Урок. : Первый закон Ньютона

Тема урока: Первый закон Ньютона.

Тип урока: Изучения нового материала.

Цели:

Образовательные:

• сформулировать первый закон Ньютона;

• рассмотреть экспериментальные подтверждения первого закона Ньютона;

Развивающие: развитие памяти, логического мышления, умения анализировать, сравнивать, обобщать, самостоятельно делать выводы.

Воспитательные: воспитывать аккуратность и точность при выполнении упражнений, самостоятельность и самоконтроль; формирование культуры учебного труда; продолжить формирование познавательного интереса к предмету.

Тема предыдущего урока: Принцип относительности Галилея.

Тема следующего урока: Второй закон Ньютона.

Структура урока:

1. АЗ.

1. Организационный момент (1 мин).

2. АЗ по теме (10 мин).

3. Постановка целей и задач на следующий этап урока (1 мин).

2. ФНЗ и СД.

1. Рассказ учителя с целью объяснения нового материала (20 мин).

2. Индивидуальный опрос с целью закрепления изученного материала(6 мин)

3. Подведение итогов урока(1мин).

4. Постановка домашнего задания(1мин).

Ход урока:

I.АЗ

1.Организационный момент.

Проходим на свои места. Здравствуйте, садитесь! Отсутствующие есть? (отметить отсутствующих, если есть)

2. АЗ по теме.

На прошлом уроке мы начали изучение нового раздела механики и познакомились с принципом относительности Галилея.

Какой раздел механики мы начали изучать?

Динамику.

Что изучает динамика?

Динамика - раздел механики, в основе которого лежит количественное описание взаимодействия тел, определяющего характер их движения.

Какое движение называется движением по инерции?

Движение по инерции - движение тела, происходящее без внешних воздействий.

Сформулируйте принцип инерции Галилея??

Если на тело не действуют внешние силы, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Какую систему отсчета называют инерциальной?

Инерциальная система отсчета - система отсчета, в которой тело, не взаимодействующее с другими телами, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Неинерциальной?

Системы отсчета, в которых принцип инерции не выполняется, называются неинерциальными.

Сформулируйте принцип относительности Галилея? Объясните его смысл

Во всех инерциальных системах отсчета законы классической динамики имеют один и тот же вид.

При переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой математические формулы, описывающие законы механики, не изменяются.

Приведите пример инерциальной системы отсчета?

На открытой платформе вагона поезда, движущегося со скоростью относительно железнодорожного полотна , находится автомобиль. Относительно движущейся системы отсчета X' ( связанной с вагоном) автомобиль покоиться, а относительно неподвижной системы X (связанной с Землей) он движется со скоростью поезда.

В то же время километровый столб покоится в системе отсчета X и движется со скоростью - относительно системы X' (как это кажется пассажиру поезда, смотрящему из окна вагона)

Возможно перестановка (эквивалентность) понятий покоя и движения в системах отсчета Х и X' свидетельствует о том, что эти системы являются инерциальными.

Приведите пример неинерциальной системы отсчета?

При резком трогании с места автобуса пассажира отбрасывает назад, в сторону, противоположную направлению движения. Следовательно, скорость пассажира относительно автобуса изменяется в отсутствии внешних сил. Система отсчета, связанная с автобусом является неинерциальной.

Получите преобразования Галилея и закон сложения скоростей.(учащиеся у доски, один- преобразования, другой- закон)

Предположим, автомобиль, находящийся на платформе поезда, идущего со скоростью ,движется вдоль неё со скоростью _х' , относительно платформы.

Через промежуток времени t платформа сместиться от километрового столба на расстоянии t

Автомобиль за это же время проедет по платформе расстояние x' = _х't

И будет находится от столба на расстоянии x=x'+t

Отсюда x'=x-t преобразования Галилея.

Координаты тела( автомобиля) в различных инерциальных системах отсчета X и X' связывают преобразования Галилея.

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета: _х=x/t

x=x'+t разделим почленно на t, получим закон сложения скоростей.

_х = _х' + закон сложения скоростей.

При каком условии справедливы преобразования Галилея и закон сложения скоростей?

Преобразования Галилея и законы сложения скоростей справедливы, если скорости движения тела и инерциальной системы отсчета много меньше скорости распространения света в вакууме. (3*10⁸ м/с)

Показать как отличаются скорости движения вокруг Солнца освещенной и затененной сторон Земли?( учащийся у доски)

Из-за вращения Земли вокруг своей оси скорость движения её затененной стороны прибавляется к скорости движения _с по орбите вокруг Солнца.

Когда жители Земли движутся быстрее днём или ночью?

Скорость движения освещенной стороны меньше, чем затемненной. Поэтому жители Земли ночью движутся быстрее, чем днём.

3.Постановка целей и задач на следующий этап урока.

Цель нашего сегодняшнего урока рассмотреть закон инерции, сформулированный Ньютоном как первый закон динамики, а также второй закон Ньютона.

Открываем тетради, подписываем число, тема урока: «Первый и второй законы Ньютона» (на доске).

II.ФНЗ и СД.

1.Рассказ учителя с целью объяснения нового материала.

Формулировка принципа инерции, данная Галилеем, свидетельствует о том, что не всегда можно доверять очевидным выводам, базирующимся на непосредственном наблюдении. К представлению о движении по инерции удалось прийти лишь при анализе идеализированного эксперимента (который невозможно реализовать в действительности), когда отсутствуют трение и любые внешние воздействия на тело.

В 1687 году принцип инерции Галилея был сформулирован Ньютоном в виде первого закона динамики (закона инерции)

Первый закон Ньютона, формулируется следующим образом.

Материальная точка ( тело) сохраняет состояние покои и равномерного прямолинейного движения до тех пор , пока воздействие со стороны других тел не заставит её (его) изменить это состояние.

Тело действует прямолинейно и равномерно, так как все действующие на него силы скомпенсированы. Пока такая компенсация сохраняется, скорость тела либо постоянна (при прямолинейном равномерном движении), либо равна нулю (в состоянии покоя). Во вселенной практически невозможно найти тело, не испытывающее внешнего воздействия, и непосредственно экспериментально подтвердить первый закон Ньютона. Однако с его помощью можно объяснить ряд опытов, что является косвенным подтверждением справедливости этого закона.

Рассмотрим экспериментальные подтверждения закона инерции.

Монета, лежащая на плексигласе, зарывающем горлышко бутылки, при резком щелчке по плексигласу в горизонтальном плоскости падает в бутылку.

(Органическое стекло (оргстекло́) - термопластичный прозрачный пластик, продаваемый под торговыми марками плексиглас, лимакрил, перспекс, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и др., также известный под названием акриловое стекло, акрил, плекс.)

При резком торможении автомобиля пассажиры, не пристегнутые ремнями безопасности, продолжают по инерции движение вперед, что может привести к травме.

Межпланетная космическая станция, запускаемая с Земли, на большом расстоянии от планеты движется практически прямолинейно и равномерно, обще не расходуя топливо.

Облако раскаленного газа, образовавшегося при взрыве сверхновой звезды, по инерции расширяется в окружающее пространство от места взрыва.

Таким образом, из первого закона Ньютона следует, что тело может двигаться как при наличии, так и при отсутствии внешнего воздействия.

Может ли скорость, показывать действуют на тело силы или нет?

Следовательно скорость сама по себе не показывает действуют на тело внешние силы или нет. Ответ на фундаментальный вопрос, какая физическая величина является однозначным показателем наличия внешнего воздействия, был дан Ньютоном во втором законе, который мы рассмотрим на следующем уроке.

2.Индивидуальный опрос с целью усвоения изученного материала.

Давайте ещё раз повторим формулировку первого закона динамики? (4-5 учащихся)

Приведите эксперименты подтверждающие законы инерции. (3-4 учащихся)

3.Постановка домашнего задания.

Открываем дневники, записываем домашнее задание.

Параграф 20, вопросы в конце параграфа. А также повторить прошлую тему, выучить все определения.

4.Подведение итогов урока.

Итак, что нового вы сегодня узнали на уроке?

С каким законом познакомились?

Сформулируйте ещё раз первый закон динамики.