ч то нового вы узнали? Ускорение, которое приобретает тело в результате взаимодействия, прямопропорциональна действующей на это тело силе и обратнопропорционально его массе.

Определите силу, под действием которой велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с 2 , если масса велосипедиста вместе с велосипедом равна 50 кг

Какую скорость приобретает тело массой 3кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с?

Герой одного из рассказов О’ Генри дал пинок поросенку с такой силой, что тот полетел, «опережая звук собственного визга». С какой силой должен был ударить поросенка герой рассказа, чтобы описанный случай произошел в действительности? Массу поросенка примем равной 5 кг, а продолжительность удара 0,01 с.

Дано: m=5 кг v > 340 v 0 = 0 t= 0,01 c F = ? Решение: a = ; F = ma a = ; F =m F > 5 кг F> 170 к H Ответ: F> 170 кН

§11, Упр.11 письменно, Выучить второй закон Ньютона Домашнее задание

http://images.yandex.ru/yandsearch?text=% D1 смешарики, фоны http://images.yandex.ru/yandsearch?text =% , кораблик http://class-fizika.narod.ru / , ролики

Тема: «Законы Ньютона»

Учитель физики:

Волошина О.А.

Пояснительная записка

Тема урока: «Решение задачс помощью законов Ньютона».

Тип урока :комбинированный.

Цель урока: научить обучающихся решать задачи, применяя законы Ньютона.

Планируемые результаты:

Личностные: участвовать в обсуждении проблем; формировать умение слушать и вступать в диалог, развитие логического мышления.

Метапредметные: формировать коммуникативность обучающихся, умение видеть физическую задачу в окружающей жизни.

Предметные: закрепить знания обучающихся по законам Ньютона, формировать навыки в решении расчетных графических задач по данной теме.

Основные понятия: законы Ньютона, инерция,

Ресурсы :

Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни - М.: Просвещение, 2009.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике: для 9-11кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1994.

АРМ, мультимедийная презентация к уроку.

Формы обучения на уроке: индивидуальная, фронтальная.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Включаются в учебную деятельность.

2. Актуализация знаний.

Постановка проблемы урока, ее обсуждение. (слайд 1)

Учитель предлагает обучающимся ответить на вопросы:

Формулировка первого закона Ньютона.

Формулировка второго закона Ньютона.

Формулировка третьего закона Ньютона.

Определение силы.

Изобразитесилы, действующие на тела. (слайд 2-8)

Отвечают на вопросы.

Выполняют задания в тетрадях.

Алгоритм решения задач. (слайд 9)

Разбор примеров движения тел под действием нескольких сил:

Тело движется по горизонтали

Тело движется по наклонной плоскости

Тело движется по выпуклому мосту

Тело движется на подвесе

Тело движется на блоке

(слайд 10 – 13)

Участвуют в беседе с учителем.

4. Решение качественных и количественных задач.

Комментирование и оказание помощи при решении задач.

(слайд 14 – 19)

Работают в тетрадях и у доски.

5. Рефлексия.

(слайд 20)

Анализируют работу на уроке через самооценку.

6. Домашнее задание.

Учитель предлагает домашнее задание:упр. 6 (5, 6, 8).

(слайд 21)

Записывают в дневники домашнее задание.

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

Фронтальный опрос по вопросам:

Сформулируйте первый закон Ньютона.

В чем состоит явление инерции?

Дайте определение силы.

Что такое инертность? Какая величина является мерой инертности.

Сформулируйте второй закон Ньютона.

Сформулируйте третий закон Ньютона.

3. Изучение нового материала.

Для решения задач в каждом из рассмотренных случаев необходимо найти равнодействующую сил и ответить на вопрос: тело движется равномерно (покоится) или равноускоренно. Только после этого мы сможем составить уравнения для решения задачи.

При решении любой задачи динамики главным вопросом остается: равнодействующая сил равна нулю или не равна нулю.

От этого зависит, какой из законов Ньютона мы возьмем за основу составления уравнения:

I закон Ньютона – материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Т.е. скорость либо равна нулю, либо постоянна

Примером такого движения может служить басня Крылова – «Лебедь, рак и щука» - «А воз и ныне там!»

Если же равнодействующая сил не равна нулю, то будем составлять уравнение согласно второму закону Ньютона -

Примеры движений тел под действием нескольких сил.

Тело движется по горизонтали.

N = mg , F тр = m mg ,

ma = F тяги - m mg тело двигается равноускоренно

ma = m mg - F тяги тело двигается равнозамедленно

F тяги = F тр тело двигается равномерно

Тело движется по наклонной.

ma = mgsin a±m mgcos a тело вверх (+), вниз (-).

a = g(sin a±m cos a )

mgsin a = m mgcos a телопокоится

m = tg a если тело скользит равномерно

a = gsin a тело скользит без трения

Тело движется по выпуклому мосту.

Тело движется по вогнутому мосту

Тело движется на подвесе.

N = mg тело в покое

R = N – mg ; P = m (a + g )

движется вверх

R = mg – N , P = m (g – a )

движется вниз

3. Как направленно ускорение самолета, если на него действует 4 силы: по вертикали - сила тяжести = 200кН и подъемная сила 210кН. По горизонтали: сила тяжести мотора 20 кН и сила лобового сопротивления воздуха 10 кН. Чему равна равнодействующая всех сил?

4. Под действием силы в 20 Н материальная точка движется с а=0,4 м/с 2 . С каким ускорением будет двигаться точка под действием силы в 50 Н?

5. К пристани причаливают две одинаковые лодки. Лодочники подтягиваются к берегу с помощью веревок. Противоположный конец первой веревки привязан к столбу на пристани; за противоположный конец второй веревки тянет матрос, стоящий на пристани. Все трое прилагают одинаковые усилия. Какая лодка причалит раньше?

6. На тело массой 2160 кг, лежащее на горизонтальной дороге, действует сила, под действием которой тело за 30 секунд пройдет расстояние 500 метров. Найти величину этой силы.

5. Рефлексия.

Сегодня я узнал…

Я понял, что…

Я научился….

Урок дал мне для жизни…

Мне захотелось….

6. Домашнее задание: упр. 6 (5, 6, 8).

ДИНАМИКА

Урок № 4

Тема. Второй закон Ньютона

Цель: сформулировать и записать в математической форме второй закон Ньютона; объяснить зависимость между величинами, входящими в формулы этого закона; развивать логическое мышление, умение объяснять проявления второго закона Ньютона в природе; формировать интерес к изучению физики, воспитывать трудолюбие, ответственность.

Тип урока: изучение нового материала.

Демонстрации: зависимость ускорения тела от силы, действующей на него.

Оборудование: тележка с легкими колесами, вращающийся диск, набор грузиков, пружина, блок, брусок.

И. Актуализация опорных знаний учащихся

Цепочка формул (воспроизвести формулы):

II. Мотивация учебной деятельности учащихся

Учитель. С помощью законов Ньютона можно не только объяснять наблюдаемые механические явления, но и предсказывать их ход. Напомним, что прямая основная задача механики состоит в нахождении положения и скорости тела в любой момент времени, если известны его положение и скорость в начальный момент времени и силы, которые действуют на него. Эта задача решается с помощью второго закона Ньютона, который сегодня мы будем изучать.

III. Восприятие нового материала

1. На тело массой 500 г одновременно действуют две силы 12 Н и 4 Н, направленные в противоположном направлении вдоль одной прямой. Определить модуль и направление ускорения.