«Решение задач с помощью законов Ньютона».

Пояснительная записка

Тема урока: «Решение задач с помощью законов Ньютона».

Тип урока: комбинированный.

Цель урока: научить обучающихся решать задачи, применяя законы Ньютона.

Планируемые результаты:

Личностные: участвовать в обсуждении проблем; формировать умение слушать и вступать в диалог, развитие логического мышления.

Метапредметные: формировать коммуникативность обучающихся, умение видеть физическую задачу в окружающей жизни.

Предметные: закрепить знания обучающихся по законам Ньютона, формировать навыки в решении расчетных графических задач по данной теме.

Основные понятия: законы Ньютона, инерция,

Ресурсы:

Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни — М.: Просвещение, 2009.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике: для 9-11 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1994.

АРМ, мультимедийная презентация к уроку.

Формы обучения на уроке: индивидуальная, фронтальная.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

Фронтальный опрос по вопросам:

§  Сформулируйте первый закон Ньютона.

§  В чем состоит явление инерции?

§  Дайте определение силы.

§  Что такое инертность? Какая величина является мерой инертности.

§  Сформулируйте второй закон Ньютона.

§  Сформулируйте третий закон Ньютона.

3. Изучение нового материала.

Для решения задач в каждом из рассмотренных случаев необходимо найти равнодействующую сил и ответить на вопрос: тело движется равномерно (покоится) или равноускоренно. Только после этого мы сможем составить уравнения для решения задачи.

При решении любой задачи динамики главным вопросом остается: равнодействующая сил равна нулю или не равна нулю.

От этого зависит, какой из законов Ньютона мы возьмем за основу составления уравнения:

I закон Ньютона – материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Т.е. скорость либо равна нулю, либо постоянна

Примером такого движения может служить басня Крылова – «Лебедь, рак и щука» - «А воз и ныне там!»

Если же равнодействующая сил не равна нулю, то будем составлять уравнение согласно второму закону Ньютона -

Примеры движений тел под действием нескольких сил.

Тело движется по горизонтали.

                                             N = mg,  F_тр = mmg ,

                                             ma = F_тяги  - mmg тело двигается равноускоренно

                                             ma = mmg -F_тяги  тело двигается равнозамедленно

                                             F_тяги = F_тр тело двигается равномерно

      Тело движется по наклонной.

                ma = mgsina ± mmgcosa  тело вверх (+), вниз (-).

                a = g(sin a ± mcosa) 

                mgsina = mmgcosa  тело покоится

                m = tga если тело скользит равномерно  

                                                      a = gsina  тело скользит без трения

Тело движется по выпуклому мосту.

Тело движется по вогнутому мосту

Тело движется на подвесе.

N=mg  тело в покое

      R = N – mg; P = m(a + g)  

движется вверх

R = mg – N, P = m(g – a)

          движется вниз

Тело движется на блоке.

4. Решение качественных и количественных задач.

1.Как объяснить, что бегущий человек, споткнувшись, падает в направлении своего движения, а поскользнувшись, падает в направлении, противоположном направлению своего движения?

2.Парашютист падает с постоянной по модулю скоростью. Чему равен модуль силы сопротивления воздуха при этом движении?

3. Как направленно ускорение самолета, если на него действует 4 силы: по вертикали - сила тяжести = 200кН и подъемная сила 210кН. По горизонтали: сила тяжести мотора 20 кН и сила лобового сопротивления воздуха 10 кН. Чему равна равнодействующая всех сил?

4. Под действием силы в 20 Н материальная точка движется с а=0,4 м/с². С каким ускорением будет двигаться точка под действием силы в 50 Н?

5. К пристани причаливают две одинаковые лодки. Лодочники подтягиваются к берегу с помощью веревок. Противоположный конец первой веревки привязан к столбу на пристани; за противоположный конец второй веревки тянет матрос, стоящий на пристани. Все трое прилагают одинаковые усилия. Какая лодка причалит раньше?

6. На тело массой 2160 кг, лежащее на горизонтальной дороге, действует сила, под действием которой тело за 30 секунд пройдет расстояние 500 метров. Найти величину этой силы.

5. Рефлексия.

- Сегодня я узнал…

- Я понял, что…

- Я научился….

- Урок дал мне для жизни…

- Мне захотелось….

6. Домашнее задание: упр. 6 (5, 6, 8).

Урок 4.

Решение задач.

Цель: научить учащихся применять  законы Ньютона в решении задач.

План:

1.     Организационный момент

2.     Домашнее здание

3.     Решение задач

4.     Итог урока

1. Определить массу шара, если при столкновении с шаром массой 1 кг он получает ускорение 0,4 м/с². Ускорение движущегося шара 0,2 м/с²

M₂ - ?                             Решение                                Вычисления

m₁= 1 кг               При воздействии тел:          м₂ = кг

а₁ = 0,2 м/с²                

а₂ = 0,4 м/с²

Ответ: м₂ = 0,5 кг

Задача № 2.

2. Максимальная сила тяги локомотива 400 кН. Какой массы состав он может привести в движение с ускорением 0, 2 м/с²

м - ?             СИ                Решение                        Вычисление

F = 400 кН       4 * 10⁵Н      по II закону Ньютона      м = = 20 * 10⁵ = 2000 т

а = 0, 2 м/с²                                         

                                            м =

Ответ: м = 2000 т

3. На тонкой проволоке подвешен груз массой 10 кг. При этом длина проволоки увеличилась на 0,5 мм. Чему равна жесткость нити?

k-?                    СИ                Решение

м = 10 кг

x = 0,5 мм       0,5 *10^{-3 м}

                                           Тогда можно написать

     Ответ: жесткость нити равна 196 кН/м

4. Космический корабль массой 8 тонн приблизился к орбитальной станции массой 20 тонн на расстоянии 100 метров. Найдите силу их взаимного притяжения.

F - ?                СИ              Решение                          Вычисление

m₁ = 8 т                     8 * 10³кг      

m₂ = 20 т                   20* 10³кг

ч = 100 м

G = 6, 67 * 10^-1

5. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с² (рис. 74).

Дано:

m = 1т,

Fтяги = 7 кН,

g = 10 м/с² ,

α = 30⁰ ,

μ = 0,1

Найти: а - ?

Задачи

1. Определить массу шара, если при столкновении с шаром массой 1 кг он получает ускорение 0,4 м/с². Ускорение движущегося шара 0,2 м/с²

2. Максимальная сила тяги локомотива 400 кН. Какой массы состав он может привести в движение с ускорением 0, 2 м/с²

3. На тонкой проволоке подвешен груз массой 10 кг. При этом длина проволоки увеличилась на 0,5 мм. Чему равна жесткость нити?

4. Космический корабль массой 8 тонн приблизился к орбитальной станции массой 20 тонн на расстоянии 100 метров. Найдите силу их взаимного притяжения.

5. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с^{2.  (рисунок 74)}