Конспект по физике законы ньютона. Конспект урока по физике "применение законов ньютона". на тему «Законы Ньютона»
Урок 3/23
Тема. Второй и третий законы Ньютона
Цель урока: ознакомить учащихся с зависимостью между ускорением, что приобретается телом, и силой, что на него действует. Раскрыть содержание третьего закона Ньютона; углубить знания о взаимодействии тел
Тип урока: урок изучения нового материала
План урока
Демонстрации |
1. Зависимость ускорения тела от действующей на него силы. 2. Опыты, иллюстрирующие третий закон Ньютона. 3. Фрагменты фильма «Законы Ньютона» |
|
Изучение нового материала |
30 мин. |
1. Соотношение между силой и ускорением. 2. Второй закон Ньютона. 3. Особенности применения второго закона Ньютона. 4. Третий закон Ньютона. 5. Свойства сил, с которыми тела взаимодействуют. 6. Примеры проявления третьего закона Ньютона. |
Закрепление нового материала |
1. Тренируемся решать задачи. 2. Контрольные вопросы |
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Вопрос к учащимся в ходе изложения нового материала
1. Вызывает постоянная сила постоянное ускорение?
2. Как зависит модуль ускорения от модуля силы?
3. Как направлено ускорение тела, если известно направление к действующему силы?
4. Каково соотношение между силами, с которыми взаимодействуют два тела?
5. Что общего имеют две силы, с которыми взаимодействуют два тела?
6. Чем отличаются силы, с которыми взаимодействуют два тела?
7. Есть ли физическая разница между действием и противодействием?
8. Почему третий закон Ньютона называют законом взаимодействия?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
Что мы узнали на уроке
Второй закон Ньютона:
Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:
3 второго закона Ньютона получаем выражение для 1 Н:
Третий закон Ньютона: два тела взаимодействуют друг с другом с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению:
1 = - 2 .
Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, направлены вдоль одной прямой и имеют одинаковую физическую природу.
Силы, с которыми взаимодействуют два тела:
а) имеют ту же физическую природу, поскольку обусловлены той самой взаимодействием;
б) одинаковые по модулю и направлены вдоль одной прямой противоположно друг к другу;
в) приложены к разным телам и поэтому не могут компенсировать друг друга.
Домашнее задание
г1 ) - 6.18; 6.19; 6.32;6.38, 6.41;
р2) - 6.52; 6.54; 6.55, 6.63; 6.64;
г3 ) - 6.71; 6.73; 6.74, 6.76; 6.77.
Описание работы: предлагаю Вам конспект обобщающего урока по теме «Законы Ньютона» для учащихся девятых классов. Надеюсь, что данный материал будет полезен преподавателям, работающим в основной и старшей школе. Данный урок направлен на всестороннее закрепление материала: от истории до практического применения законов Ньютона.
Гений есть терпение мысли, сосредоточенной в известном направлении.
Исаак Ньютон
Дидактическая цель : выполнить обобщение по теме «Законы Ньютона».
Технология: деловая игра.
Аудитория : 9 класс.
Тип урока : обобщающий урок.
Форма работы : групповая, фронтальная.
Познавательная задача: в форме деловой игры закрепить знания, полученные по теме «Законы Ньютона».
Развивающая задача : продолжить совершенствовать навыки решения задач, применять знания на практике.
Воспитывающая задача : развивать взаимоуважение, умение работать в команде, коммуникативные качества учащихся.
Оборудование:
Мультимедийный проектор;
Компьютер;
Песочные часы;
Стальная гайка;
Сосуд с водой;
Две пробки;
Раздаточный материал: карточки с задачами и домашним заданием.
План урока:
1. Организационный этап…………………………………..2 мин.
2. Разминка «Минуточка»………………………………….3 мин.
3. Историческая викторина «Что я знаю о Ньютоне?»....10 мин.
4. Физическое дефиле.…………………………………….10 мин.
5. Физкультминутка……………………………………..….2 мин.
6. Решение задач «Знаешь - действуй!»…………………10 мин.
7. Экспериментариум……………………………………….5 мин.
8. Домашнее задание……………………………..................1 мин.
9. Рефлексия, подведение итогов…………………………..2 мин.
Итого …………………………………………………………45 мин.
Ход урока:
«Мы как карлики на плечах гигантов, и потому можем видеть больше и дальше, чем они».
Исаак Ньютон
1. Организационный этап.
Учащиеся разбиваются на 3 группы (команды) равные по силам.
Два учащихся - ассистенты, которые помогают учителю во время ведения игры.
2. Разминка «Минуточка».
Учащиеся каждой команды должны за одну минуту ответить на наибольшее количество вопросов. Каждый правильный ответ - 1 балл. Чем больше правильных ответов, тем больше баллов зарабатывает команда и каждый отвечающий.
Вопросы командам:
Первая команда.
1. Сколько концов у четырех палок? (8 концов)
2. Сколько концов у пяти палок? (10 концов)
3. Сколько концов у пяти с половиной палок? (12 концов)
4. Сколько месяцев в году содержат 30 дней? (11 месяцев)
5. Единица измерения массы? (килограмм)
6. Прибор для измерения силы? (динамометр)
7. Всех на свете обшивает, а сама не надевает. (Иголка)
8. Из какой посуды нельзя ничего поесть? (Пустой посуды)
9. Где край света? (Там где начинается тень)
10. Что практически невозможно найти в стоге сена? (Иголку)
11. Кто водится в тихом омуте? (Черти)
12. В этом Санкт-Петербургском учреждении звездное небо всегда безоблачно. (Планетарий)
Вторая команда.
1. Сколько ушей у трех старушек? (6 ушей)
2. Сколько ушей у пяти малышей? (10 ушей)
3. Сколько пальчиков у четырех мальчиков? (80)
4. Сколько месяцев в году имеют 28 дней? (Все месяцы)
5. Единица измерения ускорения? (м/с2)
6. Прибор для измерения массы? (весы)
7. Из какого полотна нельзя сшить рубашку? (Из железнодорожного полотна)
8. Можно ли в решете воду принести? (Можно, если она замерзнет)
9. Он охотно пыль вдыхает, не болеет, не чихает. (Пылесос)
10. Чем вышибают клин? (Клином)
11. Какие животные ночью серы? (Кошки)
12. Планета, по которой путешествовал Незнайка? (Луна)
Третья команда.
1. Сколько носов у двух псов? (2 носа)
2. Сколько хвостов у семи котов? (7 хвостов)
3. Сколько ручек у пяти подружек? (10 ручек)
4. В каком году люди едят больше обыкновенного? (В високосном году)
5. Единица измерения силы? (ньютон)
6. Прибор для измерения скорости? (спидометр)
7. Хвостиком виляет, зубаста, а не лает. (Щука)
8. Как можно поместить два литра молока в литровую банку? (Надо из молока сварить сгущенку)
9. Без чего человеку жить нельзя? (Без имени)
10. На что не нужно разевать рот? (На чужой каравай)
11. Кого можно взять за рога? (Быка)
12. Чьи слова: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю»? (Архимед)
3. Историческая викторина «Что я знаю о Ньютоне?».
В викторине участвуют все учащиеся класса. Каждый правильный ответ - 2 балла. Чем больше правильных ответов, тем больше баллов зарабатывает команда и каждый отвечающий на вопрос.
Вопросы викторины:
1. В каком году и в какой стране родился Исаак Ньютон?
(25 декабря 1642 года — 20 марта 1727 года по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; или 4 января 1643 года — 31 марта 1727 года по григорианскому календарю, страна Англия);
2. В честь какого человека был назван Исаак Ньютон?
(Назван Исааком в честь покойного отца, который не дожил до его рождения);
3. В каком университете (колледже) учился Исаак Ньютон?
(В июне 1661 года 18-летний Ньютон приехал в Кембридж. Согласно уставу, ему устроили экзамен на знание латинского языка, после чего сообщили, что он принят в Тринити-колледж (Колледж святой Троицы) Кембриджского университета. С этим учебным заведением связаны более 30 лет жизни Ньютона);
4. Какие ученые были научной опорой и вдохновителями Исаака Ньютона?
(Научной опорой и вдохновителями творчества Ньютона в наибольшей степени были физики: Галилей, Декарт и Кеплер. Ньютон завершил их труды, объединив в универсальную систему мира. Меньшее, но существенное влияние оказали другие математики и физики: Евклид, Ферма, Гюйгенс, Валлис и его непосредственный учитель Барроу);
5. Какие обстоятельства заставили Ньютона покинуть университет?
(В канун Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные кресты — первые метки Великой эпидемии чумы. К лету смертоносная эпидемия значительно расширилась. 8 августа 1665 года занятия в Тринити-колледже были прекращены и персонал распущен до окончания эпидемии. Ньютон уехал домой в Вулсторп, захватив с собой основные книги, тетради и инструменты);
6. Почему «чумные годы» 1665 - 1667г.г. проведенные дома сам Ньютон считал самыми плодотворными?
(Здесь у него сложились в основном те идеи, которые привели его к созданию дифференциального и интегрального исчислений, к изобретению зеркального телескопа (собственноручно изготовленного им в 1668 г.), открытию закона всемирного тяготения, здесь он провёл и опыты над разложением света. Ньютон писал: «В это время я переживал лучшую пору своей юности и больше интересовался математикой и [натуральной] философией, чем когда бы то ни было впоследствии»);
7. Какие работы Исаака Ньютона и в каких областях науки Вы знаете?
(Работы по оптике - по разложению белого света на цвета, работы по математике - математический анализ (интегральные и дифференциальные исчисления). В 1687 г. Ньютон опубликовал свой грандиозный труд «Математические начала натуральной философии». Эта книга содержала законы динамики, закон всемирного тяготения с приложениями к движению небесных тел, истоки учения о движении и сопротивлении жидкостей и газов, включая акустику);
8. Когда умер Исаак Ньютон и где он похоронен?
(В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года. Похоронен в Вестминстерском аббатстве);
9. Какое значение имеют знаменитые законы Ньютона?
(Законы Ньютона позволяют объяснить закономерности движения планет, их естественных спутников. Они позволяют предвидеть траектории космических кораблей и их координаты в любой момент времени. В земных условиях эти законы позволяют объяснить течение воды, движение автомобилей, кораблей, самолетов и других транспортных средств)
4. Физическое дефиле.
Учащиеся каждой команды по очереди демонстрируют домашнее задание - представление законов Ньютона. Выбор представляемого закона (первого, второго или третьего закона Ньютона) проводится жеребьевкой. Максимальный балл за представление - 5 баллов. Оценку выставляют ассистенты. Команде выставляется среднеарифметическое значение.
5. Физкультминутка.
Ассистенты проводят ряд упражнений на укрепление опорно-двигательного аппарата, зрения и дыхательные упражнения.
6. Решение задач «Знаешь - действуй».
Каждой команде выдаются три задачи. Все участники команды их решают, но команда в праве сама решить, кто какую задачу будет решать. Первый выполнивший одну из задач представляет ее на доске и получает баллы. Максимальный балл за каждую решенную задачу - 2 балла. Эти очки идут и в командный зачет.
Определить равнодействующую силу : а) построить ее на чертеже; б) вычислить ее модуль, если F1 = 2 H.
Смотри рисунок 1.
.jpg)
По горизонтальной поверхности перемещается груз массой 3 кг с ускорением 0,3 м/с 2 . Под действием какой горизонтальной силы перемещается груз, если сила трения скольжения равна 2 Н? Какой величины силы достаточно, чтобы груз стал двигаться равномерно? (F 1 = ma + Fтр., F 1 = 2,9 Н, F 2 = Fтр. = 2 Н)
Цель урока :- создание условий для обобщения и закрепления знаний, полученных по теме “Законы Ньютона”; умение видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни; совершенствование навыков решения качественных и расчетных задач; расширение кругозора учащихся, развитие коммуникативных способностей и познавательного интереса к предмету.
Ход урока
I Организационный момент Здравствуйте, ребята! Я рада видеть вас всех на уроке в полном составе.В истории есть немного имен и книг, пронизывающих века и даже тысячелетия и непрестанно влияющих на развитие культуры, техники и науки, есть научные открытия, которые оказываются пригодными для решения современных практических задач, и это означает, что они достоверны, ибо они прошли самое жесткое испытание – испытание временем. Именно таким великим законам физики – законам Ньютона посвящен наш урок.
Я, надеюсь, что мы сегодня с вами плодотворно поработаем на уроке. И хотелось бы, чтобы этот урок оказался интересным для всех. (Слайд 1)
Без имени Ньютона нет физики, а для Ньютона без физики и математики не было бы жизни. Наука для него - это и вода, и воздух, и пища. Его именем названы теоремы, законы, единицы измерения силы.
Он родился вьюжной зимой 1643 года, после Рождества, когда метель особенно тоскливо выла в высоких каминных трубах Вулсторпа . Родился преждевременно и очень слабый, такой маленький, что его можно было искупать в пивной кружке... Но он как-то выжил и странно, за всю свою долгую жизнь почти никогда не болел, к 84 годам потерял лишь один зуб.
Наиболее плодородными в жизни Ньютона были годы 1665 – 1667-й, когда во время эпидемии чумы он уезжал в голодную деревню Вулсторп. Эти годы можно назвать «болдинской осенью» Ньютона. Он работал сверх всякой меры! Здесь рождается интегральное исчисление, здесь он раскрывает солнечный луч, познает тайну спектра, здесь конструирует телескоп нового типа – рефлектор и микроскоп.
Был и другой Ньютон. Его мы знаем очень мало. Этот Ньютон – политик, член учредительного парламента, человек, который совершенно непонятным образом научную работу сочетал с административной, со службой государственным интересам.
Слава Ньютона досталась ему нелегко: она приносила и горечь разочарований, и боль обиды. В спорах со многими учеными ему не раз приходилось отстаивать свой приоритет в науке.
Читая слова нашего эпиграфа к уроку, мы видим, что, по мнению Ньютона, законы были открыты «играючи». Просто необходимо было более внимательно отнестись к окружающему миру, полному неизведанного.
Мы с вами изучили три закона Ньютона, и вы получили определённый багаж знаний. А, как известно, знания - сила. Вряд ли человек, не имеющий никакого багажа знаний, сможет открыть что-то новое для человечества, да и не только для человечества, но и для себя. А каков багаж знаний у вас, мы сегодня и проверим.
На уроке мы повторим законы движения, закрепим знания при решении задач, покажем связь законов с жизнью.
"Сказка ложь, да в ней намек – добрым молодцам урок". С такой присказкой вы встречались не раз. Во многих литературных произведениях и сказках идет речь о проявлении законов Ньютона. А теперь вам предстоит ответить на качественные вопросы, связанные с предложенными фрагментами из этих произведений.
(слайд 3)
«Стоило коню остановиться, как рыцарь тут же летел вперёд. А когда конь трогался с места, рыцарь тотчас падал назад» (Объясните явление из произведения «Алиса в Зазеркалье») А кто автор этого произведения? (Льюис Кэрролл)
(Ответ: Вследствие явления инерции).
В основе какого закона Ньютона лежит явление инерции?
На какой вопрос отвечает 1 закон Ньютона? (КОГДА ТЕЛО НАХОДИТСЯ В ПОКОЕ ИЛИ ДВИЖЕТСЯ ПРЯМОЛИНЕЙНО И РАВНОМЕРНО?)
Сформулируйте 1 закон Ньютона (Слайд 4)
При каких условиях тело движется равноускоренно? Какой закон даёт ответ на этот вопрос?
Сформулируйте 2 закон Ньютона (Слайд 5)
Запишите на доске его математически
Как формулируется третий закон Ньютона. (Слайд 6)
Запишите его математически.
(Слайд 7) Подумай и ответь
1. Почему необходимо пассажиру и водителю автомобиля пристёгивать ремни безопасности?
(Явление инерции можно наблюдать при резком торможении автомобиля. Машина останавливается, а водитель продолжает двигаться).
Особенно с этим явлением приходиться часто считаться при движении на дорогах. Поэтому призываю вас для безопасности вашей жизни соблюдать правила дорожного движения!
2. Когда человек идет по земле, то сила, с которой он отталкивает землю, равна той силе, с которой его толкает вперед земля. Почему же земля при этом практически остаётся неподвижной?
(Это следствие третьего закона Ньютона. Согласно же второму закону Ньютона, эти силы сообщают человеку и земле ускорения, обратно пропорциональные их массам. Но земля из-за большей сравнительно с человеком массе остается при этом практически неподвижной, а человек движется).
(Слайд 8)
«
Человек знает физику, если он умеет решать задачи”
Энрико Ферми
1 вариант Посадил дед репку, и выросла репка большая пребольшая…
Какую силу надо приложить к репке массой 200г., чтобы вытащить ее из земли с ускорением 0.5 м/с 2 ?
Укажите автора и название произведения. (Сказка «Репка», русская народная)2 вариант “Я встал рядом с огромнейшей пушкой,… и когда из пушки вылетело ядро, я вскочил на него верхом и лихо понесся вперед… мимо меня пролетело встречное ядро, … я пересел на него и как ни в чем не бывало, помчался обратно”.С каким ускорением вылетело ядро из пушки, если масса ядра 20 кг, а сила, подействовавшая на ядро, равна 300 Н.? Укажите название произведения (Приключения барона Мюнхгаузена)(Слайд 9) На рисунке изображен график скорости движения тела массой 2 кг. Найдите проекцию силы, действующей на тело на каждом этапе движения. (Разбираем вместе у доски)
Физкультминутка
Во втором законе Ньютона сказано, что ускорение, полученное телом при действии на него некоторой силы, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе этого тела. Понятно, почему спортсмены – бегуны так следят за своим весом: чем больше масса бегуна, тем меньшую скорость он разовьет.
Но и не только спортсмены вашего класса, но и все другие должны соблюдать режим питания: переедание грозит увеличением массы тела, а это прямо пропорционально нагрузке на сердце, соответственно, уменьшением работоспособности и сопротивляемости организма различным заболеваниям.
Всем известно, чтобы иметь стройное и подтянутое тело, надо заниматься спортом. Но, увы, далеко не у всех есть время для посещения спортзала и даже для занятий в домашних условиях. Существуют физические упражнения, которые можно выполнять в любое время и в любом месте, даже во время поездки в общественном транспорте. Например, вот такие.
Сидя за столом, передвиньтесь поближе к краю стула так, чтобы бедро не лежало на стуле. Оторвите от пола ступню одной ноги, приподнимите ее на несколько сантиметров над уровнем пола и удерживайте в таком положении до полной усталости.
Выполните упражнение другой ногой. Для усиления нагрузки выполняйте упражнение двумя ногами одновременно.
Такие упражнения позволяют сделать ваши ноги стройными и красивыми, а живот - плоским и подтянутым.
(
Слайд 10)
Карлсон, считая себя лучшим пылесосчиком в мире, решил сделать уборку в комнате Малыша после того, как мама только что убрала комнату своего сына.
Не надо, не надо, - просил Малыш.
Зря упираешься, - сказал Карлсон и потянул пылесос на себя с силой 30 Н. А Малыш тянул на себя – с силой 28 Н.
В чью сторону сдвинется пылесос? Чему равна равнодействующая сил Малыша и Карлсона? Сделайте схематический чертеж и изобразите на нем все силы в выбранном масштабе.
(Слайд 11)
Посмотрите на рисунок.
Какую басню проиллюстрировали физики?
История о том, как «Лебедь, Рак, да Щука вести с поклажей воз взялись», известна всем. Но если рассматривать эту басню с точки зрения механики, результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова. Каким он будет?
… Лебедь рвется 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 нулю. Лебедь, рвущийся в облака, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колес о землю и об оси, облегчая тем вес воза. Они направлены под углом друг к другу, следовательно, их равнодействующая не может равняться нулю.)
Заключение
Биографы Ньютона рассказывают, что первое время в школе он учился очень посредственно. И вот однажды его обидел лучший ученик в классе. Ньютон решил, что самая страшная месть для обидчика – отнять у него место первого ученика. Дремавшие в Ньютоне способности проснулись, и он с легкостью затмил своего соперника. Разбуженного джина познания нельзя снова спрятать в темную заплесневелую бутылку. С того счастливого для мировой науки эпизода начался процесс превращения скромного английского школьника в великого ученого.Со времен установления Ньютоном основных законов движения прошло почти три столетия. За это время законы множество раз проверялись в различных условиях, и всякий раз полученные результаты подтверждали их истинность.(Слайд 12) Рефлексия Д/З
Учитель физики МБОУ «Кустовская СОШ» Топоркова О.М.
Модуль: «Законы Ньютона».
Уважаемый ученик!
Предлагаю для ознакомления занятие №1
Урок№1 Тема: Силы. Первый закон Ньютона.
Цель. Изучение закона и закрепление знаний по теме урока.
Задачи урока:
Образовательные: отработать практические навыки применения первого закона Ньютона.
Развивающие: развивать умения учащихся работать с текстом.
Воспитательные: воспитать любознательность, внимательность, усидчивость.
Ход занятия.
План.
Биография Ньютона.
Физическая величина - сила.
Первый закон Ньютона.
Практика.
Тесты.
1.Биография Ньютона. Смотри на сайте http://fizportal.ru/physics-book-18
2. Сила.
Силой в механике называют величину, являющуюся мерой взаимодействия тел. Мы постоянно встречаемся с различными случаями взаимодействия тел друг на друга.
Просто говорят, что на тело действует сила, или к нему приложена сила. Следовательно, силу можно рассматривать как причину изменения скорости движения.
Одно тело может действовать на другое как непосредственным контактом (давление, трение), так и посредством создаваемых телами полей (гравитационное поле, электромагнитное поле).
Сила является векторной величиной, и имеет не только численное значение, но и направление . Обозначается буквой , модуль силы – F . Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы .
Говоря о силе, действующей на тело, важно указать, к какой точке тела она приложена.
На чертеже силу изображают в виде отрезка прямой со стрелкой на конце. Точка приложения силы – начало отрезка (точка А). Длина отрезка в определенном масштабе обозначает модуль силы. Если речь об абсолютно твердом (недеформируемом) теле, то считается, что сила приложена к любой точке на линии ее действия.
Иное дело – деформируемые тела. Если пальцем надавить на кусок пластилина или ластик, он изменит свою форму (деформируется). Или другой пример –
доска, лежащая на опорах. Доска прогнется, если на нее положить груз, то есть середина доски переместится на большее расстояние, чем ее края.
Итак, результат действия силы на тело зависит от ее модуля, направления и точки приложения. Иными словами, сила – векторная величина, которая характеризуется численным значением, направлением в пространстве и точкой приложения.
3. Первый закон Ньютона.
Единицей силы в СИ принят ньютон (Н). Один ньютон (1 Н) – это сила, которая за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Часто на практике применяются килоньютоны (1 кН = 1000 Н) и миллиньютоны (1 мН = 0,001 Н).
Ньютон сформулировал закон инерции, включив его в основу механики в качестве первого из трех законов. Поэтому этот закон называют первым законом Ньютона .
Первый закон механики , или закон инерции был сформулирован Ньютоном следующим образом:
Любое тело удерживается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока под действием приложенных сил не изменяет это состояние .
В
окружении любого тела, покоится оно или движется, есть другие тела, некоторые из которых или все как-то действуют на тело, влияют на состояние его движения. Чтобы выяснить влияние окружающих тел, надо исследовать каждый отдельный случай.
О
ПЫТ.
Рассмотрим какое-либо покоящееся тело, не обладающее ускорением, а скорость постоянна и равна нулю.
Допустим, это будет шарик, подвешенный на резиновом шнуре. Он находится в покое относительно Земли. Около шарика множество различных тел: шнур, на котором он висит, множество предметов в комнате и других помещениях и, конечно, Земля. Однако, действие всех этих тел на шарик не одинаково. Если, например, убрать мебель в комнате, это не окажет какого-либо влияния на шарик. Но если перерезать шнур, шарик под влиянием Земли начнет падать вниз с ускорением. Но пока шнур не был перерезан, шарик находился в покое.
Этот простой опыт показывает, что из всех тел, окружающих шарик, только два заметно влияют на него: резиновый шнур и Земля. Их совместное влияние и обеспечивает состояние покоя шарика. Стоило устранить одно из этих тел - шнур, и состояние покоя нарушилось. Если бы возможно было убрать Землю, это тоже нарушило бы покой шарика: он стал бы двигаться в противоположном направлении.
Отсюда приходим к выводу, что действия на шарик двух тел - шнура и Земли, компенсируют (уравновешивают) друг друга. Когда говорят, что
действия двух или нескольких тел компенсируют друг друга, то это значит, что результат их совместного действия такой же, как если бы этих тел вовсе не было.
Рассмотренный пример, как и другие подобные примеры, позволяют сделать следующий вывод: если действия тел компенсируют друг друга, то тело под влиянием этих тел находится в состоянии покоя.
Однако, как выяснилось со временем, первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета . Поэтому с точки зрения современных представлений закон Ньютона формулируют следующим образом:
Системы отсчета, относительно которых свободное тело при компенсации внешних воздействий движется равномерно и прямолинейно, называют инерциальными системами отсчета .
Свободным телом в этом случае называют тело, на которое другие тела не оказывают воздействия.
Необходимо помнить, что в первом законе Ньютона рассматриваются тела, которые могут быть представлены в качестве материальных точек.
4.Практика. Рассмотрим задачи на первый закон Ньютона.
Задача №1.
Как объяснить, что бегущий человек, споткнувшись, падает в направлении своего движения, а поскользнувшись, падает в направлении, противоположном направлению своего движения?
Решение: Это явление легко объясняется на основании первого закона Ньютона. Бегущий человек. Споткнувшись, падает в направлении своего движения. Потому что при этом ноги человека замедляют движение. А туловище сохраняет по инерции прежнее состояние движения. В то время как ноги начинают скользить вперед быстрее, потому человек падает назад.
Задача №2.
Парашютист падает с постоянной по модулю скоростью. Чему равен модуль силы сопротивления воздуха при этом движении?
Решение: Движение парашютиста равномерное и прямолинейное, поэтому, на основании 1 закона Ньютона, все силы, действующие на парашютиста, компенсируются. Так как парашютист движется под действием силы тяжести, то сила сопротивления воздуха по модулю равна силе тяжести парашютиста и противоположно направлена.
Задача №3.
Как направленно ускорение самолета, если на него действует 4 силы: по вертикали - сила тяжести = 200кН и подъемная сила 210кН. По горизонтали: сила тяжести мотора 20 кН и сила лобового сопротивления воздуха 10 кН. Чему равна равнодействующая всех сил?
| Дано: F 2 = 2, 1*10 5 H | Р R 1 = F 2 - F 1 , (по вертикали) R 1 = 2, 1*10 5 - 2*10 5 = 10 4 Н R 1 = F 3 - F 4 , (по горизонтали) R 1 = 2*10 4 -10 4 =10 4 H Найдем равнодействующую всех сил, пользуясь правилом параллелограмма: Модуль силы R вычислим с помощью теоремы Пифагора: R= R = =1, 4*10 4 Н Ответ : Равнодействующая всех сил направлена под углом под углом 45°к горизонту и равна 1,4*10 4 Н. |
ешение:
5 . Тесты. ПРОВЕРЬ СЕБЯ!
1. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Движется ли это тело или находится в состоянии покоя?
А. Тело движется равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя.
Б. Тело движется равномерно или прямолинейно.
В. Тело находится в состоянии покоя.
2. Какая формулировка I закона Ньютона принята в настоящее время?
А. Тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или действие их скомпенсировано.
Б. Сохранение скорости движения тела неизменной при отсутствии внешних воздействий называется инерцией.
В. Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной (или покоится), если на него не действуют другие тела (или действие других тел скомпенсировано).
3. I закон Ньютона можно объяснить формулой:
Б. F = m(v-v o)/t
В. S = vt
Ответы: А, В, Б.
Литература.
http://www.afportal.ru/physics/test/easy/5
http://www.calc.ru/Sila-V-Dinamike.html
Загрузка...