Конспект урока "Третий закон Ньютона"
план-конспект занятия по физике (10 класс)

                                                                                                                                      10 «Б» класс                                          

Тема урока: «Третий закон Ньютона».

Тип урока: урок изучения нового учебного материала.

Цели урока.

Стратегические:

- Формирование научной картины мира.

- Развитие критического мышления.

- Формирование научного миропонимания.

Тактические:

- Ликвидировать пробелы в знаниях.

- Сформировать умение пользоваться учебной литературой.

- Развить умение обобщать и систематизировать знания.

- Сформировать умение использовать теоретические знания на практике.

- Сформировать интерес к физике как науке.

- Сформировать умение раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлениями в жизни.

- Развить умение анализировать данные и делать вывод.

- Развить общие учебные (в т.ч. познавательные) умения.

Оперативные:

Когнитивная область.

Уровень знания: ученик должен знать определение силы, массы, формулировку третьего закона Ньютона, его математическую интерпретацию, записать формулу третьего закона Ньютона на доске, знать единицы измерения массы и силы, условие равенства сил, понятие инерции, свойство аддитивности  массы.

Уровень понимания: ученик должен приводить примеры проявления третьего законов Ньютона из окружающего мира, понимать формулировку третьего закона Ньютона, словесно интерпретировать его математическую интерпретацию, понятие массы и силы, инерции, процесс сравнения и измерения сил.

Уровень применения: ученик должен уметь применять третий закон Ньютона при объяснении физических явлений и решении задач, свойство аддитивности массы, переводить единицы массы и силы в единицы измерения СИ, изображать на рисунке третий законы Ньютона.

Аффективная область.

Уровень восприятия: ученик осознает важность учения, внимательно слушает высказывания учителя и учащихся, активно участвует в дискуссии.

Уровень реагирования: ученик выполняет домашнее задание, поручения учителя, проявляет интерес к физике, самостоятельность при обучении.

Уровень усвоения ценностной ориентации: ученик целенаправленно изучает различные точки зрения, выносит собственное суждение, проявляет убежденность в защите своего убеждения.

Ход урока.

1. Приветствие учащихся учителем, выявление отсутствующих учащихся.

2. В начале урока учитель проводит с учащимися фронтальный устный опрос. Учитель задает вопросы нескольким учащимся, остальные ученики дополняют ответ своих одноклассников. В это время два ученика показывают на доске решение домашних задач.

Вопросы.

1. Дайте определение силы.
2. Какие две силы считаются в механике равными?
3. Как связано ускорение тела с силой?
4. Что такое инерция? Приведите примеры ее проявления.
5. Какое утверждение содержит второй закон Ньютона?
6. Каким образом, используя второй закон Ньютона, можно определить массу тела?
7. Какие условия необходимы для того, чтобы тело двигалось с постоянным ускорением?

3.

Третий закон Ньютона.

Примеров взаимодействия тел и сообщения ими друг другу ускорений можно привести сколь угодно много. Когда вы, находясь в одной лодке, начнете за веревку подтягивать другую лодку, то и ваша лодка обязательно будет двигаться вперед. Действуя на другую лодку, вы заставляете ее действовать на свою лодку.

Если вы ударите ногой по футбольному мячу или толкнете плечом товарища, то ощутите обратное действие на ногу или плечо. Все это проявления закона взаимодействия тел.

Действия тел друг на друга носят характер взаимодействия не только при непосредственном контакте тел. Положите на гладкий стол два сильных магнита разноименными полюсами навстречу друг другу, и вы тут же обнаружите, что они начнут двигаться навстречу друг другу.

Заметные изменения скоростей обоих взаимодействующих тел наблюдаются лишь в тех случаях, когда массы этих тел не сильно отличаются друг от друга. Если же взаимодействующие тела значительно различаются по массе, заметное ускорение получает только то из них, которое имеет меньшую массу. Так, при падении камня Земля заметно ускоряет движение камня, но ускорение Земли (а ведь камень тоже притягивает Землю) практически обнаружить нельзя, так как оно очень мало.

Выясним с помощью опыта, как связаны между собой силы взаимодействия двух тел.

Возьмем достаточно сильный магнит и железный брусок и установим их на катки для уменьшения трения о стол. К концам магнита и бруска прикрепим одинаковые пружины, закрепленные другими концами на столе. Магнит и брусок притянутся друг к другу и растянут пружины. Опыт показывает, что к моменту прекращения движения пружины растянуты совершенно одинаково. Это означает, что на оба тела со стороны пружин действуют одинаковые по модулям и противоположные по направлениям силы:

Так как магнит покоится, то сила  равна по модулю и противоположна по направлению силе , с которой на него действует брусок:

Точно так же равны по модулям и противоположны по направлению силы, действующие на брусок со стороны магнита и пружины:

Отсюда следует, что силы, с которыми взаимодействуют магнит и брусок, равны по модулям и противоположны по направлению:

На основе подобных опытов можно сформулировать третий закон Ньютона:

Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулям и направлены по одной прямой в противоположные стороны.

Это означает, что если на тело А со стороны тела В действует сила , то одновременно на тело В со стороны тела А будет действовать сила , причем

.

Используя второй закон Ньютона, можно определить:

Отсюда следует, что

т. е. отношение модулей ускорении а1 и а2 взаимодействующих друг с другом тел определяется обратным отношением их масс и совершенно не зависит от характера действующих между ними сил. Более массивное тело получает меньшее ускорение, а легкое - большее.

Важно понимать, что силы, о которых идет речь в третьем законе Ньютона, приложены к разным телам и поэтому они не могут уравновешивать друг друга.

В настоящее время наиболее широко в физике и технике применяется система единиц, в которой в качестве основной величины взята не сила, а масса. Единица же силы устанавливается на основе второго закона Ньютона.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу массы - один килограмм (1 кг) - принята масса эталонной гири из сплава платины и иридия, которая хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа. Точные копии этой гири имеются во всех странах. Приближенно массу 1 кг имеет литр воды при комнатной температуре.

За единицу силы в Международной системе единиц принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2.

Эта единица называется ньютоном (сокращенное обозначение - Н). Наименование ньютона:

1 Н = 1 кг·1 м/с2.

4.

Далее учитель вызывает к доске учащихся, которые решают задачи по изученной теме.

№ 1. Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному шоссе с выключенным двигателем?

Ответ: нет, так как в этом случае движущийся автомобиль не является свободным телом (телом, на которое не оказывают воздействие другие тела), потому что при движении тела по какой-либо поверхности всегда имеется сила трения, препятствующая данному движению.

№ 2. О ветровое стекло движущегося автомобиля ударился комар. Сравнить силы, действующие на комара и автомобиль во время удара.

Ответ: согласно третьему закону Ньютона, эти силы равны по модулю и противоположны по направлению.

№ 3. Трактор, сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорение 0,5 м/с2. Какое ускорение сообщит тому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие 60 кН?

5. На дом учитель задает учащимся прочитать § 25, 26, 27, 28, ответить на вопросы после §, решить две задачи.

№ 1. Тело массой 3 кг падает в воздухе с ускорением 8 м/с2. Найдите силу сопротивления воздуха.

№ 2. Тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную силу тяги 147 кН. Скорость поезда возрастает при этом от 36 до 54 км/ч. Определите силу сопротивления движению, считая ее постоянной. Масса поезда 1000 т.