Конспект урока "Основы динамики. Первый закон Ньютона".
план-конспект урока по физике (9 класс)

Тема урока: Динамика. Первый закон Ньютона.

Цели:

•        образовательные: выявить различия в описании механического движения с позиции кинематики и динамики; повторить и углубить понятия движения по инерции, ИСО, НИСО, первый закон Ньютона; активизировать познавательную деятельность учащихся; формировать умения выделять взаимодействия и действия тел, качественно характеризовать их;

•        развивающие: развивать умение анализировать учебный материал: наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления и факты, делать выводы;

•        воспитательные: воспитывать целеустремленность, убежденность в возможности познания природы, уважение к творцам науки и техники.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация;

-        штатив, груз на нити, ножницы

-        мячик

-        магнит, стальной шарик

-        воздушный шарик, карандаш

-        шарик, желоб, песок, ткань, стекло

-        легкоподвижная тележка, с привязанной веревкой

Ход урока.

I.        Орг. момент.

Раздел «Динамика» продолжает изучение механики.На уроке мы поговорим о законах динамики и первом законе Ньютона».  А главный вопрос, на который надо дать ответ, такой: если в каюте теплохода уронить монетку, упадет ли она точно под точкой, из которой начала падать?

В поисках ответа на основной вопрос, мы также ответим на сопутствующие вопросы:

1.        Причина изменения скорости тела.

2.        Движение по инерции.

3.        Инерциальные и неинерциальные СО.

4.        Принцип относительности Галилея.

5.        Первый закон Ньютона.

II.        Повторение. Актуализация знаний.

Учитель. Какое понятие является основным в механике?

Ученики. Механическое движение.

Учитель. Что называют механическим движением?

                 Какой раздел механики изучает виды механического движения? (Кинематика)

                 Какие виды механического движения рассмотрели? (РПД, РУПД, колебательное, движение по окружности)

                 Что называют системой отсчета? Для чего она необходима? (СО=ТО+СК+часы. Для решения ОЗМ – определения положения тела в любой момент времени)

III.        Изучение нового материала.

Итак, мы выяснили КАК? могут двигаться окружающие нас тела. Но физика старается ответить и на вопрос: ПОЧЕМУ так движется тело. Именно этому вопросу посвящен раздел механики – ДИНАМИКА.

С давних времен люди задумывались: какова причина равномерного и ускоренного движения? Одинакова ли причина этих движений?

Послушаем выступление  о том, как развивались представления ученых на причину движения тел.

Ученик выступает с сообщением.

Подтвердим справедливость высказываний Галилея и Ньютона простейшими опытами.

1.        а) свободное падение мяча.

Что можно сказать о скорости тела? (возрастает)Что является причиной изменения скорости тела? (притяжение Земли).

б) притяжение магнитом стального шарика.

Что вызвало изменение скорости шарика? (магнит)

Убираем магнит. Почему останавливается шарик? (трение о стол тормозит шарик)

Что же является причиной изменения скорости тел, а, следовательно, и возникновения у них ускорения? (действие других тел, которое всегда взаимно)

в) Только ли изменение скорости происходит при взаимодействии? Проделаем опыт с воздушным шариком.

Что происходит с шариком? (сжимается). Изменяется ли при этом его скорость? (нет)

Делаем вывод: результатом взаимодействия тел является изменение скорости тела или его деформация.

2.        Может ли тело находится в состоянии покоя, хотя на него и оказывается действие?

Проделаем опыт. Груз подвешен на нити.

           Действуют ли на груз окружающие тела? Какие? (Земля и нить)

           Почему груз не меняет свою скорость? (действия тел скомпенсированы)

          Изменится ли скорость, если действие одного из тел исключить? (да, увеличится скорость)

          Как это практически сделать? (перерезать нить)

Вывод: два (или более) действия на тело могут уравновесить его или компенсировать друг друга. При этом действия не исчезают. Тело находится в покое.

3.        А что будет происходить с телом, если на него не действуют другие тела?

Рассмотрим движение шарика с наклонной плоскости по песку, ткани и стеклу.

В каком случае происходит менее значительное изменение скорости шарика? Почему? Как бы он стал двигаться в отсутствии сопротивления движению? (с постоянной скоростью, т.е. равномерно)

Как называется движение тела с постоянной скоростью в отсутствии действия других тел? (движение по инерции)

Обобщим сказанное: при отсутствии действия или компенсации действий тело может находиться в состоянии покоя или РПД.

4.        В любой ли СО тело может находиться в состоянии покоя или РПД?

Рассмотрим движение учебников относительно СО, связанных со столом, и СО, связанных со мной, при моем движении по классу.

Одинаково ли движение учебников в этих СО?

Есть ли другие СО, относительно которых учебники движутся равномерно и прямолинейно? (машина за окном, движущаяся к ул.Ленина, пешеход, спускающийся к ул.Почтовой)

Чем отличаются движения учебника в этих СО? (модулем и направлением скорости)

Как мы называем такие  СО, в которых тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или действие тел скомпенсировано? (ИСО)

А какие СО называют НИСО? (которые движутся с ускорением относительно ИСО)

5.        ИСО бесчисленное множество. Одинаково ли протекают механические явления в них?

Подкинем мяч в классе и в вагоне движущегося равномерно поезда. Сможем ли его поймать в этих ситуациях? (да)

Значит, при одинаковых начальных условиях механические явления протекают одинаково во всех ИСО. В этом заключается принцип относительности Галилея, утверждающий равноправие ИСО.  Законы механики можно применять во всех ИСО! С этими СО мы и будем иметь дело.

6.        Обобщив и развив мысль Галилея о причине РПД и покоя Ньютон сформулировал первый закон динамики (закон инерции), в котором дал определение ИСО и утверждение их существования:

Существуют такие системы отсчета, называемые  инерциальными, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

По словам А. Эйнштейна, «закон инерции является первым успехом в физике, фактически ее действительным началом».

Обобщая вклад ученых можно сказать, что научные знания формируются постепенно, трудом многих ученых. Основоположником динамики – ядра механики – является Исаак Ньютон.  Он жил в 17 веке в Англии. Англия того времени из аграрной страны превращалась в индустриальную. Быстрый рост промышленности требовал новых технических изобретений. Но работа технических устройств нуждалась в научном обосновании. Так практика стимулировала развитие физики. Ньютон стал первым среди других ученых того времени.

IV.        Повторение и обобщение изученного.

Обобщим все сказанное и отразим это в ОК.

А теперь ответим на вопрос, поставленный в начале урока.  Если в каюте движущегося теплохода  подкинуть монетку вверх, то стоит ли ожидать, что она упадет обратно в ладонь?(при РПД упадет, при замедленном движении упадет впереди нас (не поймали  - обидно), при ускоренном – позади(попадет в лоб - больно))

V.        Закрепление.

Ответьте на вопросы:

-        Какова причина изменения скорости тела? (действие другого тела)

-        Какое состояние возможно при отсутствии взаимодействия? (состояние покоя или ПРД)

-        Приведите примеры ИСО. НИСО. (молекула газа от соударения до соударения, разгоняющийся с места автомобиль)

-        Что определяет и утверждает первый закон Ньютона? (равномерное движение тела)

- Сформулируйте его. ( Существуют такие системы отсчета, называемые  инерциальными, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.)

1.        Как объяснить, что бегущий человек, споткнувшись, падает в направлении своего движения, а поскользнувшись, падает в направлении, противоположном направлению своего движения?

2.        Парашютист падает с постоянной по модулю скоростью. Чему равен модуль силы сопротивления воздуха при этом движении?

“ Чиновник, приехавший за налогами, стал придираться к отцу мальчика, требуя деньги. Тогда мальчик заступился за отца:

- Почтенный гость! Подпругу твоего коня сжевали козы. Вот и заставь их платить.

Промолчал чиновник, потом вскочил на коня и пустил галопом. Но конь провалился ногой в кротовую нору, и седок полетел на землю”.

Почему “седок полетел на землю”? (он двигался по инерции)

VI.        Рефлексия.

Что узнали на уроке?

Чему научились?

VII.        Домашнее задание. §§ 21-22, 28, вопросы.  Как надо прыгать из движущегося вагона и почему? (против направления движения)

Является ли Земля ИСО? (является приближенно)

1. Кто из ученых сформулировал закон инерции?

1) Аристотель

2) Галилей

3) Ньютон

4) Архимед

2. Выберите верное(-ые) утверждение(-я).

А) в состоянии инерции тело покоится или движется равномерно и прямолинейно

Б) в состоянии инерции у тела нет ускорения

1) Только А

2) Только Б

3) И А, и Б

4) Ни А, ни Б

3. Выберите пример явления инерции.

А) книга лежит на столе

Б) ракета летит по прямой с постоянной скоростью

В) автобус отъезжает от остановки

1) А

2) Б

3) В

4) А и Б

4. На столе лежит учебник. Система отсчета связана со сто¬лом. Ее можно считать инерциальной, если учебник

1) находится в состоянии покоя относительно стола

2) свободно падает с поверхности стола

3) движется равномерно по поверхности стола

4) находится в состоянии покоя или движется равномерно по поверхности стола

5. На стене музея висит картина. Выберите, с каким(-и) телом(-ами) можно связать инерциальную систему отсчета.

А) стена

Б) мальчик проходит вдоль стены с постоянной скоростью

В) маятник в часах, висящих на стене

1) А

2) Б

3) В

4) А и Б

6. Система отсчета связана с мотоциклом. Она является инер¬циальной, если мотоцикл

1) движется равномерно по прямолинейному участку шоссе

2) разгоняется по прямолинейному участку шоссе

3) движется равномерно по извилистой дороге

4) по инерции вкатывается на гору

7. Система отсчета связана с воздушным шаром. Эту систему можно считать инерциальной в случае, когда шар движется

1) равномерно вниз

2) ускоренно вверх

3) замедленно вверх

4) замедленно вниз

8. По прямолинейному участку железной дороги равномерно движется пассажирский поезд. Параллельно ему в том же направлении едет товарный состав. Систему отсчета, свя¬занную с товарным составом, можно считать инерциальной, если он

1) движется равномерно

2) разгоняется

3) тормозит

4) во всех перечисленных случаях

9. По прямолинейному участку шоссе движется с постоянной скоростью автомобиль. Выберите, с каким(-и) телом(-ами) можно связать инерциальную систему отсчета.

А) на обочине шоссе растет дерево

Б) автобус подъезжает к остановке

В) по шоссе равномерно движется грузовик

1) А

2) Б

3) В

4) А и В

10. Утверждение, что материальная точка покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на нее не действу¬ют другие тела или воздействие на него других тел взаимно уравновешено.

1) верно при любых условиях

2) верно в инерциальных системах отсчета

3) верно для неинерциальных систем отсчета

4) неверно ни в каких системах отсчета

Ответы на тест по физике Первый закон Ньютона, Инерциальные системы отсчета

1-3  2-3  3-4  4-4  5-4  6-1  7-1  8-1  9-4  10-2