"Законы Ньютона"

Учитель. Мы с вами вспомнили и повторили законы Ньютона.

Учитель. Второе задание. По очереди из каждой группы выходят по одному представителю, обводят одну картинку, записывают к какому закону она относиться, и объясняют свой выбор, т. е. решаем аналитическую задачу.

Учитель. Теперь мы обобщили законы Ньютона на конкретных примерах.

Учитель. Сейчас мы с вами посмотрим применение законов Ньютона на практике. Слово представляется группе практики. Выходят ребята и демонстрируют опыты.

Ученик 1: Первый закон Ньютона (тело лежит на поверхности или подвешено на нити) Ньютон: обобщил вывода Галилея, сформулировал закон инерции (I закон Ньютона).

Если сумма всех негравитационных сил, действующих на тело, равна нулю, то существует такая система отсчета, относительно которой поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость неизменной. Такая система отсчета называется инерциальной системой отсчета (ИСО). Иногда первый закон Ньютона называют законом инерции, а равномерное движение тела относительно ИСО называют движением по инерции.      

Любая система отсчета, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Таким образом, существует бесконечно много ИСО, которые движутся относительно друг друга с неизменными по величине и направлению скоростями.

Ученик 2: Второй закон Ньютона

В ИСО ускорение тела пропорционально полной силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе. Следует подчеркнуть, что смысл второго закона Ньютона заключается в том, что он определяет динамический принцип классической физики: ускорение тела определяется действующими на него силами, которые, в свою очередь, независимым образом определяются из опыта. Встречающаяся иногда формулировка второго закона Ньютона в виде: сила равна произведению массы тела на его ускорение – искажает физический смысл этого закона. Единицей измерения силы является Ньютон (Н), так что размерность силы [F] = Н. 

Ученик 3: Третий закон Ньютона

По III закону Ньютона, силы взаимодействия любой пары тел равны по величине и противоположно направлены. Эти силы приложены к разным телам.

Учитель: А кто такой Исаак Ньютон?

Ученик: Исаак Ньютон - великий английский физик, математик и астроном. Родился в 1643 году в деревне Вульсторп в семье мелкого фермера. Исаак рос довольно замкнутым ребенком, играм со сверстниками предпочитал чтение книг и изготовление механических моделей. В 12 лет он начал учится в Грантемской школе. Среди учеников он выделялся хорошими способностями, и учителя советовали матери отправить его в Кембридж. В 19 лет он поступил в колледж. Учился он с большим желанием и быстро стал бакалавром, а затем профессором. В 1667году он уехал в деревню, где очень напряженно работал. Именно в этот год он открыл закон всемирного тяготения, изучил явление дисперсии света. После этого он возвратился в Кембридж и стал работать на кафедре математики. В 1672 году его избирают членом Лондонского королевского общества. В1690 году он переезжает в Лондон и наряду с наукой занимается общественно-политической деятельностью. В 1703 году он написал важнейшие книги: «Математические начала натуральной философии», где изложены основы классической механики. Открытие Ньютоном законы механики стали основой изучения движения небесных тел и космических аппаратов. Умер Ньютон в 1727 году.

Учитель: Я вас просила подобрать интересные вопросы, какие-нибудь факты применения этих законов.

Ученик 1:

(Демонстрирует опыт по инерции.) При каком условии из перевёрнутого ведёрка вода не выливается?
(Вода не выливается из ведёрка, которое вращается, даже тогда, когда оно перевёрнуто вверх дном. Правда, вращать ведро надо достаточно быстро. Указанное явление есть не что иное, как проявление инерции, а всякое движение по инерции (по 1 закону Ньютона) осуществляется без участия сил)

Ученик 2:

Яблоко падает на Землю оттого, что его притягивает земной шар; но точно с такой, же силой и яблоко притягивает к себе всю нашу планету. Почему же мы говорим, что яблоко падает на землю, вместо того чтобы сказать: «Яблоко и земля падают друг на друга"?
(Яблоко и земля действительно падают друг на друга, но скорость этого падения различна для яблока и для земли). Равные силы притяжения сообщают яблоку ускорение 10 м/с², а земному шару - во столько же раз меньше, во сколько раз масса земли превышает массу яблока. Конечно, масса земного шара в неимоверное число раз больше массы яблока, и потому земля получает перемещение настолько ничтожное, что практически его можно считать равным 0.

Ученик 3:

История о том как "лебедь, рак да щука везти с поклажей воз взялись", известна всем. И результат тоже известен» а воз и ныне там". Но если рассматривать эту басню с точки зрения механики, результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова. Напоминаю:
...Лебедь рвётся в облака,
Рак пятится назад,
А щука тянет в воду.
(Басня утверждает, что "воз и ныне там", другими словами, что равнодействую­щая всех приложенных к возу сил равна О.Лебедь помогает раку и щуке её тяга направлена против силы тяжести, она уменьшает трение колёс о землю и об оси, облегчая тем самым вес воза. Остаются две силы: тяга рака и тяга щуки. Они направлены под углом друг к другу, и их равнодействующая не может =0.)

Ученик 4:

Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы. Вот его рассказ: «Однажды, спасаясь от турок, я попробовал перепрыгнуть болото верхом на коне. НО конь не допрыгнул до берега, и мы с разбегу шлёпнулись в жидкую грязь. Нужно было выбирать одно из двух: погибнуть или как-то спастись. Я решил спастись. НО как? Ничего под рукой не было. Но голова-то у нас всегда под рукой. Я рванул себя за волосы и таким образом вытащил из болота вместе с конём, которого сжал обеими ногами, как щипцами" Обоснуйте невозможность этого.
(Это противоречит 3 закону Ньютона. Никакие внутренние силы не могут сообщить телу движение. Они могут сместить отдельные части тела, а его центр тяжести остаётся на месте. Силы взаимодействия между телами замкнутой системы не могут изменить положения центра масс системы.)

Учитель. Приступаем к решению задач (7 минут). Каждая группа решает задачу, которая соответствует её закону и защищает свое решение.

Учитель. Решая задачи, мы количественно применили законы Ньютона.

Учитель. Последнее творческое задание. Каждая группа сочиняет синквейн.

(Вводные слова: опыт, закон, сила, масса).

Ученики:

1: Опыт

Наглядный, понятный

Показали, рассказали, продемонстрировали

Семь раз отмерь – один отрежь

Эксперимент.

2: Закон

Изучаемый, справедливый

Выучили, применили, запомнили

Когда Ньютону яблоко упало

Доказательство.

3. Сила

Векторная, могучая

Направить, действовать, показать

Сила есть, ума не надо

Мощь.

4. Масса

Объемная, воздушная

Взвесить, поставить, сравнить

Больше масса, тяжелее сдвинут

Много.

Домашнее задание.

Подведение итогов.

Учитель. Сегодня на уроке был обобщен материал по теме “Законы Ньютона”. Мы повторили законы, посмотрели опыты, где применяются и выполняются законы Ньютона, применили их при решении качественных и количественных задач. Все группы работали активно, творчески и заслуживают высокой оценки.