Конспект урока физики По теме «Третий закон Ньютона»

Конспект урока физики

По теме «Третий закон Ньютона»

Цель урока:

Обучающая: закрепить понятие сил как количественной характеристики действия одного тела на другое, экспериментально обосновать III закон Ньютона, рассмотреть пределы применения трех законов Ньютона; формировать умение решать задачи на применение III закона Ньютона;

Развивающая: развивать познавательную активность и любознательности учащихся,

Воспитательная: воспитывать интерес к предмету, формировать научное мировоззрение.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

ХОД УРОКА

И. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП

ИИ. ПРОВЕРКА ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

Задача 1. С каким ускорением двигался при разгоне реактивный самолет массой 60 т, если сила тяги двигателей равна 90 кН? Силой сопротивления движению пренебречь.

Дано: си: решение

F_т= 90 кН

m = 60 т

90 * 103 Н

60 * 103 кг

По второму закону Ньютона: F_т = m•a => a = F_т/m ,

[F]= H/кг = (кг •м/с^2)/кг = м/с^2 .

a = (90•〖10〗^3)/〖60•10〗^3 = 1,5 м/с2.

a ‒ ?

Ответ: a = 1,5 м/с2.

Задача 2. Тело массой 2 кг, двигаясь прямолинейно, за 4 с изменило свою скорость с 1 м/с до 2 м/с. С каким ускорением двигалось тело? Какая сила действовала на тело по направлению его движения? Какое расстояние прошло тело за рассматриваемое время движения?

Дано: Решение

По второму закону Ньютона: F = m•a, a = (υ-υ_0)/t => F = m • (υ-υ_0)/t.

S = υ_0t + (at^2)/2.

[F] = кг• (м/с - м/с)/с = кг•м/с^2 .

a = (2-1)/4= 0,25 ( м/с^2 ), F = 2 • (2-1)/4 = 0,5 H, S = 1 4 + (0,25•4^2)/2 = 6 (м).

m_1 = 2 кг

υ_0 = 1 м/с

υ = 2 м / с

t = 4 с

F ‒ ?

S ‒ ?

Ответ: F = 0,5 Н, S = 6 м.

III. АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ

Упражнение «Мозговой штурм»

1. Что такое сила? Как обозначают силу?

2. Каким прибором и в каких единицах измеряют силу?

3. Какую силу называют рівнодійною?

4. Какие виды сил вы знаете?

5. Что такое масса тела? Как ее обозначают и в каких единицах измеряют?

6. Как формулируется второй закон Ньютона?

IV. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Взаимодействие тел

В окружающем нас мире все тела взаимодействуют. Например: со стола на пол упал карандаш, подскочил и остался лежать на нем. Почему он упал, вы уже можете объяснить.

Почему подскочил карандаш?

Дело в том, что карандаш подействовал на пол, а пол подействовал на карандаш.

Как возникают (исчезают) силы?

В инерциальных системах отсчета все силы возникают (или исчезают) только парами. То есть, если одно тело действует на другое, то и второе тело действует на первое .

Как направлены силы при взаимодействии тел?

Тела действуют одно на одно с силами, противоположно направленными. Например: если космонавт в открытом космосе бросить какой-то предмет, то не только предмет начнет двигаться, но и космонавт будет двигаться в противоположном направлении. Это значит, что космонавт подействовал на тело с некоторой силой, но тело в свою очередь подействовало на космонавта с противоположно направленной силой.

Каково соотношение сил, с которыми два тела действуют друг на друга?

Поставим опыт с двумя динамометрами. Закрепим один крюк первого динамометра за неподвижную стену и соединим оба динамометра между собой. За свободный крюк правого

Рис. 1

динамометра потянем рукой (рис. 1).

Обе пружины динамометра действуют друг на друга силами упругости F ⃗_1 и F ⃗_2 равными по величине, но противоположными по направлению.

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона: силы, с которыми взаимодействующие тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению:

F ⃗_1=-F ⃗_2

Знак "минус" показывает, что векторы сил направлены в противоположные стороны.

С помощью третьего закона Ньютона можно объяснить любое движение тел.

Как происходит взаимодействие между человеком и Землей во время ходьбы?

Как происходит взаимодействие между ракетой и сгорающим топливом?

Как изображаются силы при взаимодействии?

Важно помнить, шо силы о которых идет речь в третьем законе Ньютона, приложены к разным телам и потому не могут скомпенсировать друг друга (рис. 2).

Их нельзя складывать или вычитать.

а) силы приложены к одному телу,

б) силы приложены к разным телам.

Как происходит взаимодействие тел на расстоянии?

Силы, которые возникают во время взаимодействия тел, имеют ту же природу. Например, Земля и Луна взаимодействуют друг с другом в результате действия силы всемирного тяготения, железо и магнит притягиваются в результате действия магнитных сил. Два одноименно заряженных тела отталкиваются в результате действия электрических сил.

Границы применения законов Ньютона:

1. Законы Ньютона ‒ одинаковы для всех инерциальных систем движения. То есть все механические процессы происходят одинаково, какую бы инерциальную систему мы ни выбрали.

2. Законы Ньютона справедливы для материальных точек.

3. Законы Ньютона справедливы для движений со скоростями, намного меньшими скорости света.

Запиши в конспект

Третий закон Ньютона: силы, с которыми взаимодействующие тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению:

F ⃗_1=-F ⃗_2

Силы, с которыми взаимодействуют два тела:

Имеют ту же физическую природу, поскольку обусловлены тем же действием.

Равны по модулю и направлены вдоль одной прямой противоположно друг другу.

Приложены к разным телам и потому не могут скомпенсировать друг друга.

V. закрепление новых знаний

Вопросы к ученикам

1. Известно, что Земля притягивает все тела, которые находятся вблизи нее. Притягивают ли эти тела Землю?

2. Что сильнее притягивает: яблоко Землю, или Земля яблоко?

3. Нить выдерживает груз массой 4 кг. Порвется ли нить, если к ее концам приложить силы по 35 н?

Средний уровень

1. Интерактивный тренинг на знание третьего закона Ньютона.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bc792-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_10.swf

Задача. На двух вагонетках, расстояние между которыми 1 км, навстречу друг другу везут грузы весом 300 кг и 900 кг. Если вагонетки встретятся одновременно у столба, то загорится надпись, которая укажет, куда подойти рабочим, чтобы разгрузить вагонетки.

Задание: расположите столб с табличкой на той отметке, где состоится встреча.

2. Интерактивная задача.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/3dfc6db6-e6bd-4b23-aa32-de90befca620/9_221.swf

С какой силой Фукс («Приключения капитана Врунгеля») должен держать контрабас, чтобы два бандита не смогли его отобрать? Каждый бандит тащит контрабас с силой 100 Н и 200 н.

Учимся решать задачи

Задача 1. Два мальчика, массы которых 40 кг и 50 кг, стоят на коньках на льду. Первый мальчик отталкивается от второго с силой 10 Н. Какие ускорения получают мальчики?

Дано:

m_1 = 40 кг

m_2 = 50 кг

F_1= 10 H Решение

Согласно третьему закону Ньютона силы, с которыми взаимодействуют мальчики; F ⃗_1=-F ⃗_2.

По второму закону Ньютона:

F ⃗_1=m_1 a ⃗_1, F ⃗_2=m_2 a ⃗_2. Заменим векторы значениями их проекций на ось Ох:

F_1 = m_1 a_1 => a_1 =F_1/m_1

F_2 = m_2 a_2 => a_2 =F_2/m_2 , но поскольку F_1 = F_2, то a_2 =F_1/m_2 ,

[a] =H/кг= (кг•м)/(с^2•кг) = м/с^2

a_1 = 10H/(40 кг) = 0,25 м/с^2 , a_2 = 10H/(50 кг) = 0,2 м/с^2

a_1 ‒?

a_2 ‒?

Ответ: a_1 = 0,25 м/с2, a_2=0,2 м/с2.

Развяжи по алгоритму

Задача 2. Человек массой 50 кг, стоя на коньках, отталкивает с силой 20 Н шар массой

2 кг. Какое ускорение приобретают при этом человек и шар?

Дано: Решение

VI. КОНТРОЛЬ И САМОКОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ

Выполнить тест

№

Задача

Бали

1

Из пушки выстрелили. Что произойдет с пушкой?

А. Пушка откатится назад.

Б. Пушка останется на городе.

В. Пушка откатится вперед.

1

2

Книга лежит на столе. На нее действует сила тяжести и сила упругости. Действие какой силы на книгу больше?

А. Силы тяжести. Б. силы упругости. В. Действие обеих сил одинаково.

1

3

Птичка весом 1 кг села на ветку. Сила, с которой ветка действует на птичку, равна …

А. 1 H Б. 0 H В. 9,8 H

1

4

По дороге едет машина. На лобовое стекло падает листок. На него действует сила встречного ветра и сила упругости ветрового стекла. Действие какой силы на листок больше?

А. Действие силы встречного ветра больше, поскольку лист не улетает.

Б. действие обеих сил одинаковое.

В. Действие сил упругости большее, так как стекло толкает машина.

1

5

Ракета движется вокруг Земли с некоторой скоростью. Она может ускориться?

А. Нет, в космосе нет воздуха, чтобы отталкиваться.

Б. Нет, в космосе нет силы тяжести.

В. Да, поскольку ракета сжигает топливо и реактивная струя вылетает из сопла, толкает ракету.

1

6

Человек массой 50 кг стоящий на коньках отталкивает от себя шар массой 2 кг с силой 20 Н. Какое ускорение получает при этом человек?

А. 0,2 м/с2 Б. 0,4 м/с2 В. 10 м/с

1

VII. РЕФЛЕКСИЯ

VІІІ. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Изучить по учебнику Барьяхтар В. Г. Физика 10 кл., уровень стандарта §10

Самостоятельная работа

Начальный уровень

1. Самолет летит по горизонтали прямолинейно. Скорость самолета увеличивается прямо пропорционально времени движения.

А. Ускорение самолета равно нулю.

Б. самолет движется равномерно и прямолинейно.

В. Равнодействующая всех сил, приложенных к самолету,

со временем увеличивается.

Г. Равнодействующая всех сил, приложенных к самолету, отличная от нуля.

А Б В Г

Средний уровень

2. Равнодействующая всех сил, действующих на брусок, равна 4 Н. Как движется брусок, если его масса

500 г?

А. С постоянной скоростью 2 м/с.

Б. с ускорением 2 м / с2.

В. с постоянной скоростью 4 м/с.

Г. С ускорением 8 м/с2.

А Б В Г

Достаточный уровень

3. К каждой строке, отмеченного буквой, подберите утверждение, обозначенное цифрой. Заполните таблицу.

А. Модуль ускорения тела…

Б. направление ускорения тела…

В. Отношение масс двух тел…

Г. Силы, с которыми тела взаимодействуют... 1. ... совпадает с направлением силы, действующей на

это тело.

2. ... прямо пропорционален модулю силы, действующей на тело.

3. ... не могут компенсировать друг друга.

4. ... равны векторной сумме всех действующих сил.