Урок з фізики на тему: " Третій закон Ньютона"

Урок 69

Тема. Третій закон Ньютона

Мета уроку:

формувати предметні компетентності на уроці фізики: ознайомити учнів з третім законом Ньютона, з межами його застосування ;

 розвивати мислення, пам'ять, увагу, вміння стисло та грамотно висловлювати свої міркування та обґрунтовувати їхню правильність

    розвивати ключові компетентності:

•   математичну компетентність тобто вміння застосовувати математичні методи для розв’язання фізичних задач;

•   інформаційно- комунікаційну компетентність (уміння розв’язувати прикладні задачі, здійснювати експеримент )

•   навчання впродовж життя(вміння користуватися пошуковою системою та іншими інтернет сервісами);

•   громадські та соціальні компетентності (вміння активно працювати в групах, ефективно співпрацювати в команді);

Очікувані результати:

учні повинні сформулювати 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: урок засвоєння нових знань

Наочність і обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник,

 

 

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

У народі говорять: «Як день почнеш, так його і проведеш». Отож, давайте почнемо наш урок із усмішки, усміхнімося 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.

Пригадаймо, що ми вивчали на минулих уроках.

1.  Записати в математичній формі і сформулювати другий закон Ньютона. Пояснити залежність між величинами, які входять до формули цього закону.

2.  Що таке сила? В яких одиницях і яким приладом вимірюється?

3.  Як напрямлений вектор прискорення?

4.  Пояснити фізичний зміст маси як міри фізичних властивостей тіл.

5.  В яких системах відліку виконується другий закон Ньютона?

6.  Чи можна твердити, що перший закон Ньютона є наслідком другого?

 

Повідомлення теми, мети й завдань уроку

Вступне слово вчителя: в історії є не так вже і багато імен та книг, які пронизують віки 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.

Ми вивчили два закони Ньютона. Але є ще третя структурна одиниця- 3-й закон Ньютона. Про це ви сьогодні і дізнаєтесь.

 

Отже ми з’ясували: в першому законі Ньютон описав стан тіла, коли на нього не діють інші тіла, або дія інших тіл скомпенсована; в другому законі протилежна ситуація: на тіло діють інші тіла, їх дія не компенсується, виникає прискорення.

А якщо у взаємодії приймають участь тільки два тіла? Що в цьому випадку спостерігається? Ньютон і це питання розв’язав успішно. Пропоную і вам відповісти на питання великого генія.

Ви вже знаєте, що тіла завжди взаємно діють одне на одне – взаємодіють.  (граючи з м’ячем, ви дієте на нього, наприклад, ногою; м’яч теж діє на ногу (ця дія особливо відчутна, якщо ви граєте босоніж)

Звернемося до досліду та з’ясуємо, як пов’язані сили, з якими тіла діють одне на одне.

Відео (0,15-1,08)

Третій закон Ньютона:

Тіла взаємодіють одне з одним із силами, які напрямлені вздовж однієї прямої, рівні за модулем і протилежні за напрямком:

F₁=-F₂

 

2. Деякі особливості взаємодії тіл

1. Третій закон Ньютона виконується як у випадках безпосереднього контакту тіл (Fпруж.1=-Fпруж.2), так і у випадках взаємодії тіл на відстані (Fел.1=-Fел.2).

2. Сили завжди виникають парами.

3. Пари сил, що виникають під час взаємодії двох тіл, завжди мають одну природу.

4. Ці сили не зрівноважують одна одну, тому що прикладені до різних тіл.

 

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

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. Що станеться з космонавтом при вільному польоті космічного корабля, якщо він випустить (без поштовху) з рук масивний предмет? якщо він кине його?

Якщо відпустити предмет не штовхаючи його, він залишиться на місці, як і космонавт. Згідно з третім законом Ньютона при кидку космонавт і предмет розлетяться в різні боки.

 

5. Чому човен не зрушується з місця, коли людина, що знаходиться в ньому, тисне на борт, і починає рухатися, якщо людина вийде з човна і буде штовхати його з такою ж силою?

Коли людина в човні тисне на його борт, він не рухається, так як і на людину діє така ж сила. Коли він штовхає човен стоячи на березі, він діє ще і на Землю.

 

6. 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.

 

7. Посудина з водою зрівноважена на терезах. Чи порушиться рівновага терезів, якщо опустити у воду палець, не торкаючись при цьому дна й стінок посудини?

Після занурення у воду на палець почне діяти архімедова сила, напрямлена вертикально вгору. Відповідно до третього закону Ньютона з боку пальця на воду теж почне діяти сила – рівна за модулем архімедовій силі й напрямлена вниз:

Fтиску=-Fарх

Таким чином, палець, навіть не торкаючись дна та стінок посудини, штовхне воду, а разом з нею й посудину вниз – рівновага терезів порушиться.

 

8. 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?

Дано: m1=48 кг m2=3 кг a2=8м/с2	Розв’язання За третім законом Ньютона, тіла діють з однаковими за модулем силами: F1=F2 За другим законом Ньютона: F1=m1a1;           F2=m2a2 m1a1=m2a2            =>          a1=m2a2/m1 a1=кг∙м/с2кг=м/с2;           a1=3∙848=0,5 м/с2   Відповідь: a1=0,5 м/с2.
a1 - ?

9. 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.

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

https://learningapps.org/view4812919

Бесіда за питаннями

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?

 

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати § 32, Вправа № 32 (1, 2)