Методическая разработка урока 3 закон Ньютона

Рассмотрено на

заседании методического

объединения учителей физики,

химии и биологии

МАОУ «Гимназия №1»

Октябрьского района г. Саратова

от__________№___________

методическая разработка урока

Этот удивительный закон.

Третий закон Ньютона

Автор: учитель физики

МАОУ «Гимназия №1»

Иванчук Марина Александровна,

высшая категория

Аннотация.

Ни один из трёх законов Ньютона не вызывает столько вопросов и недоумений, как третий закон Ньютона. В этой методической разработке показано, как наиболее рационально организовать учебный процесс, какие современные технические и информационные средства обучения можно применить, чтобы обучающиеся лучше поняли этот закон. Данная разработка может быть полезна учителям физики при объяснении темы урока «Третий закон Ньютона».

Содержание.

1. Введение……………………………………….…………………….….…....1

2. Основная часть:

2.1. Методическое обоснование темы……………….………………...….…..2

2.2. Методические рекомендации по проведению урока…….……….…...3-4

2.3. План урока (с технологической картой)………………….…..…….…5-10

2.4. Дидактический материал к уроку……………………….….……….. 11-13

2.5 Список литературы (источников для учащихся)…………….…..………14

2.6 Список литературы для педагогов……………………………...………...14

3. Заключение……………………………………………….……..…………...15

4. Список использованных источников……………………………………....16

Введение.

Механика является той областью физики, с которой мы чаще, чем с другими, встречаемся в жизни. Механические явления, процессы события окружают нас повседневно. Механика - это наука о движении тел, т. е. о явлении, наблюдаемым каждым, о явлении, играющим огромную роль в жизни человека, в технике. Повседневная жизнь школьников, их обучение тесно связаны с движением. Само название науки о движении и название её разделов - кинематика и динамика вошли в повседневную нашу жизнь: кинематограф, гидродинамика, аэродинамика, механизм, энергетика и т. д.

Законы механики позволяют понять и объяснить любые явления, связанные с движениями тел, тел любых - от гигантских небесных тел до мельчайших частиц. И не только объяснить, но и предсказать. Так с помощью законов Ньютона можно рассчитать движение комет, можно вычислить положение кометы для любого момента времени, причём настолько точно, что можно отправить космические корабли для «встречи» с кометой. В свою очередь, движение самих кораблей можно заранее вычислить по законам механики.

Классическая механика является базовым разделом физики. На основе понятий и законов механики строится изложение остальных разделов классической физики (например: некоторые понятия механики необходимы для объяснения теплового движения). Модели, необходимые для изучения любой теории, в механике наглядны и доступны каждому обучающемуся. Материал раздела позволяет продемонстрировать логику познания, большинство понятий раздела знакомо обучающимся из жизни и необходимо их научное истолкование, а также хорошее знание законов Ньютона позволит обучающемся успешно сдать ЕГЭ и подготовиться к ГИА.

Основой механики являются три закона Ньютона. Они представляют то общее, что есть во всём великом разнообразии механических движений. Истинное знание, к которому люди шли более двух тысячелетий. Но по словам Я.М. Перельмана «Ни один из трёх основных законов механики не вызывает, вероятно, столько недоумений, как знаменитый третий закон Ньютона - закон действия и противодействия. Все его знают, умеют даже в иных случаях применять, - и, однако, мало кто свободен от некоторых неясностей в его понимании». Поэтому необходимо большое внимание учителю физики уделить на разработку урока по теме «Третий закон Ньютона».

Основная часть.

Методическое обоснование темы.

Решение основной задачи механики - определение положения тел в любой момент времени - требует знания их начальных координат, скорости и ускорения, которые возникают при взаимодействии тел. Последнее является предметом изучения динамики [Касьянов В.А. Физика 10 класс].

Динамика составляет важнейшую часть классической механики. Ее главная задача - изучение взаимодействий тел, которыми объясняются, прежде всего, различные изменения их движений. В основе динамики лежат три закона. Впервые их в общем виде сформулировал гениальный английский физик Исаак Ньютон (1643 - 1727). Теперь эти законы называют его именем. Но наибольшие трудности возникают при изучении третьего закона Ньютона. Поэтому необходимо уделить большое внимание изучению этого закона. Открытие законов движения Ньютона было подготовлено многовековой человеческой практикой, трудами многих поколений ученых. Законы механического движения с их многочисленными и важными следствиями имеют огромное научное и мировоззренческое значение. Они позволяют понять и объяснить многие явления и в космосе и в микромире. Законы классической механики составляют научную основу техники многих отраслей народного хозяйства: строительства, машиностроения, транспорта и др. поэтому изучение динамики следует в полной мере использовать в целях политехнического обучения учащихся. Показывая научную и практическую значимость законов механики, нужно вместе с тем в доступной форме дать учащимся первоначальные понятия и о границах применения. Классическая механика не может удовлетворительно описать движения множества частиц - молекул, объяснить законы, которым подчиняются элементарные частицы, движение тел со скоростями, близкими к скорости света. Соответствующие законы устанавливаются статистической механикой, квантовой механикой и теорией относительности. Определенные сведения о данных разделах современной физики учащиеся получают в старших классах. Однако некоторые первоначальные представления о границах применимости законов классической механики ученики должны получить уже в самом начале изучении физики.

При этом учащиеся должны осознать, что успехи современной науки вовсе не отрицают и не зачеркивают механику Ньютона. Более того (согласно принципу соответствия), они утверждают незыблемость ее законов для определенных предельных условий: классическая механика - это механика макротел, движущихся со скоростями, далекими от скорости света. Данные условия выполняются в огромной сфере практической и научной деятельности человека на Земле и в космосе. В этом и заключается непреходящее значение механики Ньютона.

При изучении третьего закона Ньютона в IX классе следует принять во внимание знания учащихся по механике, полученные в VII классе, а также их жизненный опыт и представления.

Методические рекомендации по проведению урока.

В начале урока следует повторить что такое сила, по какому признаку определяют, что к телу приложена сила, необходимо повторить формулировки I, II законов Ньютона наизусть и подчеркнуть их взаимосвязь.

При объяснении нового материала можно дать формулировку закона самого И. Ньютона в переводе академика А.Н. Крылова [Балашов М.М. Физика 9 класс ].

«Действию всегда есть равное и противоположное противодействие; иначе: взаимодействие двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны».

Изучать новый материал нужно с помощью проблемного эксперимента, задавая обучающимся вопросы и обсуждая их ответы.

При объяснении закона необходимо подчеркнуть взаимный характер действия тел друг на друга. Если на тело подействовала сила F1, то на другое тело, с которым взаимодействует первое, одновременно подействовала равная по модулю, но противоположно направленная сила F2. Таким образом силы возникают парами. Стоит подчеркнуть, что это силы одной природы: если сила F1 - сила упругости, то и сила F2 - сила упругости. Серьёзное внимание нужно обратить на то, что силы направлены по одной прямой, не по параллельным, а по одной и противоположны друг другу [Мякишев Г.Я. Физика. Механика 10 класс].

Учитель должен чётко пояснить особенности закона:

1. силы возникают при взаимодействии

2. появляются парами

3. одной природы

4. не уравновешиваются

5. приложены к разным телам

Обучающимся можно напомнить народную формулировку III закона Ньютона:

«Как аукнется, так и откликнется».

В ходе урока необходимо привести примеры проявления закона в природе, технике, спорте, быту. Одному из учащихся можно поручить подготовить доклад о жизни и деятельности Ньютона.

Учитель должен показать обучающимся, что И. Ньютон стал создателем законченной, логически непротиворечивой физической теории, первой в истории человечества, пригодной для описания гигантского количества явлений.

Для того, чтобы проверить усвоение нового материала необходимо дать небольшую самостоятельную работу в конце урока. Закончить урок можно знаменитыми словами И. Ньютона «Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти наиболее красивый камешек, чем другим: но океан неизвестного лежит передо мной".

План урока:

Тема программы: Динамика.

Тема урока: Третий закон Ньютона.

Тип урока: изучения нового учебного материала.

Вид урока: смешанный.

Цель методическая: Создать условия для понимания третьего закона Ньютона, развития интеллектуальных способностей обучающихся, воспитания добросовестного отношения к учёбе.

Цели:

Развивающие:

1. Развивать экспериментальные навыки и умение анализировать результаты эксперимента;

2. Планировать решение проблемы и выстраивать цепочку действий, проводить аналогии;

3. Совершенствовать интеллектуальные способности и развивать речь обучающихся.

Образовательные:

1. Объяснить причины возникновения III закона Ньютона, добиться понимания этого закона;

2. Изучить особенности закона;

3. Показать проявление закона в природе;

4. Научить применять его для решения простых задач.

Воспитательные:

1. Совершенствовать навыки делового сотрудничества в процессе решения проблемы, продолжить работу по формированию добросовестного отношения к учебному труду, гуманности, эстетического восприятия мира;

2. Формировать положительную мотивацию учебной деятельности.

Дидактические методы обучения: проблемное изложение.

Приёмы обучения: постановка проблемных вопросов, проведение эксперимента для получения нужной информации, работа с электронными образовательными ресурсами.

Материально-техническое обеспечение урока: компьютер, проектор, электронные образовательные ресурсы, динамометры, заводные тележки, демонстрационные тележки, металлическая линейка на двух опорах.

Ожидаемые результаты

Личностные: ответственное отношение к труду, целеустремлённость, умение управлять собственной познавательной деятельностью

Метапредметные: применение основных методов познания (системно-информационного анализа, использование основных интеллектуальных операций (формулирование гипотез, анализ, синтез, сравнение, обобщение, выявление причинно-следственных связей).

Предметные:

Учащиеся должны знать: III закон Ньютона, особенности закона, примеры проявления закона в природе, быту, технике.

Учащиеся должны уметь: сформулировать III закон Ньютона, решать задачи по теме «III закон Ньютона», проводить, наблюдать и описывать физические эксперименты, делать выводы и умозаключения из наблюдений, структурировать изученный материал, фиксировать его в рабочей тетради.

Межпредметные связи на уроке:

1. Математика (векторы, проекции векторов, прямая и обратная пропорциональность, выражение искомой величины через известные величины);

2.Информатика (умение работать с ПК, навыки использования продуктов Internet Explorer);

3. Литература (использование пословиц);

4. Химия (принцип Ле-Шателье).

Внутрипредметные связи: (I, II, III законы Ньютона, кинематика, силы в природе).

Технологическая карта урока

Дидактичес-

кая

структура

урока

Методическая подструктура урока

Мето-

ды

обуче-

ния

Форма

деятель-

ности

Методические

приёмы и их

содержание

Средст-

ва

обуче-

ния

Способы

органи-

зации

деятель-

ности

Признаки

решения

дидакти-

ческих

задач

1.Мотивация

и стимулиро-

вание учеб-

ной дея-

тельности

учащихся,

целевая

установка

Инфор-

маци-

онно-

рецеп-

тивный

беседа

Учитель сообщает

обучающимся о

видах деятельности

на уроке и о

возможных

результатах

этой деятельности

при активном

включении в

работу:

1. хорошо

разобраться в

сложных вопросах

новой темы;

2. помочь своим

одноклассникам

в преодолении

трудностей;

3. ощутить успеш-

ность на разных

этапах урока;

4. получить

положительную

отметку на уроке;

5. без проблем

выполнить

домашнюю работу

6. продемонстриро-

вать свои знания

в ходе выполнения

теста

Коллек-

тивный

Обучаю-

щиеся

готовы к

активной

учебно-

познава-

тельной

деятель-

ности, к

сотрудни-

честву

Активизация

необходи-

мых

знаний

Проб-

лемое

изло-

жение

Опрос

Учитель проводит

опрос обучаю-

щихся

(приложение №1)

Презен-

тация

Фрон-

тальный

Обучаю-

щиеся

отвечают

на вопро-

сы учи-

теля

2. Формиро-

вание

новых

понятий и

способов

действий

3. Примене-

ние понятий

и способов

действий

Проб-

лемное

изло-

жение

Экспери-

мент

Беседа,

промотр

презен-

тации,

видео-

фрагмен-

тов

Тест

Опрос

Самос-

тоятель-

ная

работа

Учитель предлагает

обучающимся про-

вести эксперименты

1. Обучающиеся

проводят эксперимент

ты:

а) необходимо

подвесить заводную

тележку на нитях

б) необходимо

опустить тележку

на стол

2. Учитель задаёт

проблемные

вопросы:

а) Почему тележка

не двигалась в пер-

вом опыте, почему

она пришла в дви-

жение во втором

опыте?

3. Обучающиеся

проводят экспери-

мент: необходимо

установить металли-

ческую линейку на

двух опорах, устано-

вить на ней груз.

4. Учитель задаёт

проблемные

вопросы:

а) Почему груз не

падает?

б) Почему линейка

прогибается?

5. Два учащихся про-

водят эксперимент,

остальные наблюда-

ют за за ними:

учащиеся встают на

демонстрационные

тележки и один из

них отталкивается

от другого.

6. Учитель задаёт

проблемный

вопрос:

Почему едут обе те-

лежки?

7. Обучающиеся

проводят экспери-

мент: необходимо

зацепить крючками

два динамометра и

слегка развести их

в стороны, заметить

показания обоих

динамометров,

увеличить действие

динамометров друг

на друга, заметить их

новые показания.

8. Учитель задаёт

вопросы:

Что удивило? Что

предполагали уви-

деть? Какой вывод

можно cделать из

этого эксперимента?

9. учитель предлага-

ет учащимся уда-

рить кулаком

по столу и

задаёт проблемный

вопрос:

Почему больно

вам, если вы действо-

вали на стол?

10. Учитель задаёт вопрос: Каких зна-

ний вам не хватает, чтобы чётко отве-

тить на поставлен-

ные вопросы, как вы можете сформули-

ровать тему урока,

поясняет новый материал, даёт формулировку

закона, акценти-

руя внимание на

особенностях

закона

1. Учитель предлага-

ет выполнить тест

по теме « Третий

закон Ньютона»

2. Учитель форму-

лирует проблемные

вопросы:

1. А есть ли народ-

ная формулировка

закона?

2. Где в природе,

быту проявляется

III закон Ньютона?

3. Выполнение

самостоятельной

работы по вариан-

там

4. Объявление

домашнего задания

(§ 12, упр.12, для желающих рубрика

интересно в класс!-

ной физике)

5. Подведение

итогов:

1. учитель раздаёт

листы с вопросами

и предлагает на

них ответить (при-

ложение №3)

2. выставление

оценок

Завод-

ная

тележка

Линейка

на двух

опорах,

груз

Демон-

страци-

онные

тележки

Динамо-

метры

Презен-

тация,

анима-

ция,

видео-

фрагмен-

ты

Ссылка: files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba08e-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/index_listing.html

Ссылка:

http:/class-fizika.narod.ru/9_12.htm

Парный

Фрон-

тальный

Парный

Фрон-

тальный

Коллек-

тивный

Фрон-

тальный

Парный

Фрон-

тальный

Коллек-

тивный

Коллек-

тивный

Фрон-

тальный

Индиви-

дуаль-

ный

коллек-

тивный

Индиви-

дуаль-

ный

коллек-

тивный

Обучаю-

щиеся

проводят

экспер-

менты,

анализи-

руют их,

отвечают

на вопро-

сы учите-

ля, аргу-

ментируя

своё

мнение

Обучаю-

щиеся

отвечают

на вопро-

сы, фор-

мулируют

тему уро-

ка,

восприни-

мают ин-

форма-

цию,

анализи-

руют ,

фиксиру-

ют её в

тетради

Обучаю-

щиеся

выполня-

ют тест

Обучаю-

щиеся

называют

поговорку:

«Как

укнется,

так и

откликнет=

ся», при-

водят

примеры прояв-

ления

III закона

Ньютона

в быту,

природе,

выполня-

ют

самостоя-

тельную

работу.

Записыва-

ют д/з.

Обучаю-

щиеся

анализи-

руют по-лученные

знания,

свою ра-

боту на уроке

делают

выводы

Дидактический материал к уроку.

Приложение №1.

[ Мокрова И.И. Физика 9 класс. Поурочные планы по учебнику А.В. Пёрышкина «Физика 9 класс». Волгоград, 2003 г.]

1. Что такое сила и чем она характеризуется?

2. По какому признаку определяют, что к телу приложена сила?

3. Экспериментально обоснуйте утверждение: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к нему?

4. Докажите экспериментально, что ускорение тела обратно пропорционально массе тела?

5. Как формулируется второй закон Ньютона?

6. Какова единица измерения силы в системе СИ? Как формулируют определение этой единицы?

7. Как движется тело, к которому приложена сила, постоянная по модулю и по направлению?

8. Как направлено ускорение тела, вызванное действующей на него силой?

9. Верно ли утверждение: тело всегда движется туда, куда направлена приложенная к нему сила?

10. Если на тело действуют несколько сил, как определяется равнодействующая этих сил?

11. Какие из величин: сила, скорость, ускорение, перемещение - всегда совпадают по направлению?

12. Как движется тело, если сумма всех сил, действующих на него, равна нулю?

Приложение №2. Самостоятельная работа.

I вариант

1. Человек массой 50 кг, стоя на коньках, отталкивает от себя шар массой 2 кг силой 20 Н. Какое ускорение получают при этом человек и шар? [Саенко П.Г. Физика 9 класс]

Ответ: - 0,4 м/с², 10 Н.

2. О ветровое стекло движущегося автомобиля ударился комар. Сравнить силы, действующие на комара и автомобиль во время удара [Рымкевич А.П. Задачник 10-11 классы].

Ответ: Одинаковы

3. Два человека тянут верёвку в противоположные стороны силами по 100 Н каждая. Разорвётся ли верёвка, если она выдерживает натяжение не выше 190 Н? [Саенко П.Г. Физика 9 класс]

Ответ: Верёвка не разорвётся, так как силы по 100 Н с которыми тянут верёвку, вызывают натяжение верёвки в 100 Н, а не в 200 Н.

II вариант

1. В известном опыте О. Герике с магдебургскими полушариями по изучению атмосферного давления, чтобы разнять два полушария, из которых был выкачен воздух, впрягали 16 лошадей ( по 8 к каждому полушарию). Можно ли обойтись в таком опыте меньшим количеством лошадей? [Рымкевич А.П. Задачник 10-11 классы].

Ответ: Да, если закрепить второе полушарие к неподвижному предмету, то понадобится 8 лошадей.

2. Что произойдёт с космонавтом при свободном полёте космического корабля, если он выпустит (без толчка) из рук массивный предмет? если он бросит его?[ Рымкевич А.П. Задачник 10-11 классы].

Ответ: Если выпустит, то положение космонавта относительно корабля не изменится; если бросит, то космонавт придёт в движение.

3. На земле лежит ящик массой 6 кг. Чему равна сила реакции опоры, приложенная к ящику, и его вес? Сделайте рисунок, изобразив на нём эти силы.[ Лукашик В. И. Сборник задач по физике 7-9 класс]

Ответ: 60 Н.

Приложение №3.

1. Сегодня я узнал…

2. Я понял что…

3. Урок дал мне для жизни…

Список литературы (источников) для учащихся.

1. Перышкин А. В., Гутник Е. М. Физика 9 класс. М., Дрофа, 2012 г.

2. Рымкевич А.П. Задачник 10-11 классы. М., Дрофа 2011 г.

3. Лукашик В. И. Сборник задач по физике 7-9 класс. М., Просвещение, 2011г.

Список литературы для педагогов.

1. Мякишев Г.Я. Физика. Механика 10 класс. М., Дрофа, 2008 г.

2. Балашов М.М. Физика 9 класс. М., Просвещение, 2008 г.

3. Камзеева Е.Е. Физика. Типовые экзаменационные варианты. М., Национальное образование, 2013 г.

4. Касьянов В.А. Физика 10 класс. М., Дрофа, 2009 г.

5. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. Дидактические материалы. М., Дрофа 2010 г.

6. Итоговые тесты. Физика 9 класс. ФГУ «Федеральный центр тестирования», М., ООО «Рустест», 2006 г.

7. Мокрова И.И. Физика 9 класс. Поурочные планы по учебнику А.В. Пёрышкина «Физика 9 класс». Волгоград, 2003 г.

8. Ханнанов Н.К. Настольная книга учителя физики. М., Эксмо, 2008 г.

Заключение.

За последние 50 лет в науке, в частности в физике, сделано много открытий, значительно раздвинувших рамки человеческого познания законов природы.

В результате этих открытий была выявлена структура атома. Развитие физики привело к крушению старых понятий о массе как неизменном свойстве материи. Наука стала иметь дело с очень быстрым движением электрона, скорости которого сравнимы со скоростью света. Благодаря успехам современной физики выяснилось, что области применения законов классической механики ограничены. Однако законы Ньютона не потеряли своего значения для науки и техники, так как поправки к ним имеют существенное значение лишь для тел, размеры которых близки к размерам атома, или при изучении явлений, совершающихся со скоростями, близкими к скорости света. Для тел более крупных размеров и движущихся со скоростями малыми по сравнению со скоростью света законы Ньютона выполняются с большой точностью. Поэтому необходимо хорошо знать эти законы и, в частности, третий закон Ньютона, так как в его понимании возникает много сложностей.

Cписок использованных источников.

1. Рымкевич А.П. Задачник 10-11 классы. М., Дрофа 2011 г.

2. Лукашик В. И. Сборник задач по физике 7-9 класс. М., Просвещение, 2011г.

3. Саенко П.Г. Физика 9 класс. М., Просвещение, 1992 г.

4. Мякишев Г.Я. Физика. Механика 10 класс. М., Дрофа, 2008 г.

5. Балашов М.М. Физика 9 класс. М., Просвещение, 2008 г

6. Касьянов В.А. Физика 10 класс. М., Дрофа, 2009 г.

7. Мокрова И.И. Физика 9 класс. Поурочные планы по учебнику А.В. Пёрышкина «Физика 9 класс». Волгоград, 2003 г.

8. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе 2-х частях./Под ред. А.А.Покровского.-М.:Просвещение.-М., 1978.

9. ЭОР «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba08e-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/index_listing.html

10. ЭОР «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bc792-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_10.swf