в каком классе изучают законы ньютона по физике

Урок физики по теме «Что мы узнаем из законов Ньютона?»

Разделы: Физика

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.

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.

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.

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

Заполняется учениками

Материальная точка

Система двух материальных точек

Описываемое явление

Состояние покоя или равномерного, прямолинейного движения

Движение с ускорением

Взаимодействие тел

v = const
v = 0
F = 0

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

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

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.

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.

А) Тяготение.
Б) Инерция.
В) Невесомость.
Г) Трение.
Д) Среди ответов А-Г нет правильного.

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.

Источник

Урок физики. «Первый закон Ньютона» (9-й класс)

Разделы: Физика

Класс: 9

Цели и задачи:

Оборудование: Мультимедийная установка, опорные конспекты, бруски, грузы, клубок ниток, динамометры, карточки с описанием эксперимента.

Учитель: Мы сейчас с вами на уроках физике изучаем раздел « Механика». Механика объясняет закономерности механического движения и причины, вызывающие это движение. Классическую механику называют «Механикой Ньютона». Она включает в себя кинематику, динамику и статику. Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, вызывающих эти движения. Мы изучали законы кинематики, которые помогают нам рассчитать, где находиться изучаемое тело, с какой скоростью и по какой траектории оно движется.

А что является причиной движения тел? Приведите примеры движения тел и назовите причины, вызывающие это движение.

Ученики:

Учитель: Объясняя причины движения тел, учащиеся использовали слово «сила». Дайте определение этому физическому понятию.

Ученик: Сила является мерой взаимодействия тел. Это – векторная величина. Она имеет точку приложения, направление и величину (модуль). Обозначается буквой F, измеряется в ньютонах.

Учитель: Тело может придти в движение, если на него подействует другое тело или несколько тел. Как нам поступать в этом случае?

Ученик: Необходимо найти R-равнодействующую этих сил.

Ученик: Книга лежит на парте, Она в покое относительно парты, потому что на неё действуют две силы: сила тяжести, и сила упругости стола. Равнодействующая этих сил равна нулю.

Учитель: Машина движется по дороге с постоянной скоростью 60 км/ч. Равнодействующая всех сил равна нулю?

Ученик: На машину действует сила тяги мотора и сила трения колёс о дорогу. Но так как машина не стоит на месте, а движется, то сила тяги – больше.

Учитель: Если машина движется равномерно, не меняя скорости и направления, этот ответ является ошибочным. Позже мы к этому вернёмся и всё разберём. Прошу прокатить металлический шарик по стеклу и ответить на мои вопросы. У него нет мотора, а почему он так долго движется?

Ученик: Шарик по гладкому стеклу движется по инерции.

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инерция.

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

Учитель: Мы будем изучать законы Ньютона. Они относятся к разделу механики – «Динамика»

Ньютон объяснял движение тел в зависимости от действия на тело различных сил. Его труд имел название «Математические начала натуральной философии». Ньютон один из первых использовал формулы для объяснения движения тел.

Первый закон Ньютона называют «Законом инерции».

(Запись на доске или использование мультипроектора – Рисунок 1)

I закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчета (инерциальные системы отсчёта), относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или равнодействующая всех сил равна нулю.

Инерциальная система отсчёта – система отсчёта, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная действию других тел, движется равномерно и прямолинейно (по инерции).

Учитель: Как называется физическая величина, которая характеризует изменение скорости?

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инертность тела. Сравните тела с разной инертностью.

Ученик: Инертность тел – свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению их скорости (как по модулю, так и по направлению).

Большой книжный шкаф обладает большей инертностью, чем детский стул. Этот шкаф сдвинуть с места и привести в движение труднее.

Учитель: Какая физическая величина является мерой инертности?

Ученик: Масса – мера инертности тела. Масса обозначается буквой – m, единица измерения – кг, является скалярной величиной.

Учитель: Приведите примеры, когда тела имеющие разную массу по-разному сохраняют свою скорость.

Ученик: Перед красным светом светофора тормозной путь грузовика больше, чем у легковой машины, если начальные скорости у них были одинаковые. Чем больше масса машины, тем медленнее она меняет свою скорость.

Учитель: Вспомним пример, когда машина двигалась с постоянной скоростью 60 км/ч по дороге. Этот случай объясняется первым законом Ньютона. При каком условии скорость тела бывает постоянной?

Ученик: Скорость тела постоянна, если сумма всех сил, действующих на тело равна нулю. Следовательно: сила тяги мотора машины равна силе трения колёс о дорогу.

Учитель: Назовите силы в природе, с которыми познакомились в 7 классе.

Ученик: Это – сила тяжести, сила упругости и сила трения.

Учитель: Дайте определение силы тяжести (Рисунок 2)

Ученик: Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести обозначается буквой F с индексом Fтяж. Это – векторная величина, вычисляется F_тяж= mg, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры её проявления

Ученик: Выпустим из рук камень, он упадет на землю. То же самое происходит с любым другим телом.

Учитель: Какие особенности действия силы тяжести вы знаете?

Ученик: Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз к поверхности Земли. Человечество не научилось преодолевать эту силу. Она действует на все тела на Земле.

Учитель: Дайте определение силы упругости (Рисунок 3)

Ученик: Сила, возникающая в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости. Сила упругости обозначается буквой F с индексом F_упр. Это векторная величина, вычисляется F_упр = kX, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры проявления силы упругости

Ученик:

Учитель: Дайте определение силы трения. (Рисунок 4)

Учитель: Приведите примеры проявления силы трения.

Ученик: Санки, скатившись с горы, постепенно останавливаются под действием силы трения санок о снег.

Учитель: Действие всех сил, которые мы с вами ранее изучали и сейчас повторили, мы должны будем учитывать при решении задач по динамике.

Учитель: Деревянный брусок лежит на горизонтальной поверхности стола. Назовите тела, с которыми он взаимодействует. Изобразите силы, действующие на брусок.

Ученик: На брусок действуют сила тяжести и сила упругости опоры (поверхности стола). Эти силы равны, но противоположно направлены.

Учитель: Маленький железный шарик подвешен на тонкой шелковой нити. С какими телами он взаимодействует? Изобразите силы, действующие на него.

Ученик: На шарик действуют сила тяжести и сила упругости нити. Эти силы равны, но противоположно направлены, поэтому шарик в равновесии.

Ученик: Шарик будет падать вертикально вниз под действием его силы тяжести с ускорением =g

Учитель: Предлагаю сделать небольшой эксперимент с предложенными приборами и телами. (Приложение 1 и Приложение 2)

Изучение движения тела под действием силы.

Оборудование: Лист с описанием эксперимента, деревянный брусок, грузы, нить, измерительная линейка, секундомер, динамометр.

Указания к работе.

Дайте ответы на вопросы.

Выберите правильный вариант записи:

(Обычно всё заканчивается тем, что мальчики из двух брусков и двух круглых грузов делают машинку и продолжают с ней эксперимент.)

Учитель: Сегодня вы выполняли эксперимент, который поможет Вам лучше понять 2 закон Исаака Ньютона. Мы с этим законом познакомимся на следующем уроке более подробно.

Учитель: Предлагаю учащимся оценить свою работу и работу своих товарищей на этом уроке.

Домашнее задание: §10 (ответить на вопросы в конце §10), читать §11. Подготовить доклад об Исааке Ньютоне (по желанию).

Дополнительный материал для учащихся: Биография Ньютона (автор не указан) (Приложение 3).

Литература:

Источник

Законы Ньютона

Разработка урока в 9 классе по теме «Законы Ньютона»

Тема урока: Законы Ньютона.

Цели урока:

Тип урока: Обобщение и систематизации знаний.

Форма проведения: Игра-путешествие.

Оборудование: Портрет Ньютона, выставка литера­туры для дополнительного чтения, знак «Извилистая дорога», плакат с эпиграфами.

Эпиграфы:

« Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше»

«Не знаю, чем я могу казаться миру,

но самому себе я кажусь мальчиком,

играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек,

но океан неизвестного лежит передо мной»

Исаак Ньютон (1643-1727 гг.)

Ход урока:

1. Организационный этап.

Вступительное слово учителя.

Ребята! Я рада вас приветствовать на нашем авто и приглашаю совершить увлекательное путешествие по стране Динамики.

Учитель зачитывает и поясняет слова эпиграфа, отмечает, что, по мне­нию Ньютона, свои законы он открыл играючи, просто более внимательно отнёсся к окружающему миру, полному неизведанного.

Поэтому и урок, посвященный законам Ньютона, проводится в виде игры, которая позволит проявиться всем способностям учащихся, расширит их кругозор, научит видеть изученные на уроках закономерности в природе, поможет объяснить многие механические явления.

2. Этап актуализации опорных знаний.

Ребята получают красиво оформленные карточки-билеты.

Прежде, чем отправиться в путешествие, назовите «цену» вашего билета.

Выполняем задание б).

Билеты с заданиями:

1. а) Почему стоящему в движущейся лодке человеку трудно сохранить прежнее положение, если лодка внезапно останав­ливается?

б) Определите массу футбольного мяча, если после удара он приобрел ускорение 500 м/с2, а сила удара равна 420 Н.

в) Почему автомобилю трудно тронуться с места на обледе­нелой улице?

2. а) Как объяснить опускание столбика ртути при встряхива­нии медицинского термометра?

б) С каким ускорением двигался при разбеге реактивный са­молет массой 60 т, если сила тяги двигателей 90 кН?

в) Что произойдет с космонавтом при свободном полете космического корабля, если он выпустит (без толчка) из рук массивный предмет?

3. а) Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизон­тальному шоссе с выключенным двигателем?

б) Мяч массой 0,5 кг после удара, длящегося 0,02 с, приобре­тает скорость 10 м/с. Найти среднюю силу удара.

в) О ветровое стекло движущегося автомобиля ударился ко­мар. Сравнить силы, действующие на комара и автомобиль во время удара.

4. а) На столе лежит брусок. Какие силы действуют на него? Почему брусок покоится? Изобразите силы графически.

б) Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2 м/с2.

в) Лежащая на столе книга давит вниз с некоторой силой. Стол действует на книгу с такой же силой вверх. Можно ли найти равнодействующую этих сил.

5. а) Шарик висит на нити. Какие силы действуют на шарик? Почему он покоится? Изобразите силы графически.

б) Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с2. Какая сила сообщит этому телу ускорение 2 м/с2?

в) Что можно сказать о величине сил, возникающих при взаимодействии двух тел? Обоснуйте свой ответ.

6. а) Парашютист спускается, двигаясь равномерно и прямоли­нейно. Объяснить действие каких сил компенсируются. Сде­лайте чертеж.

б) Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобре­ло ускорение 2 м/с2. Какое ускорение приобретет тело мас­сой 10 кг под действием такой же силы?

в) Барон Мюнхаузен утверждал, что вытащил сам себя из бо­лота за волосы. Обосновать невозможность этого.

3. Этап защиты проектных работ.

Во время нашего путешествия нас будут сопровождать экскурсоводы.

Пожалуйста, Вам слово.

4. Этап практической работы.

«Доверяй, но проверяй!».

Экспериментаторы команды получают экспериментальные задания и приступают к их выполнению. Через несколько минут они должны представить классу сам опыт и анализ его результатов.

В.В.Буров «Фронтальные экспериментальные задания по физике»

«Поездка в автобусе»

Ребята, впереди знак «Извилистая дорога».

Вы – пассажиры автобуса и должны показать, как меняется положение тела пассажира относительно сиденья кресла, т.е. относительно Земли в разных ситуациях.

Автобус плавно отъезжает от остановки.

Автобус резко тормозит.

Поворот влево на большой скорости.

Поворот вправо на большой скорости.

Автобус плавно отъезжает от остановки.

Автобус резко тормозит.

Поворот влево на большой скорости.

Поворот вправо на большой скорости.

Автобус движется равномерно и прямолинейно.

VI. Этап контроля и самоконтроля.

1. Автомобиль движется с постоянной скоростью. Выберите правильное утверждение.

–А. Ускорение автомобиля постоянно и отлично от нуля.

+Б. Равнодействующая всех приложенных к автомобилю сил равна нулю.

–В. На автомобиль действует только сила тяжести.

–Г. На автомобиль действует только сила реакции опоры.

2. Как движется тело массой 0,5 кг под действием силы 2 Н? Выберите правильный ответ.

–А. С постоянной скоростью 0,25 м/с.

–Б. С постоянной скоростью 4 м/с.

3. Как стала бы двигаться Луна, если бы в один момент прекратилось действие на нее силы тяготения со стороны Земли и других космических тел? Выберите правильный ответ.

+А. Равномерно и прямолинейно по касательной к первоначальной траектории движения.

–Б. Прямолинейно по направлению к Земле.

–В. Удаляясь от Земли вдоль прямой, направленной от центра Земли.

–Г. Удаляясь от Земли по спирали.

4. Тело движется по окружности с постоянной скоростью. Отметьте, какие из приведенных четырех утверждений правильные, а какие — неправильные.

–А. Ускорение тела равно нулю.

–Б. Равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю.

–В. Равнодействующая всех приложенных к телу сил постоянна по направлению.

+Г. Равнодействующая всех приложенных к телу сил постоянна по модулю.

1. Самолет летит по горизонтали прямолинейно. Скорость самолета увеличивается прямо пропорционально времени. Выберите правильное утверждение.

–А. Самолет движется равномерно и прямолинейно.

+Б. Равнодействующая всех приложенных к самолету сил отлична от нуля.

–В. Ускорение самолета равно нулю.

–Г. Равнодействующая всех приложенных к самолету сил увеличивается со временем.

–А. Равнодействующая всех приложенных к телу сил равна 4 Н.

–Б. Скорость тела увеличивается прямо пропорционально квадрату времени.

+В. Равнодействующая всех приложенных к телу сил равна 1 Н.

–Г. Равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю.

3. На рисунках изображены некоторые из сил, действующих на тело и опору. Выберите правильное утверждение.

–А. Сила +Б. Сила –В. Сила Источник