Тема: «Первый закон Ньютона» (9 класс)
Цели: формирование знаний о инерциальных системах отсчета, знакомство с законом инерции, выяснение границ применимости этого закона.
Достижение результатов:
1.Предметных: овладеть смыслом нового понятия «1 закон Ньютона- закон инерции» «Инерциальные системы отсчета», знать границы применимости закона.
2.Метапредметных: знакомство учащихся с жизнью и деятельностью Исаака Ньютона; выявить научную и практическую важность великого открытия Ньютона, исследовать практические ситуации, выдвигать предположения.
3.Личностных: приобрести способность иметь собственное мнение, и отстаивать свою точку зрения, правильно аргументировать ее.
Демонстрации: движение шара по гладкой горизонтальной опоре; взаимодействие тел с опорами и подвесами.
Ход урока
Организационный момент.
Работа с классом:
Объясни явление.(слайд 2)
Учитель.
-О каком явлении идет речь в ваших объяснениях? (Ответы учащихся).
- А как вы думаете какой может быть тема нашего урока? (Ответы учащихся). (Слайд 3).
- Хорошо. Тогда какие цели мы поставим к уроку? (Ответы учащихся). (Слайд 4)
Изучение нового материала.
Учитель. Мы изучили различные виды движения, их особенности, характеристики движения. При изучении мы не ставили вопроса о причинах возникновения движения, так как раздел кинематика не рассматривает причины движения. Однако привести в движение одно и то же тело можно по-разному. Отсюда появляется проблема, которую мы попробуем решить сегодня и на последующих уроках.
Проблема: «Почему иногда мы наблюдаем, как тело приобретает ускорение без всяких видимых причин?
Новый раздел механики - динамика - есть логическое продолжение кинематики. Динамика как наука была сформирована и построена в рамках классической физики великим английским ученым И. Ньютоном. При этом Ньютон явился последователем таких ученых, как Галилео Галилей, Коперник и других, которые построили основы науки, развитые и систематизированные Ньютоном. (Слайд 5).
1.Краткая биография и открытия И.Ньютона (ответ учащегося)
2. Учитель.
- Что же изучает динамика, кто может сформулировать? (Ответы учащихся.)
(Динамика изучает причины, которыми обусловлено движение.)
Учитель демонстрирует различные виды движения тел: движение шара по гладкой опоре (горизонтальной и наклонной); столкновение шаров; движение тела на подвесе.
Движение тележки по наклонной плоскости. (слайд 6)
Учитель. - Давайте проанализируем ситуацию на слайде 6. (Ответы учащихся.)
Во всех случаях тележка скатывается по наклонной плоскости, в первом встречается препятствие в виде кучки песка и тележка резко остановилась.( произошло взаимодействие тел: тележки и песка)
Во втором случае , тележка проехала по песку большее расстояние.(тележка остановилась за счет сил трения колес о песок)
В третьем случае, тележка двигается без препятствий (по инерции) и проходит большее расстояние, скорость постоянна, т.к. нет внешнего воздействия (действие тел скомпенсированы).
Учитель. Ребята, скажите, что же является причиной движения тел? (Ответы учащихся). .
- А как будет двигаться тело, если на него не будут действовать никакие силы? (Ответы учащихся).
Учитель В результате многолетних исследований И. Ньютон создал фундаментальный руд «Математические начала натуральной философии». Эта книга и определила основные понятия механики: масса, сила, ускорение. Наиболее важным содержанием труда явились аксиомы, или законы движения. Эти формулировки получили названия законов Ньютона.(слайд 7)
Первый закон механики Ньютон сформулировал в виде:
Любое тело, до тех пор пока оно остается изолированным, сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
- А какое тело можно назвать изолированным? (Ответы учащихся).
Под изолированным телом понимают любую материальную точку, бесконечно удаленную от других материальных объектов.
Важно понять, что в природе нет абсолютно изолированных тел. Мы всегда упрощаем рассматриваемый процесс. В то же время, если силы, действующие на тело, скомпенсированы, результирующая сила равна нулю, и движение тела описывается первым законом Ньютона. В этом случае тело либо покоится, либо двигается прямолинейно и равномерно.
- Как называется это явление? (Ответы учащихся)
Инерция – это явление сохранения телом равномерного прямолинейного движения или покоя при отсутствии действия на него других тел.
- Ребята, а что такое система отсчёта? (Ответы учащихся).
Учитель. Особенным для законов Ньютона, в том числе и для первого, является то, что они выполняются не во всех системах отсчета, а лишь в одном виде Систем отсчета, которые называются инерциальными.
Если связать систему координат с Солнцем, а оси выставить на удаленные звезды, то такая система будет инерциальной, и скорость изолированного тела относительно осей такой системы будет постоянной.
Если систему отсчета построить, связав начало координат с Землей, то она, строго говоря, инерциальной не будет из-за вращения Земли относительно своей оси. Но так как скорость вращения Земли относительно своей оси мала, то во многих случаях такую систему отсчета также можно назвать инерциальной: в рамках физики малых скоростей погрешности такой системы отсчета малозаметны, и ими можно пренебречь.
Учитель: Примеры выполнения 1 закона Ньютона (слайд 8)
Закрепление
Объяснение явлений с точки зрения знания 1 закона Ньютона. (слайд 9) (ответы учащихся)
Итоги урока (слайд 10)
1.Что нового мы узнали сегодня на уроке?
2. Как по-другому называется первый закон Ньютона?
3.Какие системы отсчёта мы называем инерциальными?
4. Границы применимости 1 закона.
Домашнее задание.
§ 14 учебника; вопросы и задания к параграфу.