Цель: сформулировать три закона Ньютона. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I. Организационный момент

II.   Проверка домашнего задания. Повторение

1. Что изучает кинематика?

2. Какое движение называется центростремительным?

3. что такое линейная и угловая скорость?

4. Почему равномерное прямолинейное движение и состояние покоя физически эквивалентны и взаимозаменяемы лишь в инерциальных системах отсчета?

III. Изучение нового материала

Действия тел друг на друга, создающие ускорение, называются силами. Все силы можно разделить на два основных типа: силы, действующие при непосред­ственном соприкосновении, и силы, которые действуют независимо от того, со­прикасаются тела или нет, т. е. на расстоянии.

Эксперимент 1

Возьмем в руки кусок мела, разожмем пальцы, и мел упадет. (Земля притяги­вает, действует на расстоянии.)

Эксперимент 2

Наэлектризованную палочку поднесем к висячей гильзе. Гильза притянется. (Взаимодействие на расстоянии.)

Эксперимент 3

Катнем мяч. (Непосредственное взаимодействие.)

Эксперимент 4                                                                                        _

Демонстрация сегнетова колеса. (Взаимодействие.)

Наблюдая ускорение, полученное каким-либо телом под действием различ­ных сил, видели, что ускорения могут оказаться различными как по модулю, так и по направлению. Сила векторная величина. Силу измеряют динамометром. Силы, действующие при непосредственном соприкосновении, действуют по всей соприкасающейся поверхности тел. Молоток, ударяющий по шляпке гвоздя, дей­ствует на всю шляпку. Но если площадь мала, то считают, тело действует на одну точку. Эта точка называется точкой приложения.

Если же на тело действует несколько сил, то их действие на тело можно заме­нить одной заменяющую силу называют суммой или равнодействующей.

I закон Ньютона

Материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного пря­молинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны упругих тел не заставит ее (его) изменить это состояние.

Тело движется прямолинейно и равномерно, так как все действующие на него силы скомпенсированы. (Равнодействующая равна нулю.)

Во Вселенной практически невозможно найти тело, не испытывающее внеш­него воздействия.

I закон - закон инерции. Непосредственно подтвердить экспериментально | его невозможно, он аксиоматичен. Однако можно объяснить ряд опытов, что является косвенным подтверждением справедливости этого закона.

Эксперимент 5

Монета, лежащая на плексигласе, закрывающем бутылку, при резком щелчке по плексигласу в горизонтальной плоскости монета упадет в бутылку. (Монета сохраняет состояние покоя по инерции.)

Следствие I закона Ньютона состоит в том, что тело может двигаться как при наличии, так и при отсутствии внешнего воздействия.

Эксперимент 6

Подвижная тележка прикреплена при помощи пружинного динамометра к перекинутой через нити с грузом на конце. Груз растягивает пружину, сообщаю­щую своей силой упругости ускорение тележке. Чем больше подвешиваем груз, тем сильнее растянута пружина и тем больше ускорение тележки.

Опыт показывает, что направление ускорения совпадает с направлением силы, вызвавшей ускорение:

F = ma.

II закон Ньютона

Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на создаваемое этой силой ускорение, причем направления силы и ускорения совпадают: а =F/m

Закон можно выразить в другой форме. Ускорение, сообщаемое телу, прямо пропорционально действующей на тело силе,- обратно пропорционально массе тела и направлено так же, как и сила.

Особенности II закона Ньютона:

1. Верен для любых сил.

2. Сила - причина, определяет ускорение.

3. Вектор а сонаправлен с вектором F.

4. Если действуют на тело несколько сил, то берется равнодействующая.

5. Если равнодействующая равна нулю, то ускорение равно нулю. (Первый закон Ньютона)

6. Можно применять только по отношению к телам, скорость которых мала по сравнению со скоростью света.

III закон Ньютона

Эксперимент 7

Возьмем два динамометра, и зацепим друг за друга их крючки, и, взявшись за кольца, будем растягивать их, следя за показаниями обоих динамометров.

Что увидим? Показания будут совпадать. Сила, с которой первый действует на второй, равна силе, с которой второй действует на первый.

Эксперимент 8

Укрепим на одной тележке магнит, на другой - кусок железа и прикрепим к тележкам динамометры. Тележки могут оставаться на разном расстоянии друг от Друга, сила взаимодействия между магнитом и куском железа будет больше или меньше в зависимости от расстояния. Но во всех случаях окажется, что динамо­метры дадут одинаковые показания.

Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению и действуют вдоль прямой, соединяющей эти тела.

F_n = -F_n (III закон Ньютона.)

Особенности III закона Ньютона:

1. Силы возникают только парами.

2. Всегда при взаимодействии.

3. Только силы одной природы.

4. Не уравновешивают.

5. Верен для всех сил в природе.

IV. Закрепление изученного

1. Сформулируйте I закон Ньютона.

2. В чем состоит явление инерции?

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

4. Как направлено ускорение тела, вызванное действующей на него силой.

5. Верно ли утверждение - силы есть, а ускорения нет.

6. Если на тело действует несколько сил, как определяется равнодействующая сил?

7. Запишите III закон Ньютона.

8. Как направлены ускорения взаимодействия между собой тел?

9. Выполняется ли III закон Ньютона при взаимодействии на расстоянии или только путем непосредственного контакта.

10. Запишите II закон Ньютона.

Домашняя работа

§  10-11-12-13. Упражнение 8-9.  Задачи с  задачника по Рымкевич. А.П