Динамика. Законы классической механики.
Оценка 5

Динамика. Законы классической механики.

Оценка 5
Разработки уроков
doc
физика
7 кл—11 кл
07.02.2021
Динамика. Законы классической механики.
Урок изучения нового материала
Урок 3. Динамика. Законы классической механики.doc

 3 № Сабақ / Урок № 3

 

Сабақ жоспары / План урока

 

Сабақтың тақырыбы / Тема урока

Динамика. Законы классической механики.

 

 Сабақтың мақсаты / Цель урока

А. Білімділік / Образовательная

ü  ознакомиться с основными понятиями динамики;

ü  познакомить с основными законами классической механики;

ü  ознакомление с опытными фактами, подтверждающими, законы классической механики;

ü  формирование умений объяснять результаты физических опытов.

Б. Дамытушылық / Развивающая

ü  формирование умения логически правильно выражать свои мысли средствами физико-математического языка;

ü  развитие внимания (концентрации, переключаемости, мобильности)

В. Тәрбиелік / Воспитательная

ü  развитие мышления и познавательных способностей/

 

Болашақ нәтижені болжау / Описание ожидаемого результата

Білім / Знания

физической картины мира, основные темы и понятия динамики, кинематики разновидности движения.

Икемділік / Умения

различать физические явления по их природе

Дағды / Навыки

 самостоятельной работы с теоретическим материалом, умения выделять главное

 

Сабақтың түрлері / Тип урока

1.    Урок изучения нового материала   2. Закрепление и совершенствование знаний, умений и навыков   3. Целевое применение полученных знаний, умений и навыков   4. Обобщение и систематизация усвоенного материала   5. Комбинированный   6. Урок учета и оценки знаний и умений

 

Әдіс-тәсілдер / Методы

1.    Словесный   2. Наглядный   3. Практический   4. Исследовательский 5. Репродуктивный

6. Частично-поисковый 7. Объяснительно-иллюстративный 8. Проблемный  9. Эвристический

 

Материалдар, оқу-әдістемелік әдебиет, аңықтамалық әдебиет / Материалы, учебно-методическая литература, справочная литература

Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н. «Физика10» (естественно-математическое направление). -Алматы: Мектеп

 

Құрал-жабдықтар, көрнекті құралдар / Оборудование, наглядные пособия

Доска, ПК, учебник.

 

Пәнаралық байланыс / Межпредметные связи

Познание мира, география, химия, астрономия


Сабақ барысы / Ход урока

       I.            Организационный момент.

    II.            Результаты нулевого среза.

 III.            Изучение новой темы.

 

Динамика

При движении тела его скорость  может изменяться по модулю и направлению. Это означает, что тело двигается с некоторым ускорением . В кинематике не ставится вопрос о физической причине, вызвавшей ускорение движения тела. Как показывает опыт, любое изменение скорости тела возникает под влиянием других тел. Динамика рассматривает действие одних тел на другие как причину, определяющую характер движения тел.

Взаимодействием тел принято называть взаимное влияние тел на движение каждого из них.

Раздел механики, изучающий причины движения и законы взаимодействия тел, называется динамикой.

Законы динамики были открыты в 1687 г. великим ученым И. Ньютоном. Сформулированные им закона динамики лежат в основе так называемой классической механики. Законы Ньютона следует рассматривать как обобщение опытных фактов. Выводы классической механики справедливы только при движении тел с малыми скоростями, значительно меньшими скорости света c.

Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу.

 

Масса

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность, таким образом Масса - мера инертности тела. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т. е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям, приобретаемым телами в результате их взаимодействия:

 

В этом соотношении величины  и  следует рассматривать как проекции векторов  и  на ось OX (Рисунок 1). Знак «минус» в правой части формулы означает, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны.

 

Рисунок 1- Сравнение масс двух тел

 

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг).

Масса любого тела может быть определена на опыте путем сравнения с массой эталона (mэт = 1 кг). Пусть m1 = mэт = 1 кг. Тогда

Масса тела – скалярная величина. Опыт показывает, что если два тела с массами m1 и m2 соединить в одно, то масса m составного тела оказывается равной сумме масс m1 и m2 этих тел:

 

m = m1 + m2.

Это свойство масс называют аддитивностью.

 

Сила

Сила – влияние одного тела на другое. Сила является причиной изменения скорости тела, это количественная мера взаимодействия тел. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую природу: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной . Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой.

Эталонная сила в Международной системе единиц называется ньютон (Н).

Сила в 1 Н сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2

На практике нет необходимости все измеряемые силы сравнивать с эталоном. Для измерения сил используют пружины, откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра (Рисунок 2).

 

Рисунок 2 - Измерение силы по растяжению пружины. При равновесии

 

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.

Первый закон Ньютона гласит - тела находятся в покое или движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют другие тела и силы, или их действия скомпенсированы

Впервые закон инерции был сформулирован Г. Галилеем (1632 г.). Ньютон обобщил выводы Галилея и включил их в число основных законов движения.

В механике Ньютона законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета.

 

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета.

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила  а также способы их измерения. Первая из этих величин – масса – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая – сила  – является количественной мерой действия одного тела на другое.

Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории:

1.                   Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам:

 при F = const.

 

2.                   Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенн силам:

 при m = const.

 

Обобщая подобные наблюдения, Ньютон сформулировал основной закон динамики:

Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

Это и есть второй закон Ньютона. Он позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса m и действующая на тело сила :

В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2. Эта единица называется ньютоном (Н). Ее принимают в СИ за эталон силы:

Если на тело одновременно действуют несколько сил (например,  и  то под силой  в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил (Рисунок 3):

 

Рисунок 3 - Сила  – равнодействующая силы тяжести  и силы нормального давления  действующих на лыжницу на гладкой горе. Сила  вызывает ускорение лыжника

Если равнодействующая сила  то тело будет оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Таким образом, формально второй закон Ньютона включает как частный случай первый закон Ньютона, однако первый закон Ньютона имеет более глубокое физическое содержание – он постулирует существование инерциальных систем отсчета.

 

Третий закон Ньютона

Понятие массы тела было введено на основе опытов по измерению ускорений двух взаимодействующих тел: массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны численным значениям ускорений

В векторной форме это соотношение принимает вид

Знак «минус» выражает здесь тот опытный факт, что ускорения взаимодействующих тел всегда направлены в противоположные стороны. Согласно второму закону Ньютона, ускорения тел вызваны силами  и  возникающими при взаимодействии тел. Отсюда следует:

Это равенство называется третьим законом Ньютона.

Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Силы, возникающие при взаимодействии тел, всегда имеют одинаковую природу. Они приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга. Складывать по правилам векторного сложения можно только силы, приложенные к одному телу.

Рисунок 4 иллюстрирует третий закон Ньютона. Человек действует на груз с такой же по модулю силой, с какой груз действует на человека. Эти силы направлены в противоположные стороны. Они имеют одну и ту же физическую природу – это упругие силы каната. Сообщаемые обоим телам ускорения обратно пропорциональны массам тел.

 

Рисунок 4 - Третий закон Ньютона.

 

Силы, действующие между частями одного и того же тела, называются внутренними. Если тело движется как целое, то его ускорение определяется только внешней силой. Внутренние силы исключаются из второго закона Ньютона, так как их векторная сумма равна нулю.

В качестве примера рассмотрим Рисунок 5, на котором изображены два тела с массами m1 и m2, жестко связанные между собой невесомой нерастяжимой нитью и двигающиеся с одинаковым ускорением  как единое целое под действием внешней силы  

Между телами действуют внутренние силы, подчиняющиеся третьему закону Ньютона:  

Движение каждого тела зависит от сил взаимодействия между ними. Второй закон Ньютона, примененный к каждому телу в отдельности, дает:

 

Складывая левые и правые части этих уравнений и принимая во внимание, что  и  

получим:

 

Внутренние силы исключились из уравнения движения системы двух связанных тел.

 

Рисунок 5 - Исключение внутренних сил

 

 IV.            Задание на дом:

1. Составить опорный конспект Урока 3 «Динамика. Законы классической механики»

2. Прочесть «Физика 10 класс. 1 часть» стр 47-58.

3. Решить задачи к Уроку 3 в учебнике «Физика 10 класс. 1 часть» в разделе "Решайте" на стр. 55 Задачи 1,2,3,4 и на стр. 58 Задача 2


Скачано с www.znanio.ru

Сабақ / Урок № 3 Саба қ жоспары /

Сабақ / Урок № 3 Саба қ жоспары /

Сабақ барысы / Ход урока

Сабақ барысы / Ход урока

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг)

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг)

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила а также способы их…

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила а также способы их…

Таким образом, формально второй закон

Таким образом, формально второй закон

Движение каждого тела зависит от сил взаимодействия между ними

Движение каждого тела зависит от сил взаимодействия между ними
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
07.02.2021