Первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета план урока

Раздел долгосрочного плана:

9.2А Основы динамики

Школа:

Дата:

ФИО учителя:

Класс: 9

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока

 Первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке

9.2.2.1 – объяснять смысл понятий: инерция, инертность, инерциальная система отсчета

Цели урока

Учащиеся могут:

-объяснить явление инерции и инерциальных систем

-привести примеры применения первого закона Ньютона

Критерии оценивания

Учащийся:

ü умеет описать и объяснить первый закон Ньютона

ü умеет объяснить явление инерции и его проявлений

Языковые цели

Лексика и терминология специфичная для предмета:

Привитие ценностей

Формирование уважения к разнообразию культур и мнений

Привитие ценностей осуществляется посредством/через развитие способности анализировать и оценивать.

Межпредметные связи

математика

Предварительные знания

Механическое движение. Инерция.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

0-10 мин

                             Организационный момент

Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку. Сообщение цели урока и ЦО.

Повторение материала с целью актуализация знаний учащихся. Учитель проверяет насколько учащиеся усвоили предыдущую цель обучения

Учитель: Ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы:

1. Что называют механическим движением?
2. Какие виды движений (по траектории, скорости, ускорению) мы изучали?
3. Какие из них наиболее распространены в природе и технике?
4. Что такое материальная точка? Зачем это понятие вводится?
5. Что называют системой отсчёта? Для чего она необходима? <Слайд2>
6. Какое явление вы наблюдаете на рисунке? <Слайд3>
7. Объясните, почему, споткнувшись, человек падает вперёд (ноги резко останавливаются, а тело продолжает двигаться по инерции в прежнем направлении), а, поскользнувшись, человек падает назад (ноги начинают двигаться с большей скоростью, чем тело). <Слайд4>
8. Придёт ли в движение парусная лодка под действием потока воздуха от вентилятора, установленного на ней?
9. Барон Мюнхгаузен рассказывал, как он однажды разбежался и прыгнул через болото. Во время прыжка он заметил, что не допрыгнет до берега. Тогда он в воздухе повернул обратно и вернулся на тот берег, с которого прыгал. Возможно ли это?
10. Объясните наблюдаемые явления. <Слайд5>, <Слайд6>, <Слайд7>

Вывод: Мгновенно тело изменить свою скорость не может. Для изменения скорости тела необходимо другое тело. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

Приложение 1

10-20 мин

20-30мин

30-35мин

Учитель: Сегодня мы приступаем к изучению нового раздела Механики – Динамика. Динамика изучает причины изменения скорости. Основные законы Динамики – законы Ньютона. И сейчас мы приступаем к изучению первого закона Ньютона.

Прежде чем найти причину изменения скорости, т.е. возникновения ускорения, мы выясним, при каких условиях тело движется без ускорения, т.е. его скорость с течением времени не меняется.

Обратимся к опыту, к наблюдениям: на столе лежит книга. Про неё говорят, что она покоится. <Слайд8>

В IV веке до н.э. Аристотель писал: "Всякое движение – бывает или насильственным, или происходящим по природе". К последним он относил круговые движения небесных светил, а также считал их присущими самим телам и не нуждающимися в каких-либо внешних причинах. <Слайд9>

Если какое-либо движение отличается от естественного, то оно может быть осуществлено лишь насильственным путём. В отношении таких движений Аристотель писал: "Всё движущиеся необходимо приводится в движение чем-нибудь". Иными словами, причина "неестественного" движения – действие со стороны других тел. Нет действия других тел – нет движения.

Чтобы сдвинуть книгу, необходимо приложить усилие, например, толкнуть рукой.

Книга не одинока в этом мире, её окружают другие тела, они в различной мере действуют на неё. Почему же она покоится? Только два тела, из всех её окружающих, оказывают на неё заметное действие – это стол и Земля. Действия их противоположны и равны. Говорят, что Земля и стол компенсируют друг друга (уравновешивают).

Рассмотрим ещё примеры: шарик на нити, шайба на льду, автомобиль на парковке и др. Учащиеся дают пояснения по примерам.

Вывод: если действия тел компенсируют друг друга, то тело под влиянием этих тел находится в состоянии покоя.

Этот ошибочный закон Аристотеля продержался около 2000 лет. Почему ошибочный?

Т.к. равномерное и прямолинейное движение – это тоже движение без ускорения. Следовательно, и покой, и прямолинейное равномерное движение могут наблюдаться при одном и том же условии: действие на данное тело всех других тел должно компенсироваться. Так что же, справедливо утверждение Аристотеля:"Всё, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого"? <Слайд10>

Об основном положении динамики размышлял и Галилей: "Степень скорости, обнаруживаемая телом, нерушимо лежит в самой его природе, в то время как причины ускорения или замедления являются внешними". Другими словами, тело свободное от воздействий, не меняет скорость. Если на данное тело действует другое тело, то первое тело изменяет свою скорость (второе тело тоже)!

Очень трудно понять, что тела сохраняют в этих условиях (при компенсации воздействия) постоянной свою скорость, т.е. продолжают двигаться равномерно и прямолинейно. Если по шайбе, лежащей на гладком льду ударить клюшкой, она будет двигаться, но всё же остановится. Почему? Трение о лёд.

Как это доказать людям справедливость его суждения?

Галилей предложил к опыту подключить разум и логику следующим образом: если невозможно избавиться от взаимодействия тел совсем, то действие можно уменьшать.

Рассмотрим пример: <Слайд11>, <Слайд12>

Вывод: Мысленный эксперимент Галилея показывает, что при уменьшении угла второй гладкой наклонной плоскости тело можно приближённо считать свободным. Оно должно двигаться бесконечно долго.

Все мы знаем, что движение и покой относительны. В одних системах отсчёта, тело может покоиться, относительно других в это же время двигаться с ускорением.

Исаак Ньютон обобщил вывода Галилея, Аристотеля и сформулировал закон инерции (I закон Ньютона):

Существуют такие системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано. <Слайд13>, <Слайд14>

Такие системы отсчёта называют инерциальными. (ИСО). Иногда первый закон Ньютона называют законом инерции, а равномерное движение тела относительно ИСО называют движением по инерции.      

Любая система отсчета, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Таким образом, существует бесконечно много ИСО, которые движутся относительно друг друга с неизменными по величине и направлению скоростями.

                                               Закрепление

1. С железнодорожным составом связана система отсчета. В каких случаях она будет инерциальной: а) поезд стоит на станции; б) поезд отходит от станции; в) поезд подходит к станции; г) движется равномерно на прямолинейном участке пути дороги?
2. По горизонтальной прямолинейной дороге равномерно движется автомобиль с работающим двигателем. Не противоречит ли это первому закону Ньютона
3. Инерциальная ли система отсчета, движущаяся с ускорением, относительно какой-либо инерциальной системы?

                                              Итог урока

1. Что нового вы узнали на уроке?
2. Сформулируйте I закон Ньютона?
3. Каким путем мы пришли к этому выводу?

Аристотель: при отсутствии внешнего воздействия тело может только покоиться. Чтобы тело двигалось с постоянной скоростью, на него постоянно должна действовать сила.

Галилей: при отсутствии внешних воздействий тело может не только покоиться, но и двигаться прямолинейно и равномерно, а сила, которая к нему прикладывается необходима только для компенсации других сил (трения, тяжести и т.д.).

Ньютон: обобщил вывода Галилея, сформулировал закон инерции (I закон Ньютона).

Приложение 1

Конец урока

     35-40мин

Домашнее задание: §10 упр.10.задачи по сборнику К.К.

Рефлексия

Учитель возвращается к целям обучения, дает обратную связь учащимся по проделанной работе. Они рефлексируют свою деятельность на уроке через следующие вопросы:

- что узнал, чему научился

- что осталось непонятным

- над чем необходимо работать

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Более способные учащиеся будут отвечать на качественные вопросы или выдать творческие задания , например, изготовить установку по проверке первого закона Ньютона

 Менее способным учащимся будут подготовлены индивидуальные карточки.

В начале урока учитель проводит контроль знаний (формативное оценивание) и предоставляет обратную связь учащимся. В течении урока учитель наблюдает за работой учащихся.

Следить за осанкой в процессе учебного процесса.