Урок "Перший закон динаміки Ньютона. Інерціальні системи відліку."

Тема. Перший закон динаміки Ньютона. Інерціальні системи відліку.
Мета. сформулювати основну задачу механіки, розкрити зміст першого закону динаміки Ньютона, сутність явища інерції; пояснити існування інерціальних систем відліку; узагальнити і систематизувати суб’єктивні знання учнів з теми; вчити учнів абстрактно-науково мислити; познайомити учнів з науковим внеском І.Ньютона в науку. Розвивати уміння систематизувати і узагальнювати, аналітичне і логічне мислення, увагу, пам’ять, мову. Виховувати потребу в знаннях; прагнення до успіху; впевненість у собі; творчість;

Методи і прийоми навчання. евристична бесіда з використанням форм спілкування: монолог, діалог, розв’язання якісних задач.

Прилади та матеріали. Підручник, штатив, нитка, кулька.
Тип уроку. Вивчення нового матеріалу

Хід уроку

І. Організаційний момент

Інтерактивна вправа. Вставити пропущені голосні букви у словах та дати визначення цих понять:

ін..ція, р..х, рівн..ий, прям..ий, рівнопр..ий, с..ма в..ку.

ІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу

Повідомити, що на цьому уроці учні дізнаються про перший закон Ньютона; навести слова видатного данського фізика Нільса Бора: «Мова Ньютона і Максвела залишиться мовою фізиків на всі часи».

ІІІ.Вивчення нового матеріалу

На нашому уроці ми повинні з’ясувати, що є причиною зміни стану руху (швидкості), тобто що є причиною виникнення прискорення та чим визначається його модуль і напрям; встановити зв’язки між кінематичними характеристиками руху і причинами, що зумовлюють саме цей вид руху.

Давайте наведемо приклади із повсякденного життя, які показують, що тіла     самі по собі не змінюють своєї швидкості.
-  Швидкість автомобіля після вимкнення двигуна зменшується поступово (тертя коліс об дорогу і опір повітря).
- Тіло перебуває у стані спокою доти, доки на нього не почнемо діяти з певною силою (штовхати, тягнути).
Всі приклади підтверджують: причиною зміни швидкості тіла є дія на нього інших тіл.
Цю дію інших сил ми називаємо силою.

Динаміка вивчає рух тiл в зв`язку з силами, що на них діють. Сила, яка діє на тіло, є мірою взаємодії його з оточуючими тілами чи полями.

Основна задача динаміки полягає у визначенні положення тіла в довільний момент часу за відомим початковим положенням тіла, його початковій швидкості та силам, що діють на нього.

В основі динаміки лежать три закони, сформульовані I. Ньютоном у 1687 р.

Першим законом Ньютона називають закон інерції, який відкрив ще Г. Галілей. Згідно цього закону тіло, на яке не діють iншi тiла, або перебуває в спокої, або рухається прямолінійно і рiвномiрно. Таке тіло називається вільним, а його рух - вільним рухом або рухом за iнерцiєю.

Вільне тіло є фізичною абстракцією. На практиці розглядають тiла, поставлені в такі умови, коли зовнiшнi дії на них по можливості усунені або практично компенсують одна одну.
Перший закон Ньютона виконується не у всякій системі відліку (СВ). СВ, в якій виконується перший закон Ньютона, називається iнерцiальною системою вiдлiку (IСВ), а сам закон називають законом iнерцiї. В класичній механiцi постулюється, що існує СВ, в якій всі вiльнi тiла рухаються прямолiнiйно i рiвномiрно або знаходяться в стані спокою. Iнерцiальною СВ є геліоцентрична СВ (система Коперника). Її центр суміщений з Сонцем, а вiсi направленi на три вiддаленi зiрки. Нижче буде показано, що будь-яка СВ, яка рухається відносно IСВ рiвномiрно i прямолiнiйно , теж є iнерцiальною. СВ, пов`язана з Землею, не є IСВ, проте відхилення вiд iнерцiальностi для багатьох задач мале i може не братись до уваги.

Отже, перший закон Ньютона стверджує, що існує СВ, в якій вільне тіло або знаходиться в спокої, або рухається рiвномiрно i прямолiнiйно.

Закони Ньютона, про які мова йтиме нижче, справедливі лише в iнерцiальних системах вiдлiку.
Отже, перший закон ще називають законом інерції. Цей закон вам уже відомий.
-Наведіть приклади руху тіл за інерцією.
Інертність – властивість тіла зберігати стан спокою або прямолінійного рівномірного руху доти, поки якась зовнішня причина не виведе його із цього стану.
-Які системи відліку називають інерціальними?
-Що є мірою інертних властивостей тіла?
-Із двох тіл різної маси котре інертніше?
-Наведіть приклад, що ілюструє сказане.
-Чи існують реально інерціальні системи відліку?
ІV.Закріплення  вивченого  матеріалу
На нитці, прив’язаній до штатива, висить металева кулька. Вона перебуває у стані спокою відносно поверхні Землі.
-Ще відносно яких тіл ця кулька перебуває у стані спокою?
-Чи діють на кульку інші тіла? Які саме?
-Котрі із них діють на кульку істотно?
V. Підсумки уроку
• Основне завдання динаміки — з’ясувати, як впливає взаємодія тіл на характер руху.

• Інерційна система відліку (ІСВ) — система відліку, відносно якої вільна матеріальна точка, яка не зазнає впливу інших тіл, рухається рівномірно й прямолінійно.

• Інертність — властивість тіл з різною масою набувати різних прискорень під дією однакових сил.

• Інерція — явище збереження швидкості тіла, якщо на нього не діють інші тіла або дію на нього з боку інших тіл скомпенсовано.

• Перший закон Ньютона (закон інерції) — в ІСВ тіла, що рухаються поступально, зберігають свою швидкість сталою, якщо на них не діють інші тіла або дію інших тіл скомпенсовано.

VІ. Домашнє завдання

Опрацювати параграф 30 ст. 199

Вправа 30 №2, 3.