Урок " Інерція. Інертність. Маса - міра інертності тіла. Вимірювання маси тіла."

Курс: Фізика

Тема уроку: Інерція. Інертність. Маса - міра інертності

                   тіла. Вимірювання маси тіла.

Клас: 7 клас

Автор-упорядник: Бойко Лариса Володимирівна, вчитель фізики та математики Краматорської ЗОШ І-ІІІ ступенів № 12

Мета уроку:

Освітня. Познайомити учнів з новими фізичними поняттями. Встановити наслідки взаємодії тіл. Ввести поняття інерції, інертності та маси тіла. Встановити взаємозв’язок між масою тіл та зміни їх швидкості під час взаємодії.

Розвиваюча. Розвивати вміння застосовувати знання для пояснення конкретних явищ. Розвивати логічне мислення, творчу активність учнів.

Виховна. Виховувати вміння працювати в колективі, толерантність, прагнення до поповнення знань. Виховувати інтерес до предмета. Виховувати  любов та повагу до своєї держави, через досягнення співвітчизників.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Очікувані результати:

Після уроку учні:- будуть знати характерні ознаки явища інерції;

                        - наводити приклади прояву інерції;

                        - розуміти поняття інертності;

                        - поняття маси тіла та способи її вимірювання.

Демонстрації: 1) Інертність тіла (штатив з муфтою та лапкою, важок, нитка, взаємодія візків, явище інерції, взаємодія тіл різної маси);

                          2) Інертність тіла (дерев’яний брусок, листок папера, картон, монета, склянка з водою, молоток);

                          3) Вимірювання маси різних тіл( терези, важки).

Обладнання: підручник, брусок, тягарець і пружина,

                         візок, пісок, візки різної маси, роздатковий матеріал.

План уроку:

І. Організаційний момент.

ІІ. Покладання мети.

IIІ. Актуалізація знань учнів.

IV. Мотивація.

V. Вивчення нового матеріалу.

VІ. Розв’язування задач.

VІІ. Закріплення вивченого матеріалу. Рефлексiя.

VIІІ. Підведення підсумків уроку.

ІX. Домашнє завдання.

                                     ХІД УРОКУ:

І. Організаційний момент.

Вітання з класом, налаштування учнів на робочу атмосферу.

ІІ. Покладання мети.

Фізика – це наука природнича, будемо говорити про ті явища, які ми бачимо навколо себе та які вам знадобляться в майбутньому. На цьому уроку ми з вами поговоримо про явище – інерція, де вон розглянемо поняття інертності, маси тіла та способи її вимірювання.

Епігаф:     «Інертна людина потрапляє в таку стійку

                               залежність від свого неробства, що втрачає свої

                                            найкращі що втрачає свої найкращі риси.

                                            Інертність – донька неуцтва»

Г.Й. Драбнер

IIІ. Актуалізація знань учнів.

Інтерактивна вправа.

Вставити пропущені букви у слова і дати означення кожного:

Мех…ний р…х –

Рівн…ий р…х –

Прям…ий р…х –

Крив…ий р…х –

Шл…х –

Шв…ть –

Тра…рія –

    IV. Мотивація.

1. Футбольний м’яч лежить на полі. Ударом ноги футболіст приводить його в рух. Але сам м’яч не змінить свою швидкість і не почне рухатись, поки на нього не діють інші тіла.
2. Куля, вкладена в рушницю не вилетить, аж поки її не виштовхнуть порохові гази.

V. Вивчення нового матеріалу.

1. Взаємодія тіл.

Демонстрація: брусок на столі.

Спостереження переконують нас у тім, що брусок лежатиме на столі до тих пір, аж поки на нього не подіє будь-яке інше тіло й не виведе його із цього стану. Штовхаємо його, він починає рухатись. В результаті дії на тіло його швидкість може змінюватись.

??? Наведіть власні приклади взаємодії?

      Чи можна навести приклади, коли з двох тіл тільки одне тіло діє на інше?

Повернемося до футболіста, він, ударяючи ногою м’яч, відчуває, що й м’яч діє на ногу. Це закономірність: тіла завжди діють одне на одне, тобто взаємо-діють.

Висновок: дія завжди є взаємодією – якщо одне тіло діє на інше, то й інше тіло діє на нього.

Демонстрація: кулька, підвішена на гумовому джгуті.

??? Із якими тілами взаємодіє кулька?

      Чи кулька перебуває у стані спокою?

Висновок: тіло перебуває в стані спокою, якщо дії на  нього інших тіл скомпенсовані.

??? Що ми спостерігали в першому досліді під час взаємодії ?

                                                                                                 (зміну  швидкості)

      Що ми спостерігаємо, підвішуючи тягарець до пружини?

                                                                                (форма пружини змінюється)

      Про що це свідчить?

Висновок: зміна швидкості тіла або його деформація можуть бути мірою дії на це тіло інших тіл.

2. Явище інерції.

Два великі вчені, давньогрецький учений Аристотель та італієць Галілео Галілей, на питання: «Що необхідно для того, щоб швидкість тіла була незмінною?» — дали абсолютно різні відповіді.

Аристотель: «Тіло потрібно штовхати».

 Галілей: «Тілу не потрібно заважати».

Спробуємо розв’язати цю суперечку, яка тривала століттями.

З точки зору здорового глузду Аристотель дійшов розумного висновку. Для того, щоб тіло рухалось потрібно його штовхати.

Демонстрація: на столі похило встановлено дошку. На невеликій відстані від кінця дошки насипано купку піску. На дошку ставлять візок. Візок, скотивши на стіл і потрапивши в пісок, швидко зупиниться, зустрічаючи на шляху перешкоду.

??? Що потрібно зробити, щоб збільшити шлях руху візка?

Вирівнюємо пісок. Знову пускаємо візок по дошці з попередньої висоти. Тепер візок перед тим, щоб зупинитись пройде більший шлях.

Якщо зовсім прибрати пісок, то до зупинки він пройде ще більшу відстань.

Висновок: чим менша дія іншого тіла на візок, тим довше зберігається його рух, тим цей рух ближчий до рівномірного.

??? То як рухатиметься тіло, якщо на нього зовсім не будуть діяти інші тіла?                        (згадати демонстрацію з кулькою і пружиною)

Наприкінці XVI ст. видатний італійський учений Ґалілео Ґалілей, провівши досліди зі скочуванням кульок похилим жолобом та здійснивши уявний експеримент спростував твердження Аристотеля.

Він помітив: Коли куля котиться по похилій площині вниз, її швидкість збільшується. А коли куля котиться нагору, її швидкість зменшується.

Ґалілей поставив запитання: «Як буде рухатися кулька горизонтальним гладеньким жолобом, коли руху нічого не заважатиме?».

Відповідь була несподіваною: кулька рухатиметься прямолінійно з незмінною швидкістю.

Висновок:

Отже, тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в стані спокою лише тоді, якщо на нього не діють інші тіла або дія інших тіл скомпенсована. (Це визначення є законом інерції).

Кажуть, що при таких умовах тіло рухається за інерцією.

О! Інерція — це явище зберігання швидкості руху тіла за відсутності дії або  скомпенсованої дії на нього інших тіл.

З проявом інерції тіл нам доводиться мати справу в повсякденному житті

(учні наводять приклади)

• Людина, яка біжить, не може відразу 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 вбік протилежний рухові. Навпаки, при різкій зупинці пасажир, продовжуючи рухатись, нахиляється вперед.
• Якщо не гальмуючи, вимкнути двигун автомобіля, о автомобіль не відразу зупиниться. Пройдений при цьому до повної зупинки шлях називається шляхом вільного кочення.

Цікаве і корисне!!!

Автомобіль «ЗАЗ», що рухається по асфальтованому шосе з швидкістю 50 км/год після вимикання двигуна пройде до зупинки 355 м. Навіть, якщо загальмувати колеса автомобіля, припинивши їх обертання, то все-таки деякий час він рухатиметься, ковзаючи колесами по дорозі. Переходячи дорогу, слід пам’ятати, що жодна машина не може вмить зупинитися!!!

??? Дайте відповіді на запитання:

1. Поїзд « Київ-Львів» різко загальмував. Куди покотилося яблуко, що лежало на столику в купе?
2. Людина вистрибнула з нерухомого човна на берег. Чому човен став рухатися від берега? (коли людина, що сидить у човні, відштовхує від себе рукою інший човен, то відбувається взаємодія, і її човен також починає рухатись. А коли людина стрибає з човна на берег, він відходить вбік протилежний стрибку, тому що швидкість змінюється лише під час взаємодії).
3. Чому при пострілі із гвинтівки приклад потрібно щільно притискувати до плеча? (куля перед пострілом перебуває в спокої відносно рушниці. Під час пострілу куля й рушниця взаємодіють і рухаються в різні боки)

3. Інертність

??? Як можна змінити швидкість руху тіл?

Ми з повсякденного життя знаємо:

• Щоб кинути камінець, ми певний час діємо на нього рукою.
• Воротар зупиняє футбольний м’яч не миттєво, а витрачає на це час.

У фізиці таку властивість тіл називають інертністю. Дану властивість мають усі тіла.

О! Інертність — властивість тіла, яка полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла внаслідок взаємодії потрібен час.

4. Маса тіла

??? Чи однаковий час потрібен для однакової зміни швидкості руху різних тіл?

Демонстрація: Якщо взяти два однакові візки і з’єднати їх пластинкою, то після перепалювання нитки візки про взаємодіють з однаковими швидкістю, якщо візки різні, то і роз’їдуться з різною швидкістю (про це свідчить пройдений шлях).

Висновок: візок, який має більшу масу є інертнішим за візок, маса якого менша.

Мірою інертності тіла є маса.

Кожне тіло також має властивість притягуватись до інших тіл завдяки гравітаційній взаємодії. Ця властивість також характеризується масою.

О! Фізична величина, що характеризує інертність тіла, називається масою.

Позначається маса -  m, одиниці вимірювання -  кг

Прилад для вимірювання маси тіл – терези:

•  Будова терезів;
•  Правила роботи з терезами.

1 кг – є маса еталона (зразка), яким служить зроблений зі спеціального сплаву циліндр, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг у Франції. Приблизно можна вважати, що 1 кг дорівнює масі 1 л прісної води.

Крім кілограма використовують також кратні та частинні одиниці маси, наприклад:

1 т = 1000 кг 

1 г = 0,001 кг 

1 мг = 0,000 001 кг

Демонстрація: візки з однаковими та різними масами.

• Якщо візки є однаковими за масою, то вони наберуть однакові швидкості, а тому від’їдуть на однакову відстань від початкового положення.
• Якщо один із візків має більшу масу, то він набуде меншої швидкості і, відповідно, пройде меншу відстань від початкового положення.

Численні досліди переконливо свідчать:

У разі будь-якої взаємодії двох тіл відношення мас тіл дорівнює оберненому відношенню змін швидкостей їхніх рухів:

Внаслідок взаємодії, тіла змінюють швидкість і напрям свого руху.

Робота учнів у групах: складання ментальної карти!!! за поняттям « маса » + 1 дослід.

Картка для групи № 1.

Дослід 1. По жолобу скотити візок. Біля основи площини  гіркою насипати  

                  пісок. Повторити дослід, розгладивши пісок по поверхні.

 Завдання: Порівняйте гальмівний шлях візка у двох випадках, зробіть висновок.

Картка для групи №2

 Дослід 2. Стисніть руками гумовий м’ячик і дайте відповідь на питання:

                Чи змінюється швидкість окремих частин тіла?

 Запитання. Що відбувається з тілом?

 Картка для  групи №3.

Дослід 3. Зіштовхніть дві кульки ( спочатку - сталеві, потім – гумові)

 Завдання. Спостерігайте за зміною швидкості цих тіл.

«Цікаве запитання»:

      ???  До світлофора наближаються  два автомобілі: грузовик та легковик. Якому автомобілю необхідно загальмувати раніше, щоб вчасно зупинитися біля світлофора. Чому? ( Тіло, що повільно змінює швидкість руху називають більш інертним).

Виступ  експертів:

Експерт-1:

      Значення інерції у побуті і техніці дуже велике. Вона має як позитивні, так і негативні сторони. Так, рухомий автомобіль важко зупинити в силу його великої інерції. І це іноді призводить навіть до аварії. В той же час в роботі самого двигуна інерція відіграє позитивну роль. Завдяки інертності маховика виконуються три підготовчі такти: впуск горючої суміші, її стискання і на кінець очищення від відпрацьованих газів.

Експерт-2:

 Інерція використовується як у побуті, так і в техніці. Завдяки інерції досвідчений водій економить бензин. Правда, якщо шофер необережний, а пішохід легковажний, та ще й до того ігнорує елементарні правила дорожнього руху, то, раптово з'явиться перед автомобілем, спричиняє аварійну ситуацію. Відомо, що автомобіль після гальмування за інерцією проїжджає ще чимало метрів (особливо під час ожеледиці).

Експерт-3:

       Людина, що спіткнулася, як правило, звинувачує інерцію, а не саму себе і свою необережність. Якщо дорога ковзка, людині слід бути обережною. Можна навести безліч прикладів, які свідчать про корисність Інерції. Це інерція допомагає встановлювати світові рекорди при стрибках у висоту і довжину, при метанні молота і списа. Більше того ми мусимо дякувати Інерції, бо коли б не вона – всі планети зійшлися б зі своїх орбіт. Місяць упав би на землю, а Земля у свою чергу впала б на Сонце. І так сталося б з іншими планетами.

VІ. Розв’язування задач.

Задача 1.

 З гармати масою 3 т вистрілили в горизонтальному напрямку ядром масою 20 кг. При цьому ядро набуло швидкості 300 м/с. Якої швидкості набула гармата при віддачі?

Задача 2.

 Хлопчик масою 40 кг стрибнув із нерухомого човна на берег. Швидкість хлопчика 3 м/с. Якою є маса човна, якщо він набрав швидкість, що дорівнює 2 м/с.

Випереджаюче домашнє завдання (два учні готують наперед  повідомлення з теми):          

      Факти:( творче завдання з теми « Маса тіла»)

Найбільшою з пірамід у Єгипті є піраміда Хеопса. Її висота становить 147 м. Піраміда складена з 2,3 мільйонів кам'яних блоків, які були підігнані один до одного з неперевершеною точністю. При цьому не використовувався цемент чи інші сполучні речовини. Кожен блок важить 2,5 тони. Загальна маса пірамиды – десь 5 750 000 т.  З такої кількості блоків можно побудувати місто з населенням 120 тис. Піраміда є практично монолітним спорудженням — за винятком поховальної камери фараонів і провідних до неї коридорів, в піраміді практично немає внутрішнього простору.

Супервантажний український транспортний літак АН – 225

                                          «Мрія».

Ан-225 «Мрія» — найбільший та найпотужніший у світі український транспортний літак, створений київським КБ імені Антонова. Головний конструктор Віктор Ілліч Толмачов.

Ан-225 з максимальною спорядженою масою 640 т, є найважчим літаком у світі. На його рахунку – 240 світових рекордів . Для порівняння, третій за вантажопідйомністю (після Ан-124) американський військово-транспортний літак C-5 Galaxy має максимальну споряджену масу 381 т.

Ан-225 був створений, перш за все, для потреб  космічної програми для транспортування вантажів, зокрема, космічних кораблів багаторазового використання «Буран» і компонентів ракетної системи «Енергія». Літак може перевозити також великогабаритні вантажі іншого призначення, які можуть розміщуватись як у фюзеляжі, так і «на спині».

VІІ. Рефлексія .

Запитання на закріплення вивченого:

 1. Що таке інерція? Хто відкрив явище інерції? Сформулюйте закон інерції.

 2. Що таке маса тіла? Як позначають масу, в яких одиницях вимірюють?

3. Яким співвідношенням пов’язані маси двох тіл, що взаємодіють, з змінами швидкостей їх рухів?

 4. Пасажири автобуса відчули, що вони нахиляються ліворуч. Як рухався в цей момент автобус?

5. Заєць, рятуючись від собаки, який женеться за ним, робить різкі стрибки вбік, коли собака вже ухопить його зубами. Чому собаці важко зловити зайця, хоч і бігає собака швидше?

6. Чому на поворотах шофер, мотоцикліст, велосипедист зменшують швидкість руху свого транспорту?

 7. Назвіть способи вимірювання маси тіла. На якій властивості тіла ґрунтується кожен із названих способів?

 8. Яке тіло є еталоном маси в СІ?

 9. Наприкінці ХІХ  на початку ХХ ст. був популярним такий цирковий трюк. Атлет лягав на підлогу, йому на груди клали важке ковадло і били по ньому молотками. Якби молотками били просто по грудях, то атлет отримав би тяжкі травми, а завдяки ковадлу удари молотками не завдавали ніякої шкоди. Чому?

VIІІ. Підведення підсумків уроку. Оцінювання.

Інтерактивна вправа:

 Щоб дізнатися чи досягли ви очікувальних результатів я попрошу вас висловити свою думку і  закінчити речення.

Сьогодні на уроці я дізнався ( навчився) ……….. 

Оцінювання.

ІX. Домашнє завдання.

Параграф 15, 16,17. Підібрати два приклади проявів інерції. Розв’язати задачі.

Задача 1.

 По рейках назустріч один одному рухаються два залізничні вагони зі швидкостями відповідно 0,2 м/с і 0,5 м/с. Маса першого вагона дорівнює 80 т. Якою є маса другого вагона, якщо після зчеплення вагони зупиняються?

Задача 2.

 З платформи, яка рухається зі швидкістю 3 м/с, зістрибнув хлопчик. У який бік і з якою швидкістю відносно Землі стрибнув хлопчик, якщо його маса становить 50 кг, а маса платформи - 150 кг? Після стрибка платформа зупинилася?

.