Движение по инерции. Первый закон ньютона. Инерциальные системы отсчета
Учитель Нечипоренко Т. Л.
Цели:
Образовательные: создать условия для формирования у учащихсяпонятия об инерциальной системе отсчёта; понятия о взаимодействии тел и свободном теле; усвоения учащимися формулировки 1-го закона Ньютона; продолжения формирование знаний о природе, явлениях и законах в единой системе; ознакомления учащихся с применением 1-го закона Ньютона.
Воспитательные: создать условия для продолжения воспитания отношения к физике, как к интересной и необходимой науке; воспитания в ребятах уважение и доброжелательность друг к другу, умение слушать ответ товарища; формирования у учащихся аккуратность, при работе с записями в тетради, ответственности за свою деятельность на уроке
Развивающие: создать условия для продолжения формирования умения высказывать умозаключения; развития самостоятельности в суждениях; развития логического мышления, умения ставить мысленный эксперимент; развития у учеников памяти, внимания; формирования умения решать качественные задачи.
Оборудование:
- мультимедийный проектор;
- штатив, тело на нити.
План урока:
- Организационный момент – 2 мин
- Проверка домашнего задания – 5 минут
- Актуализация знаний – 5 мин
- Изложение нового материала – 15 мин
- Физкультминутка – 3 мин
- Закрепление нового материала – 10 мин
- Домашнее задание и рефлексия – 3 мин
Ход урока
1. Организационный момент
Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку, в том числе домашнего задания. Сообщение темы урока.
2. Выбранные учащиеся решают на доске задачи заданные на дом. По вариантам выполняют задание.
3. Актуализация знаний
Учитель: Ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы: (слайд 2)
- Что называют механическим движением? (это процесс изменения положения данного тела в пространстве с течением времени относительно другого тела, которое мы считаем неподвижным. )
- Какие виды движений (по траектории, скорости, ускорению) мы изучали? (поступательное, вращательное, прямолинейное, по окружности, равномерное, ускоренное )
- Какие из них наиболее распространены в природе и технике? (криволинейное, ускоренное - в живой природе; в космосе – по окружности и прямолинейное, равномерно; в технике – равномерное, равноускоренное, вращательное)
- Что такое материальная точка? Зачем это понятие вводится? (абстрактное тело, не имеющее размеров, но имеющее массу; вводится для решения задач, где размеры тела ничтожны в сравнении с расстоянием)
- (слайд 3)Что называют системой отсчёта? Для чего она необходима?
- (Слайд 4) 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? (нет)
4. Изложение нового материала
Итак, разберёмся, почему это не возможно.
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. (слайд 5)
(слайд 6) В качестве примера: чтобы сдвинуть книгу, необходимо приложить усилие, например, толкнуть рукой. Если не прикладывать силу, то книга будет покоиться. И 2000 лет считалось, что все тела стремятся к покою. Прекратится действие силы и прекратится движение. (слайд 7) Опровергнуть эти представления удалось итальянскому ученому Галилео Галилею.
(слайд 8) Выбранные учащиеся читают на странице 86 про опыт Галилея.
И Галилео Галилей пришел к выводу: скорость движения тела остаётся постоянной, если на тело не действуют силы или силы действуют, но компенсируют друг. Такое движение называется движением по инерции.
Запишем: Движение по инерции – постоянное движение тела, когда на тело не действуют силы или действие сил на тело скомпенсировано.
(слайд 9) Исаак Ньютон развил идеи Галилея:
Всякое тело находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействуют силы.
(слайд 10)Иначе, тело стремится сохранять состояние своего движение .
(слайд 11) Объясните, почему так происходит
(слайд 12) * Опишите какие силы действую на людей в автобусе, которой поворачивает.
Итак, представим себя в автобусе. В какую сторону вы отклонитесь при ускорении, при торможении, при повороте налево, направо? А куда отклонитесь, если автобус едет прямо с постоянной скоростью? Если закрыть окна, то сложно будет сказать до изменения скорости автобуса, двигается автобус или стоит на месте с включенным двигателем.
Если пассажиры сидят спокойно, то их можно считать свободными телами.
Найдете на странице 87, что такое свободное тело (тело, на которое не действуют другие силы или действие других сил скомпенсировано).
При равномерном прямолинейном движении автобуса для пассажиров перемещаться по автобусу будет так же легко, как если бы он стоял на месте. Это справедливо и для решения задач с участием тел, которые находятся в автобусе (слайд 13), если принять его на новую систему отсчета.
Запишем: Системы отсчета, относительно которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно, называют инерциальными.
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.
Назовите самую популярную инерциальную систему отсчета? (Планета Земля). Да, формально, она не является таковой, поскольку её движение – движение по окружности, и сама земля вращается вокруг своей оси, но, поскольку эти движение так медленны (1 оборот за год и 1 оборот за 24 часа), что считаются инерциальными. (слайд 14) И поэтому первый закон Ньютона можно трактовать таким образом: существуют системы отсчёта, относительно которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно.
5. Физкультминутка
Отклонитесь, как будто бы вас начало двигать с ускорением вперёд, влево, вправо, назад. (повторить несколько раз).
6. Закрепление нового материала
- Объясните показанные явления? (Слайд 15)
- (Слайд 16) 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?
- Можно ли назвать инерциальной систему отсчета, движущуюся с ускорением, относительно какой-либо инерциальной системы? Почему? (Нет, поскольку на все свободные тела относительно известной инерциальной системы будет действовать ускорение. Пример: взлетающая ракета – земля)
- Решим задачи:
1. Гребцы, пытающиеся заставить лодку двигаться против течения, не могут с этим справиться, и лодка остается в покое относительно берега. Действие каких тел при этом компенсируется? (действие течения воды на лодку, и действие гребцов – они движутся относительно воды со скоростью течения
2. Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается. 1В системе отсчета, связанной с Землей, первый закон Ньютона выполняется. В системе отсчета, связанной с вагонам, первый закон Ньютона не выполняется
3. Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно? Никак
5. Рефлексия и домашнее задание
Домашнее задание: §18, ответить письменно на вопросы
На уроке физкультуры первый ученик делал отжимания, а второй бегал по кругу с постоянной по модулю скоростью. Который из них может считаться свободным телом относительно школы (первый)
Второй учащийся из предыдущей задачи тоже захотел стать свободным телом относительно школы. Назовите минимум два способа, не прерывая бега:
1) Бежать на месте 2) Бежать по прямой
