План-конспект кроку на тему "Взаємодія тіл. Інертність. Маса"

Урок № 15

Тема: Взаємодія тіл. Інерція. Маса як міра інертності тіл.

Мета: Сформувати поняття про взаємодію. Формування знань про властивість тіл – інертність, уміння оцінювати ступінь інертності тіла за часом, потрібним для зміни швидкості; ввести поняття маси ,що виражає інертність   тіл; ознайомитися із способами визначення маси та вимірювання її практично.

Тип уроку: комбінований

Обладнання: демонстраційні візки різної маси, зважувальні терези, набір гирьок.

Планування уроку:

1.    Організаційна частина    

2.    Актуалізація опорних знань

3.    Пояснення нового матеріалу

4.    Закріплення нового матеріалу

5.    Домашнє завдання

Хід уроку

І. Організаційна частина.

Заходжу в клас, вітаюся з учнями та перевіряю присутніх і їх готовність до уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Що можна сказати про шшвидкість двох взаємодіючих тіл?

Внаслідок взаємодії двох тіл швидкість одного із них збільшилась. Як змінилася швидкість другого тіла?

ІІІ. Вивчення нового навчального матеріалу.

Учитель проводить демонстраційний дослід із двома візками: один алюмінієвий, другий – стальний. Візки приводяться в рух з однаковою швидкістю назустріч один одному.   Діти спостерігають, що після зіткнення стальний візок рухається повільніше, тобто зменшило свою швидкість; а алюмінієвий візок рухається швидше, тобто його швидкість збільшилася.

Як ви думаєте,  чому змінилася швидкість кожного тіла? Що вплинуло  на зміну швидкості?  Адже на початку руху швидкості були однакові.

 Аналізуємо разом з учнями прискорення двох тіл та час їх взаємодії. Кожне з двох тіл не може змінити свою швидкість вмить, для цього потрібен час. На більше значення швидкість змінилася у того тіла яке має меншу масу , а на менше значення змінилась швидкість тіла яке має більшу масу.

Інертність — це властивість тіла більше або менше зберігати свій стан руху під дією однакових сил.

Що таке маса?

Для кількісного вираження інертності користуються фізичною величиною, яку називають масою.

Маса — це фізична величина, яка характеризує інертні властивості тіла.

Як і для інших одиниць вимірювання, для кілограма застосовують похідні одиниці:

1 г = 0,001 кг = 10 ³ кг;

1 мг = 0,000001 кг = 10 ⁶ кг;

1 т = 1000 кг = 10³ кг;

1 ц = 100 кг = 10² кг.

Для прямого вимірювання маси застосовують різні терези. Серед них найпоширеніші і найпростіші — важільні. На цих терезах порівнюють взаємодію із Землею тіла й еталонних важків, покладених на шальки терезів. На практиці застосовують також інші терези, які пристосовані до різних умов роботи і мають різні конструкції.

З двох взаємодіючих тіл те з них більш інертне, яке за час взаємодії менше змінює свою швидкість, тобто воно має більшу масу.

Учні самостійно роблять висновки про те, яке тіло є менш інертним.

Виходячи із зроблених висновків можна сказати, що мірою інертності є маса.       Позначаємо    т.

В 1889р. за еталон мас було прийнято масу спеціально виготовленого циліндра зі сплаву платини та іридію у якого діаметр і висота рівні 39 мм . Він зберігається  у Міжнародному бюро  мір і ваги у Франції. Маса цього циліндра є Міжнародною одиницею мас – кілограмом.  Одиниці вимірювання:  [ m] = кг.

Для зважування існують терези та набір гирьок. Демонстрація зважування тіла  на демонстраційних шкільних терезах.  На даний час використовують електронні терези.

Усі тіла в природі так чи інакше пов'язані між собою і діють одне на інше або безпосередньо, або через фізичні поля. Така дія завжди є взаємною. Якщо тепловоз діє на вагон і змінює його швидкість, то швидкість тепловоза при цьому також змінюється внаслідок зворотної дії вагона. Сонце діє на всі тіла на Землі і на саму Землю, утримуючи її на орбіті. Але і Земля притягує Сонце і в свою чергу змінює його траєкторію. Отже, в усіх випадках можна говорити лише про взаємну дію тіл  — взаємодію.

При взаємодії можуть змінюватися швидкості тіл або їх частин.
Проте, взаємодіючи з різними тілами, дане тіло по-різному буде змінювати свою швидкість. Так, вітрильник може набути швидкості внаслідок дії на нього вітру. Але такого самого результату можна досягти, увімкнувши двигун, розміщений на вітрильнику. Його може зрушити з місця і катер, діючи на вітрильник через трос. Щоб не називати щоразу всі взаємодіючі тіла, чи тіла, які діють на дане тіло, всі ці дії об'єднують одним поняттям сили.

Сила — це фізичне поняття, яке узагальнює всі взаємодії, внаслідок яких тіло чи його частини змінюють свій стан.

Що таке сила?

Сила як фізичне поняття може бути більшою чи меншою, як і викликані нею зміни в стані тіла чи його частин.

Сила як фізична величина кількісно характеризує дію одного тіла на інше.    

Дія тепловоза на вагон буде значно інтенсивнішою, ніж дія декількох вантажників. Під дією тепловоза вагон швидше зрушить з місця і почне рухатися з більшою швидкістю, ніж тоді, коли вагон будуть штовхати вантажники, які ледве змістять вагон на невелику відстань або й зовсім не зрушать його.

Для того щоб можна було вести математичні розрахунки, силу позначають певною літерою. Як правило, це латинська літера F.
Як і всі інші фізичні величини, сила має певні одиниці. Сучасна наука користується одиницею, яка називається ньютоном (Н). Одиниця дістала таку назву на честь англійського вченого Ісаака Ньютона, який зробив значний внесок у розвиток фізичної і математичної науки.

Ісаак Ньютон (1643-1727) — видатний англійський    учений, засновник класичної фізики. Наукові праці стосуються механіки, оптики, астрономії та математики.  Сформулював  основні  закони  класичної механіки, відкрив закон всесвітнього тяжіння, дисперсію світла, розвинув корпускулярну теорію світла,  розробив  диференціальне та  інтегральне  числення.

Сили можуть мати різні значення. Так, на склянку з водою діє сила з боку Землі, що приблизно дорівнює 2 Н. А трактор, тягнучи плуга, діє на нього із силою в декілька тисяч ньютонів.

Чим вимірюють силу?

Для вимірювання сили використовують спеціальні прилади, які називаються динамометрами (dіпа - сила; mеtrо -міряю). Як правило, кожен такий прилад має вимірний елемент У вигляді пружини певної форми.

Сила характеризується напрямом.

Вказати числове значення сили не завжди достатньо для визначення результату її дії. Важливо знати точку її прикладання та напрям дії.
Якщо високий брусок, що стоїть на столі, штовхати в нижній частині, то він буде ковзати поверхнею стола. Якщо ж до нього прикласти силу у верхній його частині, то він просто перекинеться.

Зрозуміло, що напрям падіння бруска залежить від того, в якому напрямі будемо його штовхати. Отже, сила має також напрям. Від напряму сили залежить зміна швидкості тіла, на яке ця сила діє.

Враховуючи, що сила має напрям і числове значення, її зображають у вигляді стрілки певної довжини і напряму (вектора). Така стрілка починається в точці на тілі, яка називається точкою прикладання сили.

Користуючись графічним методом, можна проводити різні математичні операції із силами. Так, якщо до однієї точки на тілі прикладені сили 2 Н і З Н, які діють в одному напрямі, то їх дію можна замінити однією силою, яка буде прикладена в цій самій точці, діятиме в тому ж напрямі, а її значення дорівнюватиме сумі значень кожної із сил. Вектор цієї сили матиме довжину, що дорівнює сумі довжин обох векторів.

Рівнодійна — це сила, дія якої рівнозначна дії кількох сил, прикладених до тіла в даній його точці.

Можливий інший випадок, коли сили прикладені в одній точці тіла, але діють у протилежних напрямах. Тоді їх можна замінити однією силою, напрямленою в напрямі більшої сили, а її значення дорівнюватиме різниці значень кожної сили (мал. 39). Довжина вектора цієї сили дорівнюватиме різниці довжин векторів прикладених сил.

Сила, якою можна замінити кілька сил, прикладених у певній точці тіла, називають рівнодійною.

ІV. Закріплення нового матеріалу:

  Дайте відповідь на запитання усно:

1.    Як можна змінити механічний стан тіла?

2.    Для чого вживають поняття сили?

3.    Що таке сила?

4.    Яка основна одиниця сили?

5.    Яким приладом вимірюють силу?

6.    Які властивості сили?

7.    Яку силу називають рівнодійною?

8.    Яка буде рівнодійна двох сил, які діють уздовж однієї прямої
в одному напрямі?

9.    Яка буде рівнодійна сил, які діють уздовж однієї прямої в протилежних напрямах? Який її напрям?

10.    Чи однаково змінюються швидкості тіл однакової маси під дією різних сил?

11.    Що таке інертність? Якою фізичною величиною характеризують інертні властивості тіл?

12.    Що таке маса? Які одиниці маси?

V. Домашнє завдання.

     Вивчити  § 13, 14 (означення , поняття та формули  по даній темі).

.