Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Основные понятия и законы динамики.
а в б v v v Наждачная бумага Обычный стол Стекло Сопротивление силы трения
Галилео Галилей (1564-1642 На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости Скорость любого тела изменяется только в результате его взаимодействия с другими телами. Инерция – явление сохранения скорости движения тела при отсутствии внешних воздействий.
Первый закон Ньютона. Закон инерции (первый закон Ньютона, первый закон механики): всякое тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела. Инертность тел – свойство тел сохранять своё состояние покоя или движения с постоянной скоростью. Инертность разных тел может быть различной. (1643-1727)
Система отсчета называется инерциальной, если она покоится или движется равномерно и прямолинейно Система отсчета, движущаяся с ускорением, является неинерциальной m F F у т Действие одного тела на другое называют силой. F- действие земли – сила тяжести т у F - действие нити – сила упругости
F т F у Устраним действие нити Мысленно устраним действие Земли
Теперь вообразим что устранены оба действия на шарик, логика подсказывает что он должен остаться в состоянии покоя
m F у F т Представим теперь что этот шарик покоится в вагоне, движущийся равномерно и прямолинейно. При этом на него действую те же тела Земля и нить, причем оба эти действия уравновешиваются. Однако относительно Земли шарик не находится в покое, он движется равномерно и прямолинейно.
Обобщая оба эти примера можно сделать вывод: Тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют или их действия уравновешены (скомпенсированы). С точки зрения современных представлений первый закон Ньютона формулируется так: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действую другие тела.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Открытый урок Первый закон Ньютона
Причины движения. Причины изменения скорости. Первый закон Ньютона. Принцип инерции. Экспериментальное подтверждение закона инерции. Относительность движения и покоя. Преобразо...
Презентация
на тему:
Законы Ньютона
Законы Ньютона
три закона, лежащие в основе классической механики и позволяющие записать уравнения движения для любой механической системы, если известны силовые взаимодействия для составляющих её тел.
Законы Ньютона - в зависимости от того, под каким углом на них посмотреть,- представляют собой либо конец начала, либо начало конца классической механики.
В любом случае это поворотный момент в истории физической науки - блестящая компиляция всех накопленных к тому историческому моменту знаний о движении физических тел в рамках физической теории, которую теперь принято именовать классической механикой.
Можно сказать, что с законов движения Ньютона пошел отсчет истории современной физики и вообще естественных наук.
Мыслители и математики веками пытались вывести формулы для описания законов движения материальных тел.
Древним философам даже в голову не приходило, что небесные тела могут двигаться по орбитам, отличающимся от круговых; в лучшем случае возникала идея, что планеты и звезды обращаются вокруг Земли по концентрическим (то есть вложенным друг в друга) сферическим орбитам.
Почему? Да потому, что еще со времен античных мыслителей Древней Греции никому не приходило в голову, что планеты могут отклоняться от совершенства, воплощением которой и является строгая геометрическая окружность.
Нужно было обладать гением Иоганна Кеплера, чтобы честно взглянуть на эту проблему под другим углом, проанализировать данные реальных наблюдений и вывести из них, что в действительности планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим траекториям.
Представьте себе что-то типа легкоатлетического молота - ядро на конце струны, раскручиваемое вами вокруг вашей головы.
Ядро в этом случае движется не по прямой, а по окружности - значит, согласно первому закону Ньютона, его что-то удерживает; это «что-то» - и есть центростремительная сила, которую вы прилагаете к ядру, раскручивая его. Реально вы и сами можете ее ощутить - рукоять легкоатлетического молота ощутимо давит вам на ладони.
Если же вы разожмете руку и выпустите молот, он - в отсутствие внешних сил - незамедлительно отправится в путь по прямой.
Точнее будет сказать, что так молот поведет себя в идеальных условиях (например, в открытом космосе), поскольку под воздействием силы гравитационного притяжения Земли он будет лететь строго по прямой лишь в тот момент, когда вы его отпустили, а в дальнейшем траектория полета будет всё больше отклоняться в направлении земной поверхности.
Если же вы попробуете действительно выпустить молот, выяснится, что отпущенный с круговой орбиты молот отправится в путь строго по прямой, являющейся касательной (перпендикулярной к радиусу окружности, по которой его раскручивали) с линейной скоростью, равной скорости его обращения по «орбите».
Теперь заменим ядро легкоатлетического молота планетой, молотобойца - Солнцем, а струну - силой гравитационного притяжения:
вот вам и ньютоновская модель Солнечной системы.
Такой анализ происходящего при обращении одного тела вокруг другого по круговой орбите на первый взгляд кажется чем-то само собой разумеющимся, но не стоит забывать, что он вобрал в себя целый ряд умозаключений лучших представителей научной мысли предшествующего поколения (достаточно вспомнить Галилео Галилея). Проблема тут в том, что при движении по стационарной круговой орбите небесное (и любое иное) тело выглядит весьма безмятежно и представляется пребывающим в состоянии устойчивого динамического и кинематического равновесия. Однако, если разобраться, сохраняется только модуль (абсолютная величина) линейной скорости такого тела, в то время как ее направление постоянно меняется под воздействием силы гравитационного притяжения. Это и значит, что небесное тело движется равноускоренно. Кстати, сам Ньютон называл ускорение «изменением движения».
Первый закон Ньютона играет и еще одну важную роль с точки зрения нашего естествоиспытательского отношения к природе материального мира.
Он подсказывает нам, что любое изменение в характере движения тела свидетельствует о присутствии внешних сил, воздействующих на него.
Условно говоря, если мы наблюдаем, как железные опилки, например, подпрыгивают и налипают на магнит, или, доставая из сушилки стиральной машины белье, выясняем, что вещи слиплись и присохли одна к другой, мы можем чувствовать себя спокойно и уверенно: эти эффекты стали следствием действия природных сил (в приведенных примерах это силы магнитного и электростатического притяжения соответственно).
Если первый закон Ньютона помогает нам определить, находится ли тело под воздействием внешних сил, то второй закон описывает, что происходит с физическим телом под их воздействием.
Чем больше сумма приложенных к телу внешних сил, гласит этот закон, тем большее ускорение приобретает тело. Это раз. Одновременно, чем массивнее тело, к которому приложена равная сумма внешних сил, тем меньшее ускорение оно приобретает. Это два. Интуитивно эти два факта представляются самоочевидными, а в математическом виде они записываются так: F = ma
где F - сила, m - масса, а - ускорение.
Это, наверное, самое полезное и самое широко используемое в прикладных целях из всех физических уравнений.
Достаточно знать величину и направление всех сил, действующих в механической системе, и массу материальных тел, из которых она состоит, и можно с исчерпывающей точностью рассчитать ее поведение во времени.
Именно второй закон Ньютона придает всей классической механике ее особую прелесть - начинает казаться, будто весь физический мир устроен, как наиточнейший хронометр, и ничто в нем не ускользнет от взгляда пытливого наблюдателя.
Назовите мне пространственные координаты и скорости всех материальных точек во Вселенной, словно говорит нам Ньютон, укажите мне направление и интенсивность всех действующих в ней сил, и я предскажу вам любое ее будущее состояние. И такой взгляд на природу вещей во Вселенной бытовал вплоть до появления квантовой механики.
За этот закон, скорее всего, Ньютон и снискал себе почет и уважение со стороны не только естествоиспытателей, но и ученых-гуманитариев и попросту широких масс.
Его любят цитировать (по делу и без дела), проводя самые широкие параллели с тем, что мы вынуждены наблюдать в нашей обыденной жизни, и притягивают чуть ли не за уши для обоснования самых спорных положений в ходе дискуссий по любым вопросам, начиная с межличностных и заканчивая международными отношениями и глобальной политикой.
Ньютон, однако, вкладывал в свой названный впоследствии третьим закон совершенно конкретный физический смысл и едва ли замышлял его в ином качестве, нежели как точное средство описания природы силовых взаимодействий.
Тут важно понимать и помнить, что речь у Ньютона идет о двух силах совершенно разной природы, причем каждая сила воздействует на «свой» объект.
Когда яблоко падает с дерева, это Земля воздействует на яблоко силой своего гравитационного притяжения (вследствие чего яблоко равноускоренно устремляется к поверхности Земли), но при этом и яблоко притягивает к себе Землю с равной силой.
А то, что нам кажется, что это именно яблоко падает на Землю, а не наоборот, это уже следствие второго закона Ньютона. Масса яблока по сравнению с массой Земли низка до несопоставимости, поэтому именно его ускорение заметно для глаз наблюдателя. Масса же Земли, по сравнению с массой яблока, огромна, поэтому ее ускорение практически незаметно. (В случае падения яблока центр Земли смещается вверх на расстояние менее радиуса атомного ядра.)
По совокупности же три закона Ньютона дали физикам инструменты, необходимые для начала комплексного наблюдения всех явлений, происходящих в нашей Вселенной.
И, невзирая на все колоссальные подвижки в науке, произошедшие со времен Ньютона, чтобы спроектировать новый автомобиль или отправить космический корабль на Юпитер, вы воспользуетесь все теми же тремя законами Ньютона.
Урок №
Тема: «Инерциальные системы отсчета. I закон Ньютона»
Цели урока:
Раскрыть содержание 1-го закона Ньютона.
Сформировать понятие инерциальной системы отсчёта.
Показать важность такого раздела физики как «Динамика».
Задачи урока:
1.Узнать что изучает раздел физики динамика,
2.Узнать различие инерциальной и не инерциальной системы отсчета,
Понять применение первого закона Ньютона в природе и его физический смысл
В ходе урока демонстрируется презентация.
Ход урока
Содержание этапа урока
Деятельность учащихся
Номер слайда
Ледокол «Зеркало»
Раздать карточки, дети пусть сами вписывают фамилии, посадить оценщика
Повторение
В чём состоит главная задача механики?
Зачем введено понятие материальной точки?
Что такое система отсчета? Для чего она вводится?
Какие виды систем координат вы знаете?
Почему тело изменяет свою скорость?
Поднятия настроение, мотивация
1-5
II. Новый материал
Кинематика (греч. "кинематос" – движение) – это раздел физики, в котором рассматриваются различные виды движения тел без учета влияния сил, действующих на эти тела.
Кинематика отвечает на вопрос:
"Как описать движение тела?"
В ещё одном разделе механики - динамике - рассматривается взаимное действие тел друг на друга, которое является причиной изменения движения тел, т.е. их скоростей.
Если кинематика отвечает на вопрос: «как движется тело?» , то динамика выясняет, почему именно так .
В основе динамики лежат три закона Ньютона.
Если неподвижно лежащее на земле тело начинает двигаться, то всегда можно обнаружить предмет, который толкает это тело, тянет или действует на него на расстоянии (например, если к железному шарику поднесем магнит).
Учащиеся изучают схему
Эксперимент 1
Возьмем любое тело (металлический шарик, кусок мела или ластик) в руки и разожмем пальцы: шарик упадет на пол.
Какое тело подействовало на мел? (Земля.)
Эти примеры говорят о том, что изменение скорости тела всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо других тел. Если на тело не действуют другие тела, то скорость тела никогда не меняется, т.е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.
Учащиеся выполняют эксперимент, затем анализируют по модели, делают выводы, делают записи в тетради
Щелчком мыши запускается модель эксперимента
Этот факт совсем не является само собой разумеющимся. Понадобился гений Галилея и Ньютона, чтобы его осознать.
Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков, все были убеждены: для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) действовало на него. Аристотель считал покой относительно Земли естественным состоянием тела, не требующим особой причины.
В действительности же свободное тело, т.е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, может сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое. Только действие со стороны других тел способно изменить его скорость. Если бы не было трения, то автомобиль при выключенном двигателе сохранял бы свою скорость постоянной.
Первый закон механики, или закон инерции, как его часто называют, был установлен еще Галилеем. Но строгую формулировку этого закона дал и включил его в число основных законов физики Ньютон. Закон инерции относится к самому простому случаю движения - движению тела, на которое не оказывают другие тела. Такие тела называют свободными телами.
Рассматривается пример систем отсчёта, в которых закон инерции не выполняется.
Учащиеся делают записи в тетради
Первый закон Ньютона формулируется так:
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.
Такие системы отсчета называют инерциальными (ИСО).
Раздаются карточки по группам и
рассмотрим следующие примеры:
Персонажи басни «Лебедь, рак и щука»
Тело, плавающее в жидкости
Самолёт, летящий с постоянной скоростью
Учащиеся рисуют постер где указывают силы действующие на тело.Защита постера
Кроме того, нельзя поставить ни одного опыта, который бы в чистом виде показал, как движется тело, если на него не действуют другие тела (Почему?). Но имеется один выход: надо поставить тело в условия, при которых влияние внешних воздействий можно делать все меньше и меньше, и наблюдать, к чему это ведет.
Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.
III. Закрепление изученного
Вопросы для закрепления:
В чем состоит явление инерции?
В чем состоит I закон Ньютона?
При каких условиях тело может двигаться прямолинейно и равномерно?
Какие системы отсчета используются в механике?
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы
Гребцы, пытающиеся заставить лодку двигаться против течения, не могут с этим справиться, и лодка остается в покое относительно берега. Действие каких тел при этом компенсируется?
Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается. (В системе отсчета, связанной с Землей, первый закон Ньютона выполняется. В системе отсчета, связанной с вагонам, первый закон Ньютона не выполняется.)
Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно? (Никаким.)
Задачи и упражнения на закрепление:
С целью закрепления материала можно предложить ряд качественных задач по изученной теме, например:
1.Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по
льду?
2. Назовите тела, действие которых компенсируется в следующих случаях: а) айсберг плывет в океане; б) камень лежит на дне ручья; в) подводная лодка равномерно и прямолинейно дрейфует в толще воды; г) аэростат удерживается у земли канатами.
3. При каком условии пароход, плывущий против течения, будет иметь постоянную скорость?
Можно предложить и ряд чуть более сложных задач на понятие инерциальной системы отсчета:
1. Система отсчета жестко связана с лифтом. В каких из приведенных ниже случаях систему отсчета можно считать инерциальной? Лифт: а) свободно падает; б) движется равномерно вверх; в) движется ускоренно вверх; г) движется замедленно вверх; д) движется равномерно вниз.
2. Может ли тело в одно и то же время в одной системе отсчета сохранять свою скорость, а в другой - изменять? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.
3. Строго говоря, связанная с Землей система отсчета не является инерциальной. Обусловлено ли это: а) тяготением Земли; б) вращением Земли вокруг своей оси; в) движением Земли вокруг Солнца?
А теперь проверим ваши знания, которые вы получили сегодня на уроке
Взаимопроверка, ответы на экране
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы
Учащиеся выполняют тест
Тест в формате Excel
(ТЕСТ.xls )
Домашнее задание
Выучить §10, письменно ответить на вопросы в конце параграфа;
Выполнить упражнение 10;
Желающим: подготовить сообщения по темам «Античная механика», «Механика эпохи Возрождения», «И.Ньютон».
Учащиеся делают записи в тетради.
Список использованной литературы
Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика для поступающих в ВУЗы: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. – М.: Наука, 1982.
Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX века): Справ. пособие. – М.: Высшая школа, 1989.
Громов С. В. Физика 10 класс.: Учебник для 10 класса общеобразовательных учебных заведений. – 3-е изд., стереотип. – М.: Просвещение 2002
Гурский И.П. Элементарная физика с примерами решения задач: Учебное руководство /Под ред. Савельева И.В. – 3-е изд., перераб. – М.: Наука, 1984.
Перышки А. В. Гутник Е. М. Физика.9-й кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. – 9-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2005.
Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики: Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1983.
Касьянов В.А. Физика.10-й кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2003.
Кабарди О. Ф. Орлов В. А. Зильберман А. Р. Физика. Задачник 9-11 кл
Куперштейн Ю. С. Физика Опорные конспекты и дифференцированные задачи 10 кл Петербург, БХВ 2007
Методика преподавания физики в средней школе: Механика; пособие для учителя. Под ред. Э.Е. Эвенчик. Издание второе, переработанное. – М.: Просвещение, 1986.
Перышкин А. В. Физика.7-й кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. – 4-е изд., исправленное. – М.: Дрофа, 2001
Прояненкова Л. А Стефанова Г. П. Крутова И. А. Поурочное планирование к учебнику Громова С.В., Родина Н.А. «Физика 7 кл» М.:«Экзамен», 2006
Современный урок физики в средней школе /В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова, А.И. Архипова и др.; Под ред. В.Г. Разумовского, Л.С. Хижняковой. – М.: Просвещение, 1983.
Фадеева А.А. Физика. Рабочая тетрадь для 7 класса М. Генжер 1997
Ресурсы сети интернет:
учебное электронное издание ФИЗИКА 7-11 класс практика
Физика 10-11 Подготовка к ЕГЭ 1С образование
Библиотека электронных наглядных пособий - КиМ
Физика библиотека наглядных пособий 7-11 классы 1С образование
А также картинки по запросам с http://images.yandex.ru
Что мы изучали на прошлых уроках? Вывод формул :
- I космической скорости
- Ускорение свободного падения Работа с карточками С-уровень №4 №5 Повторение формул 7-10 класса
Учитель физики
МБОУ СОШ №2
Макашутина Л.В.
Сегодня на уроке: Повторим:
- Сложение сил Узнаем что такое
- инертность
- масса
- инерция
- Узнаем 1 закон Ньютона и его применение в жизни и технике
- Какие бывают виды движения?
- Все силы Соревнование: Кто больше напишет названий, ему известных сил?
- 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.
Инерция
Проявление инерции Полезность инерции :
- без инерции все планеты сошли бы со своих орбит;
- Помогает в толкании ядра;
- При насадке молотка на ручку;
- Встряхивание ковров.
- Споткнувшийся пешеход;
- Невозможность внезапной остановки машин;
- Падение пассажиров при резком торможении.
- 5.) Для чего делают разбег при прыжках в длину? 1 Чтобы выше подпрыгнуть. 2 Чтобы увеличить длину траектории движения тела. 3 Чтобы набрать скорость для толчка.
0 → =0 → =const → дв.равномерное, прямолинейное
Примеры выполнения первого закона Ньютона 1. 2. 3. 4. 5. 6.
1.Земля – опора тело в покое
2.Земля – нить v = 0
3. Земля – воздух
4. Земля – вода
5. Земля – двигатель
6. Действия нет
равномерное прямолинейное v = const
Законы Ньютона в природе и технике
Согласно первому закону Ньютона если на тело не действуют другие тела или действие других тел компенсируются то тело сохраняет свою скорость постоянной (находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно)
Шайба, лежащая на льду, покоится относительно системы отсчета, связанной с Землей: влияние на нее Земли компенсируется действием льда.
При давлении лыж на снег образуется тонкая ледяная плёнка которая уменьшает силу трения и лыжник продолжает скользить по инерции.
Силу инерции можно наблюдать при резком торможении автомобиля. Машина останавливается, а водитель продолжает двигаться. Поэтому необходимо пользоваться ремнём безопасности.
Преодолев силу тяготения космический корабль продолжает дальше двигаться с постоянной скоростью даже при выключенных двигателях, так как сила трения отсутствует. Корабль движется несмотря на то, что движущаяся сила тоже отсутствует. Благодаря силе инерции межпланетные зонды способны преодолевать космические расстояния.
В космосе, где не действует сила трения тело может двигаться с постоянной скоростью бесконечно. В открытом космосе космонавт регулирует свои движения с помощью миниатюрного реактивного двигателя вмонтированного в кресло. Реактивный двигатель позволяет космонавту гасить инерцию и он может двигаться в любом направлении.
Решение качественных задач.
1. Почему, когда автомобиль оборудован шинами с шипами, которые предотвращают скольжение по льду, специальный знак находится на заднем стекле? ?? А может этот знак можно устанавливать и на переднее стекло? 2. А.П. Гайдар. «Чук и Гек». «Весело взвизгнув, Чук и Гек вскочили, но сани дернули, и они дружно плюхнулись в сено». ?? Почему мальчики «плюхнулись в сено»? 3. М.М. Пришвин. «Кладовая солнца». Эпизод, в котором собака Травка преследует зайца. «Травка за кустом можжевельника присела и напружинила задние лапы для могучего броска и, когда увидела уши, бросилась. Как раз в это время заяц, большой, старый, матерый русак, вздумал внезапно остановиться и даже, привстав на задние ноги, послушать, далеко ли тявкает лисица. Так вот одновременно сошлось – Травка бросилась, а заяц остановился. И Травку перенесло через зайца». ?? Объясните случившееся.
4. Мудрый малыш (Монгольская сказка) Чиновник, человек без совести и чести, хотел заставить бедняка, давшего ему ночлег, платить за то, что козы сжевали подпругу коня. «Мудрый малыш заступился за отца: -Почтенный гость! Подпругу твоего коня сжевали козы. Вот и заставь их платить. Промолчал чиновник, вскочил на коня и пустил его галопом. Но тут конь провалился ногой в кротовую нору, и седок полетел на землю» ?? Почему седок полетел на землю? 5. Семь приключений Хатема (персидская сказка) В поисках говорящей головы прекрасный юноша Хатем долго шёл по пустыне. Усталый и истомленный жаждой, присел он отдохнуть. «По прошествии некоторого времени прилетел орел и опустился на землю неподалёку от Хатема. Походил, походил орел и скрылся в какой-то яме, но вскоре появился снова, и, когда встряхнул крыльями, с его перьев полетели водяные брызги. Хатем тотчас направился к яме и увидел, что она полна чистой и прозрачной воды». ?? Почему слетают водяные брызги, когда птица встряхивает крыльями?
Решение качественных задач.
6. Барон Мюнхгаузен рассказывал, как он однажды разбежался и прыгнул через болото. Во время прыжка он заметил, что не допрыгнет до берега. Тогда он в воздухе повернул обратно и вернулся на тот берег, с которого он прыгал. ?? Возможно ли это? 7. Почему, когда ковер выбивают палкой, пыль не «вбивается» в ковер, а вылетает из него? ?? как правильнее говорить: «пылинки вылетают из ковра или ковер «вылетает» из – под пылинок» 8. Каким способом можно насадить лопату на черенок? ?? Объясните. 9. В чем причина разрушений при землетрясении? 10. Объясните на чем основано действие «стряхивания» медицинского термометра?
Решение качественных задач.
Подведем итоги
Благодарю за внимание!
2. Равнодействующая сил Найдите построением равнодействующую сил
