Третій закон Ньютона

Урок 69 Третій закон Ньютона

Мета уроку: сформувати знання про третій закон Ньютона як закон взаємодії.

Очікувані результати: учні повинні формулювати третій закон Ньютона, наводити приклади його прояву, пояснювати, чому цей закон називають законом взаємодії; розуміти природу сил, які виникають під час взаємодії тіл, і чому ці сили не зрівноважують одна одну.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

У народі говорять: «Як день почнеш, так його й проведеш». Отож, давайте почнемо наш урок із усмішки, усміхнемося одне одному й із таким настроєм проведемо наше заняття. Що візьмемо з собою на урок? – Розум, кмітливість, увагу, старанність та гарний настрій.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Добрий день. По очах бачу, що ви готові до уроку, який ми сьогодні проведемо. 

Вправа «Кросворд»

Вчитель: Pозгадайте кросворд

Kросворд

По горизонталі:

Розділ фізики

По вертикалі:

1. Міра інертності тіла.

2. Напрямлений відрізок, що сполучає початкове і кінцеве положення тіла.

3. Довжина траєкторії або відстань, яку пройшло тіло.

4. Лінія, вздовж якої рухається тіло.

5. Явище збереження швидкості руху тіла за відсутності зовнішніх впливів.

6. Розділ механіки.

7. Міжнародна одиниця маси.

8. Міра дії одного тіла на інше.

Відповіді:

По горизонталі: 1.Механіка.

По вертикалі: 1. Маса. 2. Переміщення. 3. Шлях. 4. Траєкторія. 5. Інерція.      6. Динаміка. 7. Кілограм. 8. Сила.

IІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу.

1. Вправа «Шифрування»

Повідомлення теми, мети й завдань уроку

Вступне слово вчителя: в історії є не так вже і багато імен та книг, які пронизують віка та постійно впливають на розвиток культури, техніки та науки. Багато гіпотез та теорій складені в архіви. Але є такі відкриття, які пройшли перевірку часом, зберегли свою дійсність, і по цей час використовуються  при рішенні нових наукових та практичних задач в сучасних умовах.

Саме такими і є закони механіки , відкриті близько 300 років тому геніальним  англійським вченим Ісаком Ньютоном. Що складає ядро класичної механіки?

Вірно, два компонента – 1-й та 2-й закони Ньютона. Але є ще третя структурна одиниця- 3-й закон Ньютона. Про це ви сьогодні і узнаєте.

Хлопцям прийдеться нести службу у армії. Хто може пояснити навіщо потрібно щільно притискати приклад  зброї до плеча? Яка природа цього явища?

ІV. Вивчення нового матеріалу

1.   Розповідь вчителя
2. Метод «Джиг-со»

Щоб довго не розмірковувати, учитель пропонує учням за допомогою карток  ( з-й закон Ньютона та межі застосування законів Ньютона додаток 1) з’ясувати основні поняття теми та, працюючи в парах записати основне у вигляді конспекту і тим самим відповісти на питання , поставлене на початку.

Додаток 1

Дія тіл одне на одне має характер  взаємодії. Кожне з тіл діє на друге та придає йому прискорення. Відношення модулів прискорень взаємодіючих тіл дорівнює оберненому відношенню їх мас :

Ця рівність виражає третій закон Ньютона.

Тіла діють одне на одне з силами рівними за модулем та протилежними за напрямом.

 Цей закон нам показує що сили завжди з’являються парами.

Межі застосування законів Ньютона

1. Перший закон Ньютона відповідає на питаня, чому та за яких умов тіло рухається  прямолінійно рівномірно. Якщо тіло рухається рівномірно прямолінійно чи перебуває в спокої, то це відбувається за умови скомпенсованості сил, які на нього діють ( геометрична сила дорівнює нулю ), або відсутності дії на це тіло взагалі.
2. Другий закон Ньютона відповідає на питання , чому та за яких умов тіло рухається прямолінійно рівноприскорено. Якщо тіло рухається прямолінійно рівноприскоренно, то це відбувається за умови сталості за модулем і напрямом сили або рівнодійної сил, які діють на тіло.
3. Численні дослідження показали, що другий закон Ньютона справедливий для всіх сил. Це один з проявів єдності природи: сили і тіла можуть бути різними, а закони одні для всіх сил  і всіх тіл.
4. Третій закон Ньютона пояснює шляхи виникнення сили. Сила виникає під час взаємодії тіл, при цьому на кожну з сил, що взаємодіють, діє сила, і тіло отримує прискорення.

Важливо розуміти, що згідно із законамиНьютона сила визначає прискорення , а не швидкість. А це означає, що сила є причиною не руху, а зміни руху. Сам рух жодної причини не потребує, але може змінитися під дією сили.

Межі застосування законів Ньютона

1. Закони механічного руху – закони Ньютона – однакові для всіх інерціальних систем руху. Тобто всі механічні процеси відбуваються однаково, яку б інерціальну систему ми не вибрали.
2. Закони Ньютона справедливі для матеріальних точок.
3. Закони Ньютона справедливі для рухів зі швидкостями , що є набагато меншими за швидкість світла.

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Розв’язування задач

Хлопчик масою 48 кг, стоячи на гладенькому льоду, відштовхнув від себе кулю масою 3 кг, надавши їй у горизонтальному напрямку прискорення 8 м/с². Якого прискорення набув хлопчик?

1. Учень тримає в руці рюкзак, прикладаючи до його ручки силу 40 Н. Чи діє ручка рюкзака на руку хлопця? Якщо діє, то в якому напрямі? Визначте модуль цієї сили.

Відповідно до третього закону Ньютона ручка рюкзака та рука хлопця взаємодіють одне з одним із силами, які напрямлені вздовж однієї прямої, рівні за модулем (40 Н) і протилежні за напрямком.

2. Об вітрове скло автомобіля, що рухається вдарилася муха. Порівняйте сили, що діють на муху та автомобіль під час удару.

Згідно з третім законом Ньютона на автомобіль діє сила удару мухи, а на муху діє сила удару автомобіля; ці сили напрямлені вздовж однієї прямої, рівні за модулем і протилежні за напрямком.

3. Два фігуристи, стоячи на ковзанах на льоду, відштовхнулися один від одного. Що станеться з фігуристами?

Згідно з третім законом Ньютона вони роз’їдуться в різні сторони.

4. Барон Мюнхгаузен стверджував, що витягнув сам себе з болота за волосся. Обґрунтуйте неможливість цього.

З якою силою людина тягне себе за волосся, з такою ж силою волосся тягне людину вниз. Максимум можна вирвати волосся.

5.Мотузка витримує натяг не більш ніж 300 Н. Чи порветься мотузка, якщо четверо тягнуть її в протилежні боки так, як показано на рисунку, силами по 100 Н кожен? Чи порветься мотузка, якщо один її кінець закріпити, а всі четверо тягтимуть її за другий кінець в одному напрямку?

Ні. Так як розтягування каната героями з силою 100 Н+100 Н = 200 Н еквівалентно тому, що один кінець каната закріплений, а до іншого підвішений вантаж 200 Н.

В другому випадку канат розірветься, так як прикладена до нього сила буде рівна 400 Н, а канат витримує натяг не більш ніж 300 Н.

6. Два учні розтягують мотузку із силами 80 Н кожен.  Чи розірветься мотузка, якщо вона витримує натяг 100 Н ?

Так.   80+80+160 Н

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

1. Сформулюйте третій закон Ньютона. Чому цей закон називають законом взаємодії?

2. Наведіть приклади прояву третього закону Ньютона.

3. Що можна сказати про природу сил, які виникають під час взаємодії тіл? Наведіть приклади.

4. Чому сили, які виникають під час взаємодії тіл, не зрівноважують одна одну?

• Що запам’яталось кожному з вас сьогодні?

Про що ви б хотіли почути на наступному уроці?

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 32, Вправа № 32 (1, 2)