Тема уроку: Перший та другий закони динаміки Ньютона Мета уроку: 

Навчальна. Розглянути з учнями перший та другий закони динаміки Ньютона; значення цих законів для розуміння механічних процесів.

Розвивальна. Розвивати пізнавальні інтереси учнів, на основі яких формується науковий світогляд.

Виховна. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість.

Тип уроку: засвоєння нових знань і вмінь.

Наочність і обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, віртуальна лабораторія Phet, штатив з тілом на нитяному підвісі, установка для визначення залежності прискорення тіла від маси та діючої сили.

 

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП (1 хв)

Добрий день, сідайте, командир групи скажіть хто відсутній. Відмітка у журналі. 

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ   (3 хв)

Раніше ми говорили з вами про інертні властивості тіла, сили та системи відліку.

Тому давайте пригадаємо потрібні нам знання:

(СЛАЙД №1) Бесіда за питаннями

1.     Інерція це - ? 

(Інерція  — явище збереження швидкості руху тіла (матеріальної точки) за відсутності дії зовнішніх сил)

2.     Що характеризує прискорення тіла? 

(Прискорення тіла  характеризує стрімкість зміни швидкості руху тіла.

∆𝑣⃗⃗

𝑎⃗ =  )

∆𝑡

(СЛАЙД №2)  

3.     Дайте визначення сили? 

(Сила 𝐹⃗- це векторна фізична величина, яка є мірою взаємодії    тіл,   у          результаті якої   тіло набуває прискорення або деформується.

Одиниця  сили в СІ  - ньютон. [𝐹] = 1 Н (𝑁))

4.     На     попередньому      уроці,         ми     бачили        подібну конструкцію. Це модель, а в реальному житті це може бути ось таке тіло (показую лампочку) Поясніть, які сили діють на тіло і чому воно не падає?

(На тіло діє сила підвісу та сила землі, воно не падає, бо ці сили скомпенсовані) 

 

ІII. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ (1 хв)

(СЛАЙД №3 ВІДЕО «РУХ») 

Бачимо, що багато з того, що нас оточує – рухається. А чи важливий рух для людини? (Так). Звісно ж це зацікавило вчених. І в історії людства знайшлися ті, хто дослідив дане питання в результаті чого були сформульовані закони, яким із високою точністю підкоряються рухи небесних тіл, найдрібніших піщинок і навіть вітер.

Як рухаються тіла і що на це впливає, буде йти мова на сьогоднішньому уроці.

(СЛАЙД №4) Тема уроку: Перший та другий закони динаміки Ньютона Запишіть у друкований конспект.

ІV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (21 хв)

1. Перший закон Ньютона

(СЛАЙД №5 ) 

Значний внесок у розвиток динаміки зробили італійський вчений Галілео Галілей та англійський фізик Ісаак Ньютон. 

Галілей першим висловив думку про те, що прямолінійний і рівномірний рух є таким же «природним» станом тіл, як і спокій. 

 

(СЛАЙД №6 ) 

Згодом Ісаак Ньютон узагальнив думки Галілея, додав туди систему відліку і сформулював на їх основі закони руху тіл у нашій природі. 

 

 (СЛАЙД №7)  Перший закон Ньютона (закон інерції) говорить:

Існують такі системи відліку, відносно яких тіло зберігає стан спокою, або рівномірного та прямолінійного руху, якщо на нього не діють жодні сили, або дія цих сил скомпенсована.

(Знайдіть у конспекті цей закон ) 

 

(СЛАЙД №8 )

Значення першого закону Ньютона: 

Демонстрація (PHET 1 закон Ньютона ) 

Він формує базові уявлення про навколишній світ і говорить, що будь-яке тіло,  в нашій природі,  а сучасні фізики говорять, що це матеріальна точка (оскільки розміри нас тут не цікавлять), спокійно собі лежить (за інерцією), або рівномірно та прямолінійно рухається (за інерцією) доки на нього не подіють сили, які змінять його стан. А далі ми вже відштовхуємось від цього закону, якщо тіло покотилось та зупинилось, очевидно, подіяла якась сили, то ми в цю систему дописуємо спеціальну формулу і за допомогою математичного апарату визначаємо потрібні нам величини. 

(СЛАЙД №9)До слова кажучи Ісаак Ньютон недарма вважається одним із найбільших розумів в історії. Він зробив неоціненний внесок у розвиток багатьох наук: математика, фізика, став автором безлічі теорій. 

Його біографією цікавилася наша група дослідників, тому я пропоную зараз послухати деякі цікаві факти з його життя. Будь ласка хлопці виходьте, та розкажіть, що ви цікавого знаєте про Ньютона.

(СЛАЙДИ №10-12)

 (Учні виходять до дошки та розповідають факти з життя І. Ньютона) Дякую, сідайте.

2. Другий закон Ньютона

(СЛАЙДИ №13)В реальному житті рівномірний та прямолінійний рух зустрічається лише на невеликих ділянках шляху. Частіше рух – прискорений.  

(СЛАЙД №14) Проблемні питання

•         А чи замислювалися ви, коли-небуть, про те,  що змушує тіло змінювати свою швидкість?

 

Експеримент у віртуальній лабораторії «Залежність швидкості руху тіла від діючої сили»;

 Щоб це краще збагнути давайте подіємо на тіло силою і подивимось як зміниться його прискорення та швидкість.  Увага на екран.

Віртуальний експеримент: «Дослідження залежності швидкості руху тіла від діючої сили»

Пояснення під час демонстрації: • При дії на тіло силою 200 Н, бачимо, що рух тіла стає рівноприскореним і швидкість руху тіла зростає.

•         Подіємо на тіло більшою силою 300Н, бачимо, що прискорення стало більшим і швидкість руху тіла зростає стрімкіше.

Отже поки ми на тіло не діяли силою, його швидкість не змінювалась, тому висновок

 

(СЛАЙД №15)  Знайдіть в конспекті віртуальний експеримент: «Дослідження залежності швидкості руху тіла від діючої сили» і запишіть туди, чого не вистачає:

 

Висновок

•         Причиною зміни швидкості руху тіла є сила.

•         Якщо на тіло діє постійна сила, то тіло рухається рівноприскорено.

•         Швидкість тіла зростає стрімкіше, коли прискорення більше;

 

(СЛАЙД №16) 

Цікаво дізнатися, а як це все виражається математично. В цьому нам допоможе дослід.

Дослід «Залежність прискорення тіла від діючої сили та маси»

Візьмемо легкорухому платформу і будемо тягнути її за допомогою вантажу, до якого прикладена сила тяжіння Землі, вона ж буде тягнути і трос з платформою. Наскільки велика прикладена сила, буде показувати прилад, який називається як?

(пружина).

Проведемо дослід (Але для цього мені потрібні 2 помічники)  

1.     Поставимо на тверду горизонтальну поверхню нашу платформу і потягнемо її за допомогою вантажу.  Пуск →  Що ми бачимо: вона поїхала, добре. 

2.     Давайте збільшимо масу тіла у 2 рази (в мене є ще одна така платформа, що вони не рухалися одна відносно одної зімкнемо їх), а силу залишимо незмінною. 

Зверніть увагу! Сила натягу пружини та сама. Пуск → 

Що ми бачимо: Якщо однаковою силою подіяти на тіла різної маси, то чим більшою є маса тіла, тим меншою буде його швидкість, а значить і прискорення. Математично це записується ось так:

𝟏

𝒂~  

𝒎

3.     Тепер збільшимо силу, додамо важок, а масу тіла залишимо без змін. Зверніть увагу! Сила натягу пружини збільшилася. Отже діюча сила більша  Пуск → Що ми бачимо:  Якщо діяти більшою силою, то швидкість тіла зростає стрімкіше, а значить і прискорення більше. 

𝒂~𝑭

Міркуючи подібним чином Ісаак Ньютон сформулював:

 

(СЛАЙД №17)  Другий закон Ньютона:  

Прискорення, якого набуває тіло внаслідок дії сили, прямо пропорційне цій силі та обернено пропорційне масі тіла.

⃗𝑭⃗⃗

⃗𝒂⃗⃗ =  

𝒎

 

(запишіть у конспект те, чого не вистачає) 

 

*                 справедливий тільки в інерціальних системах відліку.

*                 Тут сила – рівнодійна всіх сил, що діють на тіло.

*                 Напрямок прискорення руху тіла завжди збігається з напрямком рівнодійної сил, прикладених до тіла. 𝑎⃗ ↑↑ 𝐹⃗.  

 

Отже ми бачимо, що якщо на тіло діє сила, то рух буде прискореним і величина його визначається  ось таким виразом. Це ми вже, також, знаємо.

 

(СЛАЙД №18 )

 Застосування законів Ньютона ((дозволяють пояснити))

•      Для пояснення явищ природи (рух краплин дощу до поверхні землі);

•      Будівництво (піднімання та рухи вантажів);

•      Автомобілебудування (система безпеки машини, за цими законами працюють інерційні паски безпеки, визначається хто з водіїв перевищив швидкість до моменту аварії і т. д.);

•      Судноплавство (знаючи швидкість корабля, його масу та сили, що діють на нього можна розрахувати координати корабля в будь який момент часу);

•      Космічна галузь (рух штучних супутників Землі по орбіті відбувається з вимкненим двигуном за цими законами).

•      У повсякденному житті (Люди давно помітили, що починати будь-яку справу набагато важче ніж те, коли ви вже з нею працюєте і щоденно потрошку щось у цьому напрямку робите. А чому? Тому, що тут діють закони

Ньютона: 1-й говорить, те що рухається – воно рухається, а те, що лежить, воно лежить і для того щоб зрушити його з місця потрібно прикласти до цього силу.);

V. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ (5 хв)

(СЛАЙД №19)  Задача На  тіло (візок зі зварним апаратом) масою  𝑚 = 40 кг, діє протягом 10 с сила  𝐹⃗ = 124 Н. Якої швидкості набуде тіло за вказаний час?

(рух візка прямолінійний) 

Розв’язок (СЛАЙД №20)   

Розв’язання

Згідно із ІІ законом Ньютона:

𝐹⃗

𝑎⃗ = ;   

𝑚

З визначення прискорення тіла:

𝑣⃗

𝑎⃗ =  ;

𝑡

 

𝑎𝑥 = 𝐹𝑚𝑥;     𝑎𝑥 = 𝑣𝑡𝑥;   𝐹𝑚𝑥 = 𝑣𝑡𝑥; →   𝑣𝑥 = 𝐹𝑚𝑥𝑡 

𝑣𝑥   мc

 

м

Відповідь:𝑣 = 31 ( ) c

 

VІ. РЕФЛЕКСІЯ (1 хв)

(СЛАЙД №21)

Доповніть речення:  

•      Мені особливо сподобалося…(дослід, задача, цікаві факти про із життя Ньютона)

•      Ці знання мені знадобляться…(для розв’язування задач. Для професії запам’ятайте, що якщо ви до тіла прикладаєте постійну силу, то воно буде рухатися з прискоренням)

 

VІІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ (2 хв)

(СЛАЙД №22)  Сьогодні ми говорили про законі Ньютона, сподіваюся вам буо цікавою.  Оцінювання. 

 (СЛАЙД №23)  VІІI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ (1 хв)

•      (Фізика 10, Бар’яхтар)

•      Опрацювати §9, §10(п.1-3), ст. 56-63, • Вправа № 10 (3, 4).

Додаткові питання

1.     Сформулюйте перший закон Ньютона.

2.     Що є причиною зміни швидкості тіла?

(причиною зміни швидкості тіла є сила)

 Дякую за увагу. Урок закінчено, всього найкращого.