Конспект уроку з фізики для 7 класу "Явище інерції", метою якого є сформувати знання учнів про інерцію, розвивати вміння застосовувати знання для пояснення конкретних явищ, переконати учнів у широкому виявленні інерції в побуті і техніці, у необхідності враховувати це явище на практиці.
Тема уроку: Явище інерції.
Мета уроку: сформувати знання учнів про інерцію; розвивати вміння застосовувати знання для пояснення конкретних явищ; переконати учнів у широкому виявленні інерції в побуті і техніці, у необхідності враховувати це явище на практиці; виховувати ціннісне ставлення до природи і техніки.
Тип уроку: вивчення нового навчального матеріалу.
ХІД УРОКУ
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
Інтерактивна вправа: вставити пропущені голосні букви у наступних словах та дати визначення цих понять: мех...ний р...х, рівн...ий, прям...ий, крив...ий, ш...х, шв...сть.
III.МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
— Спираючись на спостереження явищ руху, грецькі учені 2400 років тому дійшли висновку, що природним положенням тіла є спокій, оскільки всі тіла від природи «ліниві», або інертні (від лат. — бездіяльний, нерухомий). Чи може рухатись тіло, якщо на нього не діятимуть інші тіла? Якщо може, то яким буде цей рух?
IV.СПРИЙНЯТТЯ ТА ЗАСВОЄННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
— Ми знаємо, що механічний рух — це зміна положення тіла відносно інших тіл. Механічні рухи супроводжують нас усюди. Питання, чому тіла рухаються, віддавна цікавило мислителів. Виникнення рухів тіл можливе лише в результаті дії на нього іншого тіла, а припинення дії призводить до зупинки тіла. Тоді, коли спостерігали рух, але не розуміли його причин (рух Сонця, Місяця, зір та інших небесних тіл), давали таке пояснення: ці предмети рухають боги. Така механіка на той час була до вподоби церкві.
Давньогрецький учений Арістотель: щоб тіло рухалося, його необхідно весь час «рухати», причому чим більшою є швидкість тіла, тим більше зусиль потрібно для цього докладати. Отже, перший висновок Аристотеля був таким: спокій — це природний стан тіла. А порушити свій природний стан спокою тіло може тільки тоді, коли на нього діють інші тіла.
Аристотель зробив також і другий висновок: навіть для того, щоб тіло рухалося рівною горизонтальною поверхнею, його треба штовхати або тягти. Лише через 2000 років народився геніальний учений, фізик і математик Галілео Галілей, який засумнівався у правильності другого висновку Аристотеля. Він виправив помилки давньогрецьких учених, спираючись на експерименти з нескладними механічними системами. У дослідах зі скочуванням свинцевої кульки з похилої площини він помітив, що відстань руху кульки по піску (по горизонтальній поверхні) менша від відстаней, які пройшла кулька по гладкій дошці і мармуру.
Галілей дійшов геніального висновку: за повної відсутності тертя або опору швидкість тіла стає постійною, і для підтримання руху не потрібно прикладати жодних зусиль.
Експеримент, що проводиться у вигляді міркувань, у фізиці називають уявним експериментом. Уявні експерименти дають змогу обґрунтовувати здогадки, що підтверджуються або спростовуються подальшими реальними експериментами.
Здійснимо уявний експеримент.
Уявимо хлопчика, який мчить довжелезною горизонтальною ковзанкою (рис.). Якщо його ніхто не штовхає і не тягне, то, як підказує наш досвід, урешті-решт він має зупинитись. Але інтервал часу від початку руху хлопчика до його зупинки буде різним — залежно від зовнішніх умов. Якщо, наприклад, на льоду є намерзлий сніг, то учень проїде лише 2-3 м; якщо лід гладенький, не є межею і 20 м; а якщо хлопець стане на ковзани, він може «пролетіти» й сотню метрів.
Розмірковуємо далі. Уявимо, що «гальмування» немає зовсім, а хлопчик, як і раніше, не зазнає жодної дії ззовні. У цьому випадку уявний хлопчик ковзатиме з незмінною швидкістю уявною ковзанкою як завгодно довго. При цьому дія Землі та дія ковзанки, яка не дає хлопчикові «провалитися», зрівноважують (компенсують) одна одну.
Умова руху тіла з незмінною швидкістю відома в механіці як закон інерції:
Тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в стані спокою лише тоді, коли на нього не діють інші тіла або дії інших тіл скомпенсовані.
2. Знайомимося з інерцією
Фізичне явище зберігання тілом стану спокою або рівномірного прямолінійного руху називають інерцією (від латин, іпегііа — нерухомість, бездіяльність).
Інерція — це явище зберігання швидкості руху тіла за відсутності або скомпенсованості дії на нього інших тіл.
У фізиці рух тіла за ідеальних умов (коли на тіло зовсім не діють інші тіла) називають рухом за інерцією.
Однак у реальності неможливо створити умови, за яких дія інших тіл відсутня. Тому в повсякденні рухом за інерцією вважають випадки, коли дія на тіло інших тіл доволі слабка і до помітної зміни швидкості свого руху тіло проходить значний шлях. Наприклад, ми називаємо рухом за інерцією ковзання шайби по льоду після удару ключкою (рис.), але не називаємо так ледь помітне просування цієї шайби в купі піску, куди вона влучила.
Спостерігаємо результат дії одного тіла на інше. А як буде рухатися тіло, на яке діють інші тіла, і ця дія не є скомпенсованою? Наприклад, як рухатиметься більярдна куля, на яку налітає інша куля, і її удар нічим не компенсується? Як буде рухатися тягарець, що висить на нитці, якщо нитку перерізати і дія Землі не буде зрівноважена дією нитки? Що буде, якщо, стоячи на ковзанах, ви відштовхнетеся від свого друга, який теж стоїть на ковзанах, і ваша дія не скомпенсується опором руху з боку льоду, бо лід гладенький?
У цих та багатьох інших випадках тіла змінюють швидкість свого руху: більярдні кулі полетять у різні боки з різною швидкістю (рис.); тягарець почне падати з дедалі більшою швидкістю; ви почнете рухатися на ковзанах в один бік, а ваш друг — в інший.
Отже, можна зробити висновок: якщо дії на тіло інших тіл не скомпенсовані, то тіло змінює швидкість свого руху за значенням чи напрямком або одночасно за значенням і напрямком.
З проявом інерції тіл нам доводиться мати справу в повсякденному житті. Людина, яка біжить, не може одразу зупинитися, вона пробігає за інерцією певну відстань, поступово зменшуючи швидкість. Коли автобус або вагон рушає від зупинки, то ноги пасажира також починають рухатись, бо між ними і підлогою є тертя. А тіло пасажира за інерцією залишається в спокої. Тому він нахиляється в бік, протилежний рухові. Навпаки, у разі різкої зупинки пасажир, продовжуючи рухатись, нахиляється вперед.
Так само зберігав би швидкість свого руху й автомобіль після вимкнення двигуна. Але на нього діє сила тертя, тому швидкість його зменшується, і він поступово зупиняється.
Шлях, що його проходить автомобіль після вимкнення двигуна до повної зупинки, називають гальмівним шляхом.
Навіть якщо загальмувати колеса автомобіля, припинивши їх обертання, то все-таки деякий час він рухатиметься, ковзаючи колесами по дорозі.
Переходити дорогу перед рухомим транспортом дуже небезпечно, бо жодну машину не можна вмить зупинити
Запитання
1. Наведіть приклади взаємодії тіл.
2. За яких умов тіло перебуває в стані спокою? рухається рівномірно прямолінійно?
3. Як рухається тіло, якщо на нього не діють інші тіла?
4. Що таке інерція?
5. За яких умов тіло рухається за інерцією?
б. Що відбувається з тілом, коли дії на нього інших тіл не скомпенсовані?
7. Що таке гальмівний шлях автомобіля?
1. Ви сидите на стільці — і ви, і стілець перебуваєте в стані спокою відносно Землі. Які тіла діють на стілець? на вас? Що ви можете сказати про ці дії?
2. Повітряна бульбашка спливає в озері з незмінною швидкістю. Дії яких тіл на бульбашку є скомпенсованими?
3. За яких умов ковзаняр під час змагань рухається рівномірно прямолінійно? збільшує або зменшує швидкість руху?
4. Чи можна рух більярдної кульки після удару вважати рухом за інерцією? Поясніть свою думку.
8. Напишіть короткий твір на тему «Мій досвід, який підтверджує взаємодію тіл» (це може бути навіть вірш!). Оформте твір на окремому аркуші, додавши фото або малюнки.
9. Подайте в кілограмах і запишіть у стандартному вигляді такі маси тіл: 5,3 т; 0,25 т; 4700 г; 150 г; 1230 мг; 50 мг.
Метод «Прес»
Діти одне за одним будують і проголошують заключне положення до заняття за схемою:
1) я вважаю, що...;
2) ... тому, що...;
3) ... наприклад...;
4) отже, таким чином...
Опрацювати §14 підручника, виконати задачі та вправи до параграфа.
1