Урок "Другий закон Ньютона. "

Про матеріал

Встановити залежність прискорення, якого набуває тіло під дією прикладеної до нього сили, від величини цієї сили і маси тіла.

Перегляд файлу

Тема Другий закон Ньютона.

Мета. встановити залежність прискорення, якого набуває тіло під дією прикладеної до нього сили, від величини цієї сили і маси тіла. Розвивати індивідуальні і творчі здібності учнів; логічне мислення; зорову і слухову пам’ять. Виховувати впевненість у собі, необхідність в знаннях.

Методи і прийоми навчання. «Евристична бесіда», інтерактивна вправа “Мікрофон”

Прилади та матеріали. прилад для демонстрації другого закону Ньютона, штатив, нитки, два тягарці масою по 500 г.

Тип уроку. Вивчення нового матеріалу

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

ІІ. Перевірка знань учнів.

Три учні працюють на дошці з картками.

Картка №1. Двоє тіл, маси яких 400 і 600г, рухались назустріч одне одному і після удару зупинились. Яка швидкість другого тіла, якщо перше тіло рухалось з швидкістю 3м/с?

Картка №2. Вагон, маса якого 60т, під’їжджає з швидкістю 0,3м/с до нерухомої платформи і ударяє в неї буферами, внаслідок чого платформа набуває швидкості 0,4м/с. Яку масу має платформа, якщо після удару швидкість вагона зменшилася до 0,2м/с?

Картка №3. Порівняйте прискорення двох куль однакового радіуса під час взаємодії, якщо першу кулю зроблено із сталі, а другу – із свинцю.

ІІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу

Запитати учнів, чи можуть вони відповісти, чому та за яких умов тіло рухається рівноприскорено; від чого залежить прискорення руху тіла. Повідомити, що відповіді на ці запитання свого часу дав І. Ньютон, сформулювавши другу аксіому руху — другий закон Ньютона, який є основним законом динаміки.

ІV. Вивчення нового матеріалу

Співвідношення між силою та прискоренням

Отже, у результаті взаємодії тіло змінює свою швидкість — дістає прискорення, а прискорення залежить від маси тіла (як міри його інертності). А фізичною величиною, що характеризує взаємодію, є сила. Тепер з’ясуємо, якою залежністю пов’язані сила, прискорення і маса тіла.

Проведемо кілька дослідів з візком, що може рухатися горизонтальним столом практично без тертя. Вимірюючи шляхи, які проходить візок за різні проміжки часу, можна помітити, що шлях пропорційний квадрату часу руху, тобто візок рухається рівноприскорено. Це означає, що

Напрям прискорення тіла збігається з напрямом сили, що діє на це тіло: а ~ F.

Змінимо умови досліду: будемо змінювати масу візка, залишаючи незмінною силу. Проведення досліду з візком, на який кладуть додаткові важки, показує, що за незмінної сили прискорення зменшується в стільки разів, у скільки збільшується маса візка з вантажем. Отже,

Прискорення, яке дістає тіло під дією сили, обернено пропорційне масі цього тіла:

Таким чином, прискорення, якого сила надає тілу масою m, обчислюється за формулою:

2. Другий закон Ньютона

Співвідношення між рівнодійною всіх сил, що діють на тіло, масою тіла та його прискоренням було сформульовано Ньютоном як другий із трьох основних законів динаміки:

Рівнодійна усіх сил, прикладених до тіла, дорівнює добутку маси тіла на його прискорення:

3. Особливості застосування другого закону Ньютона

Зупинимося на деяких фактах, що випливають із другого закону Ньютона й допоможуть під час розв’язування задач.

1. Сила — причина прискорення; прискорення визначається силою, що діє на тіло. Зміна сили приводить до зміни прискорення, а не навпаки.

2. Якщо на тіло одночасно діє кілька сил, то 1 + 2 + ... + n = m.

3. Якщо сили, які діють на тіло, скомпенсовані, тобто 1 + 2 + ... + n = 0, то прискорення = 0. Отже, закон інерції можна сформулювати так: тіло перебуває в стані спокою або рухається з постійною швидкістю, якщо рівнодійна сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю.

4. З другого закону Ньютона можна дістати визначення 1 Н:

ІV. Закріплення нового матеріалу.

Тренуємося розв'язувати задачі

1. Тіло масою 2 кг, що рухається на південь, змінює швидкість свого руху під дією постійної сили 10 Н, спрямованої на північ. Обчисліть модуль і визначте напрям прискорення тіла. Опишіть характер руху тіла.

2. Під дією сили 15 кН тіло рухається прямолінійно так, що його координата змінюється за законом х = -200 + 9t - 3t2. Обчисліть масу тіла.

3. Проекція швидкості тіла, що рухається прямолінійно вздовж осі Ох, змінюється за законом x = 5 - 2t. Обчисліть імпульс тіла та імпульс сили за 1 с і за 4 с після початку руху, якщо маса тіла 3 кг.