Третий закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Решение задач

Тема: Третий закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Решение задач Цель: Актуализировать знания 9 класса. Третий закон Ньютона. Научить решать задачи, применяя  законы Ньютона 1. Проверка знаний Ход урока  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  Изобразите на рисунке силы, действующие на тела: слайды 2 ­ 7 а) тело лежит на столе  б) тело совершает поворот в) связанные тела г) тело скользит по наклонной плоскости д) тело на мосту II. Новый материал  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:  слайд 8 I закон Ньютона – и тогда ­ 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 ­  v  , либо постоянна  0 v const 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 ­  ma Fi Примеры движений тел под действием нескольких сил  слайд 9  Тело движется по горизонтали  Тело движется по наклонной  Тело движется по выпуклому мосту  Тело движется на подвесе  Тело движется на блоке Тело движется по горизонтали  слайд 10 r  TТРF r F  1. r r mg N ma  r     F TТРF  N mg  ma  0 Fтг 2. N = mg,  Fтр = mg , 3. ma = Fтяги  ­ mg тело двигается равноускоренно 4. ma = mg ­Fтяги  тело двигается равнозамедленно 5. Fтяги = Fтр тело двигается равномерно Тело движется по наклонной слайд 11   Fат тр   N   gm               1.  ma = mgsin  mgcos  тело вверх (+), вниз (­).               2. a = g(sin   cos)                3. mgsin = mgcos  тело покоится          = tg если тело скользит равномерно    a = gsin  тело скользит без трения N mg Fтр Fтр N а α α mg        Тело движется по выпуклому мосту  слайд 12 r r r mg N ma   v r 2 a  2 mv r  mg N Тело движется по вогнутому мосту r r r mg N ma   2 mv r  N mg N mg N 2 v r mg   a  Тело движется на подвесе  слайд 13 r r r mg N ma 1. 2. R = N – mg; P = m(a + g)     N = mg  тело в покое a N mg движется вверх 3. R = mg – N, P = m(g – a)            движется вниз a Тело движется на блоке  слайд 14 m ( mg )   Fgm  F ma m ( am ) 2 а т т   gт F  m(g  a) III Решения задач слайд 15 ­ 18 1 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 ­ ? На движущийся автомобиль действуют силы:  Решение:     сила тяжести mg, направленная вертикально вниз,  сила реакции шоссе N, направленная вверх перпендикулярно поверхности,  сила тяги Fт, направленная вверх вдоль наклонной плоскости, и  сила трения о шоссе Fтр, направленная противоположно движению автомобиля.  Вектор ускорения а направлен вверх вдоль наклонной плоскости, так как движение автомобиля  равноускоренное, поэтому применяем второй закон Ньютона. Для описания движения выберем прямоугольную систему координат хОу, направим ось х вверх  вдоль плоскости, а ось у — перпендикулярно плоскости вверх.  r  TТРF r F  r r r mg N ma   Если тело движется вверх, то  ma = Fтяги – (mg sin + mg cos)     а = (7000 – (10000*0,5 +0,1*10000*0,87)) : 1000 = 1,13  Ответ: а = 1,13 м/с2. 2.  Автомобиль массой m = 1000кг движется со скоростью 36км/ч по выпуклому мосту,  радиус кривизны которого равен 50 м. С какой силой автомобиль давит на мост в его середине. С какой скоростью он должен ехать, чтобы его давление на мост было равно 0. Дано: m = 1000 кг, v = 36 км/ч, R = 50м, N1 = 0 Найти: N ­ ? v1 ­ ? 2 mv r  mg N Решение: N = mg – mv2 / r N = 10000 ­ 1000*100 / 50 = 8000H N1 = 0, mg = mv2 / r  10 = v2 / 50 V1 = 22м/с = 80км/ч 3. Два тела с массами 10г и 15г связаны нитью, перекинутой через блок, установленный на  наклонной плоскости. Плоскость образует с горизонтом угол в 300. найти ускорение, с  которым будут двигаться эти тела. Трением пренебречь. Дано: m1 = 10 г, m2 = 15 г, α = 300 Найти: а ­ ? Решение: Допустим, что груз m2 перетягивает, тогда m2 a = m2 g sinα ­ T m1 a = T – m1 g Исключим силу натяжения нити: m2 g sinα – m2 a = m1 a + m1 g m2 g sinα – m1 g = m1 a + m2 a m2 g sinα – m1 g = a(m1 + m2 ) a = (1,5*0,5 – 1) / 0,25 = ­1 Знак минус означает, что наше предположение оказалось неверным и движение будет  противоположно допущенному.