Закон ньютона 1 рисунок – Иллюстрация третьего закона Ньютона – Рисунки – Механика – Фотоальбомы

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

Разделы: Физика


Цели и задачи:

  • Повторение ранее изученного материала, необходимого для контроля знаний учащихся и лучшего усвоения новой темы «Законы Ньютона».
  • Познакомить учащихся с первым законом Ньютона. Научить использовать его для объяснения физических процессов.
  • Учить школьников пользоваться физическими приборами, выполнять физический эксперимент, делать выводы о наблюдениях.
  • Вызвать интерес к изучению физики и биографиям великих людей науки.

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:

  • Снег падает на Землю под действием силы тяжести.
  • На машину при торможении действует сила трение.
  • Мяч отскакивает от земли под действием силы упругости.
  • Женщина везёт на санках ребёнка, преодолевая силу трения санок о снег и силу тяжести, действующие на ребёнка и санки.
  • При полете самолета на самолёт действуют сила тяги двигателей, сила притяжения Земли, сила воздушных масс.

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.

Учитель: Рассмотрим условия покоя и равномерного прямолинейного движения . Если тело находиться в покое, означает ли это, что на него не действуют другие тела? Приведите примеры.

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.

F=0, R=0  —> V=0 или V=const, (a=0)

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).

Предлагаю прочитать текст в начале §10 .В нём рассказывается о теории Галилео Галилея и Аристотеля на характер движения тела при отсутствии внешнего воздействия на него.

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

Ученик: Ускорением тела при его равноускоренном движении называется величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло. Ускорение обозначается буквой a, единица измерения – м/с2, является векторной величиной.

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 Fтяж= 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 Fупр. Это векторная величина, вычисляется Fупр = kX, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры проявления силы упругости

Ученик:

  • Когда мы стремимся порвать нить, мы ощущаем её сопротивление. Это проявление силы упругости нити.
  • Когда спортсмены прыгают на батуте, они используют упругие свойства этого спортивного снаряда.

Учитель: Дайте определение силы трения. (Рисунок 4)

Ученик: Сила трения возникает на поверхности соприкосновения прижатых друг к другу тел при относительном перемещении их и препятствует их взаимному перемещению. Силу трения обозначают буквой F с индексом F

тр. Это векторная величина, вычисляется Fтр = μN, измеряется в ньютонах. μ -коэффициент трения скольжения, N-сила давления на поверхность.

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.

Учитель: Что произойдет, если сила тяжести, действующая на шарик ,будет больше силы упругости нити?

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.

  1. Укажите пределы измерения приборов, цену их деления и погрешность измерения.
  2. Создайте соединение предметов, имеющих возможность двигаться горизонтально и самостоятельно.
  3. Сравните скорость движения этой системы при различных вариантах соединения приборов.
  4. Сделайте рисунки полученной установки. Запишите ваши выводы из наблюдений.
Таблица
Измерительные приборы Пределы измерения Цена деления Погрешность измерения
Нижний Верхний
Динамометр        
Измерительная линейка        
Секундомер        

Дайте ответы на вопросы.

  1. Какая существует зависимость скорости движения тела от его массы, если сила тяги является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)
  2. Какая существует зависимость скорости движения тела от силы тяги, если масса является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)

Выберите правильный вариант записи:

Vср~1/m; Vср~m ; Vср~1/F; Vср~F;

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

Ученик: Правильные выводы: скорость бруска - обратно пропорциональна его массе, скорость бруска - прямо пропорциональна силе действующей на него.

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:

  1. А.В. Пёрышкин. «Физика 7 класс», Дрофа: – Москва, 2009.
  2. А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник «Физика 9 класс», Дрофа: – Москва, 2009.
  3. В.Ф. Шаталов, В.М. Шейман, А.А. Хайт «Опорные конспекты по кинематике и динамике», Просвещение: – Москва, 1989.
  4. Колбергенов Г. и др. «Физика в таблицах и схемах для школьников», «Лист Нью»: – Москва, 2004.
  5. Ю.С. Куперштейн, А.Е. Марон «Физика 9 класс. Опорные конспекты и дифференцированные задачи», С.-Петербург, 1994.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Первый закон Ньютона - Физика - Мастер-класс

Первый закон Ньютона

Раздел механики, который описывает причины движения тел, называется динамикой. Главной задачей динамики является раскрытие закономерных связей между движением и причинами, которые изменяют или порождают движение. Основные понятия и законы механики сформулировал выдающийся английский физик Исаак Ньютон. Но еще до Ньютона Галилео Галилей пришел к выводу, что причиной изменения движения является взаимодействие тел. Он первым обратил внимание на то, что равномерное прямолинейное движение относительно Земли не влияет на ход всех механических процессов.

Принцип относительности Галилея: во всех инерциальных системах отсчета законы движения одинаковы.

Мы живем в мире различных тел, которые постоянно действуют друг на друга, в результате их скорость меняется. Это действие невозможно устранить, его можно только скомпенсировать. Тогда тело не будет изменять свое движение, его скорость будет оставаться неизменной. В этом заключается явление инерции.

Инерция - это явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел. Форму закона механики, который играет общую важную роль в природе, этому явлению дал Ньютон.

И закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых тела, которые движутся поступательно, сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела, или действие других тел скомпенсирован. Такие системы отсчета называют инерциальными.

Инерциальные системы отсчета - системы отсчета, относительно которых тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно при условии компенсации действия на него других тел.

Для расчета практически всех движений вблизи земной поверхности систему отсчета, связанную с Землей, можно рассматривать как інерціальну. Но при рассмотрении движения космических тел, других планет считать эту систему инерциальной нельзя, потому что Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца.

na-uroke.in.ua

нерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона :: Класс!ная физика

ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА

Системы отсчета, в которых выполняется 1-й закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета.
Все системы отсчета, движущиеся прямолинейно и равномерно относительно данной инерциальной системы отсчета, тоже являются инерциальными.
Системы отсчета, движущиеся относительно любой инерциальной системы отсчета с ускорением, являются неинерциальными.

В реальной жизни Землю можно считать инерциальной системой отсчета при исследовании движения автомобиля и нельзя – при исследовании полета ракеты, т.к. приходится учитывать вращение Земли.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН НЬЮТОНА

Современная формулировка первого закона Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, в которых тела сохраняют свою скорость неизменной,
если на них не действуют другие тела.

ПРЕДЛАГАЮ ПОДУМАТЬ !

над задачами №112, 113, 114, 115 , 116 из задачника Рымкевича.

КНИЖНАЯ ПОЛКА

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

есть возможность блеснуть эрудицией и написать сообщение на тему " Исаак Ньютон".
Сообщение должно обязательно содержать ответы на следующие вопросы:

1 Когда родился И.Ньютон?
2 В каком университете учился Ньютон с 1661 года?
3 К какой группе студентов принадлежал Ньютон?
4 Сколько лет было Ньютону, когда он стал профессором Кембриджского университета?
5 В какой области физики работал Ньютонв первые годы своей профессорской деятельности?
6 Какое предложение получил Ньютон в 1696 году от министра финансов Англии?
7 Каков вклад Ньютона в криминалистику?
8 В какой работе изложены его знаменитые законы?
9 Кто поведал миру легенду о знаменитом яблоке, упавшем на голову Ньютона?
10 В какой "науке" усилия Ньютона превосходили все то,что он потратил на физику и математику?
11 Какие открыти сделал Ньютон в области оптики?
12 Достиг ли Ньютон вершин славы и признания при жизни? Чем он был удостоен?
13 Где похоронен Ньютон, и какие слова начертаны на его памятнике в Кембридже?

А ТЕПЕРЬ
ПОРА ОТДОХНУТЬ !

Пьем чай и познаем окружающий мир!

СПОРТИВНАЯ ШАЙБА


Физику на заметку.


Миллионы резиновых хоккейных шайб ежегодно выпускают в мире. А сделать хорошую шайбу не так уж и просто.


Одиннадцать составных частей входят в специальную резиновую смесь. Здесь и каучук, и сажа, и сера, и даже цинковые белила...

Все это тщательно перемешивается и формуется в резиновые пласты. Из них специальными трубчатыми резаками, примерно так же, как выдавливают из теста кружки перевернутым стаканом, нарезают круглые заготовки. Затем будущие шайбы вулканизируют в специальных пресс-формах при высокой температуре. Теперь шайбы становятся упругими, и больше не боятся мороза. Потом их подвергают окончательной отделке: обрезают заусенцы, «шерохуют» — так называется операция нанесения рисок на ребро шайбы. Тех самых рисок, которые обеспечивают хорошее сцепление резинового диска с клюшкой.

Процесс длится около суток. А когда он закончен, на некоторые шайбы наносят сверху еще и рисунок .

class-fizika.narod.ru

1.7. Первый закон Ньютона. Масса. Сила

1.7. Первый закон Ньютона. Масса. Сила

Глава 1. Механика

Основы динамики


1.7. Первый закон Ньютона. Масса. Сила

При движении тела его скорость может изменяться по модулю и направлению. Это означает, что тело двигается с некоторым ускорением . В кинематике не ставится вопрос о физической причине, вызвавшей ускорение движения тела. Как показывает опыт, любое изменение скорости тела возникает под влиянием других тел. Динамика рассматривает действие одних тел на другие как причину, определяющую характер движения тел.

Взаимодействием тел принято называть взаимное влияние тел на движение каждого из них.

Раздел механики, изучающий законы взаимодействия тел, называется динамикой.

Законы динамики были открыты в 1687 г. великим ученым И. Ньютоном. Сформулированные им закона динамики лежат в основе так называемой классической механики. Законы Ньютона следует рассматривать как обобщение опытных фактов. Выводы классической механики справедливы только при движении тел с малыми скоростями, значительно меньшими скорости света c.

Самой простой механической системой является изолированное тело, на которое не действуют никакие тела. Так как движение и покой относительны, в различных системах отсчета движение изолированного тела будет разным. В одной системе отсчета тело может находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью, в другой системе это же тело может двигаться с ускорением.

Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.

Впервые закон инерции был сформулирован Г. Галилеем (1632 г.). Ньютон обобщил выводы Галилея и включил их в число основных законов движения.

В механике Ньютона законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета.

При описании движения тел вблизи поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, приближенно можно считать инерциальными. Однако, при повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси.

Примером тонкого механического эксперимента, в котором проявляется неинерциальность системы, связанной с Землей, служит поведение маятника Фуко. Так называется массивный шар, подвешенный на достаточно длинной нити и совершающий малые колебания около положения равновесия. Если бы система, связанная с Землей, была инерциальной, плоскость качаний маятника Фуко относительно Земли оставалась бы неизменной. На самом деле плоскость качаний маятника вследствие вращения Земли поворачивается, и проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки (рис. 1.7.1).

Рисунок 1.7.1.

Поворот плоскости качаний маятника Фуко

С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Эту систему использовал Ньютон при формулировании закона всемирного тяготения (1682 г.).

Инерциальных систем существует бесконечное множество. Система отсчета, связанная с поездом, идущим с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, – тоже инерциальная система (приближенно), как и система, связанная с Землей. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Ускорения какого-либо тела в разных инерциальных системах одинаковы (см. §1.2).

Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу.

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т. е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям, приобретаемым телами в результате их взаимодействия.

В этом соотношении величины и следует рассматривать как проекции векторов и на ось OX (рис. 1.7.2). Знак «минус» в правой части формулы означает, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны.

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг).

Масса любого тела может быть определена на опыте путем сравнения с массой эталона (mэт = 1 кг). Пусть m1 = mэт = 1 кг. Тогда

Масса тела – скалярная величина. Опыт показывает, что если два тела с массами m1 и m2 соединить в одно, то масса m составного тела оказывается равной сумме масс m1 и m2 этих тел:

Это свойство масс называют аддитивностью.

Рисунок 1.7.2.Сравнение масс двух тел.

Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую природу: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной. Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой.

Для измерения сил необходимо установить эталон силы и способ сравнения других сил с этим эталоном.

В качестве эталона силы можно взять пружину, растянутую до некоторой заданной длины. Модуль силы F0, с которой эта пружина при фиксированном растяжении действует на прикрепленное к ее концу тело, называют эталоном силы. Способ сравнения других сил с эталоном состоит в следующем: если тело под действием измеряемой силы и эталонной силы остается в покое (или движется равномерно и прямолинейно), то силы равны по модулю F = F0 (рис. 1.7.3).

Рисунок 1.7.3.Сравнение силы с эталоном.

Если измеряемая сила F больше (по модулю) эталонной силы, то можно соединить две эталонные пружины параллельно (рис. 1.7.4). В этом случае измеряемая сила равна 2F0. Аналогично могут быть измерены силы 3F0, 4F0 и т. д.

Рисунок 1.7.4.Сравнение силы с эталоном.

Измерение сил, меньших 2F0, может быть выполнено по схеме, показанной на рис. 1.7.5.

Рисунок 1.7.5.Сравнение силы с эталоном.

Эталонная сила в Международной системе единиц называется ньютон (Н).

Сила в 1 Н сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2

На практике нет необходимости все измеряемые силы сравнивать с эталоном. Для измерения сил используют пружины, откалиброванные описанным выше способом. Такие откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра (рис. 1.7.6).

Рисунок 1.7.6.Измерение силы по растяжению пружины. При равновесии

Интерактивная физика

www.askskb.net

Второй закон Ньютона. 9-й класс

Разделы: Физика


Цель: сформировать понятие “сила” как количественную характеристику действия одного тела на другое; сформулировать закон Ньютона и указать границы применимости закона.

Задачи:

  1. Активизировать знания учащихся по теме “Сила” (домашнее задание: повторить материал 7-м класса по теме “Сила”) и углубить понятие на конкретных примерах;
  2. Решить проблемную ситуацию: выяснить от чего зависит действие силы на тело и к чему это приводит;
  3. Закрепить полученный закон на примерах и уточнить границы применимости закона.

Ход урока:

I Организационный момент. Проверка отсутствующих, запись числа и темы урока в тетрадях.

На доске: Второй закон Ньютона.

II Подготовка к изучению нового материала.

Вопросы для повторения:

1. Что изучает динамика?

2. Инерция. Примеры проявления.

3. Объяснения первого закона Ньютона на примере.

4. Может ли тело сохранять скорость в одной системе отсчета, но изменить её в другой. Поясните.

III Изучение нового материала:

а) Понятие “Сила”.

Вопросы для определения понятия:

1. Что такое “сила”? Причиной чего является сила?

2. Почему тело совершает движение, что этому способствует?

3. Что при этом изменяется (указать какие характеристики движения изменяются и почему)?

4. Что такое равнодействующая и какой смысл она несет при взаимодействии тел?

б) Доказать, что ускорение прямо пропорциональна силе.

Рассмотрим рисунок (учащиеся переносят рисунок в тетрадь):

I случай: а) m1=m2, V1 =V2;

б) m1=m2, V1 V2 ( V1V2 ).

Вопросы для рассмотрения:

  1. Какое ускорение имеют тележки до столкновения?
  2. Какое ускорение у тележек после столкновения?
  3. Что изменилось. Почему?
  4. Какой вывод можно сделать?

Вывод: ускорение прямо пропорционально действующей силе. (можно сделать буквенную запись, тогда хорошо будет видна зависимость)

в) Доказать, что ускорение обратно пропорционально массе тела.

Вернемся к рисунку, но рассмотрим другой случай:

II случай: а) m1m2( m1m2), V1=V2;

б) m1m2 ( m1m2), V1V2 ( V1V2).

Вопросы для рассмотрения:

1. Как произойдет взаимодействие?

2. Что изменить и почему?

3. Что произойдет, если изменить скорости тел?

4. Что называют инертностью?

5. Какой вывод можно сделать?

Вывод: тело приобретает большее ускорение, если его масса мала, следовательно, ускорение обратно пропорционально массе тела. (можно сделать буквенную запись, тогда будет видно хорошо зависимость)

IV Обобщение полученных выводов и формулировка закона Ньютона.

Следовательно, второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально взаимодействующей силе и обратно пропорционально массе этого тела.

Математическая запись закона: а=

V Границы применимости закона:

  1. Закону подчиняются небесные тела, мельчайшие частицы, гонимые ветром.
  2. Если отталкивать от себя пустую тележку и груженую, то пустой тележке сообщается большая скорость, а следовательно она приобретает большее ускорение.

VI Решение примера:
Поезд массой 500 т трогается с места, через 25 с скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.

Дано:

M= 500 т (СИ: 500000 кг)
t= 25 с


F= ?

Решение:

а= а=
V0=0 F= M ; F= 10 Н

Ответ: 100000 Н.

VII Домашнее задание

* Все, что выделено полужирным шрифтом, учитель пишет на доске, а учащиеся в тетради.

Поделиться страницей:

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Второй закон Ньютона | ЭТО ФИЗИКА

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета.

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в  динамике вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила  а также способы их измерения. Первая из этих величин – масса – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая – сила   – является количественной мерой действия одного тела на другое.

Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории:

1.         Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам:

  2.         Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенным силам:  ; при m=const

Обобщая подобные наблюдения, Ньютон вывел основной закон динамики, который формулируется так:

Ускорение тела прямо пропорционально сумме действующих на него сил и обратно пропорционально массе тела.

Второй закон Ньютона позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса m и действующая на тело сила :

В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2. Эта единица называется Ньютоном (Н). Ее принимают в СИ за эталон силы:

Если на тело одновременно действуют несколько сил (например,    и   то под силой   в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил:

 

 

Рисунок 1.8.1.

Сила  – равнодействующая силы тяжести  и силы нормального давления  действующих на лыжника на гладкой горе. Сила  вызывает ускорение лыжника

Если равнодействующая сила  то тело будет оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Таким образом, формально второй закон Ньютона включает как частный случай первый закон Ньютона, однако первый закон Ньютона имеет более глубокое физическое содержание – он постулирует существование инерциальных систем отсчета.

www.its-physics.org

конспект открытого "Законы движения Ньютона"

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального

образования Московской области «Подмосковный колледж Энергия»

ПЛАН - КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА

ИЛЬИНОЙ ТАТЬЯНЫ ВАСИЛЬЕВНЫ

Тема: Динамика

«Законы движения Ньютона»

Оптимизация учебного процесса

ГБОУ СПО МО «ПК ЭНЕРГИЯ» г. Электроугли

1 курс специальность

«Экономика и бухгалтерский учёт»

Урок проведен «3» октября 2015 г.

Протокол открытого урока № ______от « » _________2015 г.

Электроугли – 2015 г.

План-конспект урока

ТЕМА 2. Динамика

ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ НЬЮТОНА

УРОК № 5. Решение задач на применение законов Ньютона

ТИП УРОКА: комбинированный

ВИД УРОКА: традиционный в сочетании с программными педагогическими средствами

ЦЕЛЬ УРОКА: передать три закона Ньютона в одной иллюстрации, дать возможность обучаемым наглядно вникнуть в законы движения. Привлечь внимание к изучению физического процесса на плакате, понять явление по своему сценарию. Научиться применять законы Ньютона к анализу явлений окружающего мира; применять знания на уроке к решению физических задач; усвоить характерные особенности законов.

ЗАДАЧИ УРОКА:

Образовательные: выявить уровень усвоения формул законов Ньютона и их применения. Повторить знания о параметрах характеризующих массу, скорость, ускорении, силу. Почему тело движется равноускоренно? Как возникает сила. При каких условиях тело движется без воздействия внешних сил. Что такое действие и противодействие.

Воспитательные: показать значение работ Ньютона, область их применения.

Развития мышления: проверить уровень самостоятельного мышления, пробудить творческий поиск.

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: компьютер, мультимедийный проектор, иллюстрация Законы движения Ньютона.

ХОД УРОКА:

I. Иллюстрация

Рисунок 1

1. «Рыцарь» копьём толкнул модель автомобиля массой один килограмм, в результате за одну секунду она сдвинулась на один метр, приобретя скорость

V1 = 1м /с.

  1. Определим ускорение a = V1 – V0 / t1t0 = 1 м /с2.

  2. Определим силу F, необходимую для сдвига модели массой m= 1 кг за время t =1 с. Она равна 1 Н. F = ma это второй закон Ньютона.

F = 1 кг1 м /с2 =1 Н.

Эту силу назвали в честь Исаака Ньютона, рисунок 2

  1. Модель с коробкой ударилась о кирпичную стену с силой 1 Н. Это

третий закон Ньютона – действие и противодействие

(модель автомобиля и неподвижная стена).

Модель автомобиля и стена действуют друг на друга с равными

силами, но направленными в противоположные стороны

F = - F, рисунок 3

5. На иллюстрации видно, что в момент столкновения коробка имела скорость 1м /с и с этой же скоростью коробка продолжала двигаться

по прямой линии до тех пор пока на неё не подействовали внешние

силы. Это первый закон Ньютона – закон инерции, рисунок 4

Все три закона не учитывают силы трения

II. Обучаемые, с целью понятия всех трёх законов Ньютона в одной иллюстрации интерпретируют её в своих тетрадях.

III. В тетрадях делают аналитический расчёт пройденного пути модели автомобиля массой 1 кг, при воздействии силы в один ньютон. Данные расчётов занося в сводную таблицу, рисунок 5. Строят графики зависимости скорости, ускорения и пройденного пути от времени V = f(t), a = f(t), S = f(t), рисунок 6 графики.

Рекомендации: для построения графика S = f(t).

  1. Ось абсцисс (временная ось) в одну секунду. Делим на пять равных частей.

  2. Ускорение, a = const, a =

  3. По графику скорости V = f(t) определяем скорости в каждый интервал времени методом интерполяции.

  4. Определяем среднюю скорость

Vср 1 = (V0,2 - V0) / 2 = 0,2 - 0/2 = 0,1 м/с

Vср 2 = (V0,4 - V0) / 2 = 0,4 - 0/2 = 0,2 м/с

Vср 3 = (V0,6 - V0) / 2 = 0,6 - 0/2 = 0,3 м/с

Vср 4 = (V0,8 - V0) / 2 = 0,8 - 0/2 = 0,4 м/с

Vср 5 = (V1,0 - V0) /2 = 0,2 - 0/2 = 0,5 м/с

  1. Определяем пройденный путь S1-5 за интервал времени t =0,2c по формуле: S = Vср t +at2 /2

IV. Домашнее задание. С помощью компьютера (или без него) и приложения Paint изобразить Законы движения Ньютона в одной иллюстрации по своему видению. Для желающих и имеющих программу «Живая физика» создать анимацию

Приложения

  1. Рисунок 1 «Законы Ньютона в одной иллюстрации»

  2. Рисунок 2 «Второй закон Ньютона»

  3. Рисунок 3 «Третий закон Ньютона»

  4. Рисунок 4 «Первый закон Ньютона»

  5. Рисунок 5 Сводная таблица

  6. Рисунок 6 Графики V = f(t), a = f(t), S = f(t)

Список литературы

  1. Г.Я. Мякишев Б.Б. Буховцев Н. Н. Сотский Физика 10 класс Москва «Просвещение» 2010

  2. Н. А. Манько Физика Полный курс Мультимедийный репетитор «Питер Пресс», 2009

3. Т. В. Ильина Интенсификация учебного процесса Законы движения Ньютона теоретический и научно – методический журнал «Специалист» № 3 Москва 2008

4. « Живая физика» Учебно - методический комлект Москва 2000

Ильина Т. В.

Рисунок иллюстрация трёх законов Ньютона

ПРИЛОЖЕНИЯ

Рисунок 1

Рисунок Второй закон Ньютона

Рисунок 2

Рисунок 4

Рисунок 3

Аналитический расчёт пройденного пути модели массой m = 1 кг при воpдействии силы

F = 1 ньютон

Пройденный путь

,

Интервал времени

Ускорение

,

Средняя скорость

,

Расчёт по формуле

,

0,2

1

0,1

=0,1·0,2+0,5.0,4=

0,4

1

0,2

0,6

1

0,3

0,8

1

0,4

1

1

0,5

Рисунок 5

Графики

Скорости V= f (t) , пройденного пути S = f (t), ускорения a = f(t)

Рисунок 6

infourok.ru