Конспект урока по физике «Решение задач на применение законов Ньютона»

Тема: «Решение задач на применение законов Ньютона»

Цель урока:

1.Научить учащихся решать задачи, используя знания второго закона Ньютона, законов кинематики.

2.Повторение основных формул кинематики.

3.Развитие умений и навыков решения задач, умения выражать необходимую величину из формул законов физики.

4.Развитие логического мышления.

Задачи урока:

Образовательная: формирование умения применять имеющиеся знания на практике; повторение основных законов, определений, понятий и формул по темам «Кинематика» и «Динамика» в ходе урока; совершенствование навыков решения качественных и расчетных задач; закрепление внутрипредметных связей между темами «Кинематика» и «Динамика» и межпредметных связей с алгеброй (чтение графиков).

Развивающая: развитие интереса к физике; развитие речи обучающихся, коммуникативных способностей; культуры общения; развитие навыков само - и взаимоконтроля, самостоятельности мышления, логического подхода к решению поставленных задач.

Воспитательная: формирование навыков коллективной работы; формирование сознательной дисциплины; воспитание уважительного отношения друг к другу, к точке зрения товарищей; повышение познавательной деятельности и активности обучающихся;

Оборудование и материалы: ПК, мультимедиапроектор, презентация, задания с карточками, листы контроля.

Тип урока: Комбинированный с использованием ИКТ.

План урока:

1. Организационный момент – 1 мин.

2. Повторение и обобщение пройденного материала –7 мин. (вопросы, слайды презентации)

3. Решение задач – 35 мин.

4. Подведение итогов урока – 1 мин.

5. Задание на дом – 1 мин.

Ход урока

Ход урока.

1.Организационный момент.

II. Повторение и обобщение пройденного материала.

Давайте вспомним, что мы изучали на последних уроках физики. (Законы Ньютона). Тема сегодняшнего урока «Решение задач на применение законов Ньютона».(слайд№1)

Какую цель поставим на урок? (Научиться применять знания на практике).

Кроме того, сегодня на уроке нужно установить связь между изученной темой «Кинематика» и изучаемой темой «Динамика»

1.Задание: На магнитной доске на карточках написаны различные слова, названия физических величин: координата, равнодействующая сила, скорость, ускорение, перемещение, масса.(слайд№2)

Разделите их на две группы: слова, относящиеся к теме «Кинематика» и слова, относящиеся к теме «Динамика».

Мы разделили величины на группы. А есть ли что-то, что их объединяет?

А есть ли между этими понятиями какая-то связь?

Попробуем вывести ее, рассуждая логически

1. Вспомним, в чем заключается основная задача механики? (определить положение тела в любой момент времени).

2. Какая величина описывает положение тела? (координата)? Как описывает? (формула)

3. Что необходимо знать, чтобы найти координату тела? (начальные условия и ускорение)

4. Как можно найти ускорение? ( по формуле (V – V₀)/t из кинематики и F/m из закона динамики.)

Сделайте вывод, что объединяет названные физические величины.

Вывод: все эти величины необходимы для решения основной задачи механики.

2.«Законы Ньютона» (устная работа)

1. Какая формулировка I закона Ньютона принята в настоящее время?

2. Как формулируется II закон Ньютона?

3. Как математически записывается II закон Ньютона

4. Сформулируйте III закон Ньютона

5. Запишите III закон Ньютона математически

3.Формулы

Среди написанных на доске формул, есть формулы с ошибками. Из данных формул выпишите в тетрадь правильно написанные формулы.

F_х =а_хm Sx = v_0xt + a_xt/2 x = v₀ + a_xt a =( v – v₀)/2 a = m/F V_x = a_xt + V_0x

X = X₀ + V_xt S_x = V_0x + a_xt²/2 V_x = v_0xt + a_xt²/2 S_x = = v_0xt + a_xt²/2

a_x = (V_x – V_0x)/t

Один учащийся вычеркивает неверно написанные формулы на доске, объясняя, почему формула неверна, остальные меняются тетрадями, проверяют друг у друга.

Ответы проверяются слайдом №3

III. Решение задач

Для решения задач на применение законов Ньютона вспомним алгоритм решения.(слайд№4)

1)Внимательно прочитайте условие задачи и выясните характер движения.

2)Запишите условие задачи, выразив все величины в единицах СИ.

3)Сделайте чертеж с указанием всех сил, действующих на тело, вектора ускорения и системы координат.

4)Запишите уравнение второго закона Ньютона в векторном виде.

5)Запишите основное уравнение динамики(уравнение второго закона Ньютона) в проекциях на оси координат с учетом направления осей координат и векторов.

6)Найдите все величины, входящие в эти уравнения. Подставьте их в уравнения.

7)Решите задачу в общем виде, то есть решите уравнение или систему уравнений относительно неизвестной величины.

8)Проверьте размерность.

9)Получите численный результат и соотнесите его с реальными значениями величин.

Ученикам раздаются карточки с заданиями. Работу нужно выполнить строго по инструкции.

Вариант №1

1. Прочти задачу

Задача №1.Под действием силы в 20 Н материальная точка движется с ускорением 0,4 м/с^2. C каким ускорением будет двигаться точка под действием силы 50Н?

Дано: Решение:

F₁ = 20Н Движение материальной точки является равноускоренным.

а₁ = 0,4 м/с² Из 2 закона Ньютона F_х =ma_x

F₂ = 50Н можно определить массу материальной точки. Проекции векторов

силы и ускорения положительны, если ось Ох направить по

а₂ - ? движению материальной точки, поэтому m = F₁/а_1.

После действия на эту же материальную точку силы F₂

она приобретает ускорение а_{2 ,} поэтому масса m = F₂/а₂

следовательно m = F₁/а₁= F₂/а₂ или F₁/а₁= F₂/а₂

в пропорции произведение членов по диагонали равны

F₁а₂= F₂а₁ из этого следует а_{2= (}а₁ F_{2) /} F₁

а_{2= (}0,4 м/с²*50Н) /20Н = 1 м/с²

Ответ: 1 м/с²

1. Разберись с решением задачи. Задай учителю вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

2. Запиши образец решение задачи в тетрадь. В листе учета поставь точку против своей фамилии.

3. Реши вторую задачу № 119 из сборника задач Степанова, в листе учета точку исправь на плюс.

4. Работа в паре: в тетради товарища покажи, запиши, обязательно проговори образец решения своей первой задачи, т.е. обучи товарища.

5. В листе учета против своей фамилии плюс обведи кружком.

6. Дай товарищу свою тетрадь, в которой товарищ покажет образец решения своей первой задачи. Выслушай товарища, пойми его задачу, задай ему вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

7. Поменяйтесь карточками. Сделайте вторые задачи новых карточек самостоятельно.

Сверьтесь ответами.

1. Если вторые задачи не сходятся ответами, найдите ошибку, исправьте ее вместе.

Скажите друг другу спасибо и ищите новую пару для передачи новой карточки.

1. Дома решите задачу № 120 из сборника задач Степанова.

Вариант № 2

1.Прочти задачу.

Задача № 1. На покоящееся тело массой 2 тонны ,действует в течении 5 секунд сила 10 кН. Какую скорость приобретает тело и какой путь пройдет оно за указанное время?

Дано: Решение:

V₀=0 Тело движется равноускоренно. Сила сообщает этому телу ускорение,

F = 10кН = направленное так же как и сама сила. По второму закону Ньютона

= 10000 Н можно определить ускорение а_{х =} F_х/ m.

m= 2 т = 2000 кг Если направить координатную ось Ох вдоль направления силы, то

t= 5 с проекции векторов силы и ускорения будут положительны.

Тогда в скалярной форме уравнение имеет вид:

V = ? а ₌ F_/ m ; а= 10000Н/2000 кг= 5 м/с²

S = ? Скорость тела можно определить по формуле:

V_{x =} V_{0x +} a_xt , но V₀=0, поэтому V = at= 5 м/с²*5 с=25 м/с

Путь, пройденный этим телом:

S_х= V_0xt + a_xt²/2, так как V₀=0, S= at²/2= (5 м/с²*(5 с)²⁾/ 2=62,5 м.

Ответ: V=25 м/с, S = 62,5 м/с

2.Разберись с решением задачи. Задай учителю вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

3.Запиши образец решение задачи в тетрадь. В листе учета поставь точку против своей фамилии.

4.Реши вторую задачу № 121 из сборника задач Степанова, в листе учета точку исправь на плюс.

5.Работа в паре: в тетради товарища покажи, запиши, обязательно проговори образец решения своей первой задачи, т.е. обучи товарища.

6.В листе учета против своей фамилии плюс обведи кружком.

7.Дай товарищу свою тетрадь, в которой товарищ покажет образец решения своей первой задачи. Выслушай товарища, пойми его задачу, задай ему вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

8.Поменяйтесь карточками. Сделайте вторые задачи новых карточек самостоятельно.

Сверьтесь ответами.

9.Если вторые задачи не сходятся ответами, найдите ошибку, исправьте ее вместе.

Скажите друг другу спасибо и ищите новую пару для передачи новой карточки.

10.Дома решите задачу № 125 из сборника задач Степанова.

Вариант № 3

1.Прочти задачу.

Задача № 1.На рисунке дан график зависимости скорости от времени тела массой 3 кг. Найдите силы, действующей на тело на каждом этапе движения.

V,м/с

А B

20

10

О 10 20 С30

Дано: Решение:

m=3 кг Силу, действующую на тело, можно определить по 2 закону Ньютона:

F_х =ma_x. Для определения силы по графику движения, нужно найти

F₁-? a_x = (V_x – V_0x)/t

F₂ -? Участок ОА: скорость увеличивается в течении 10с, поэтому движение

F₃-? равноускоренное. Из графика видно, что V₀=0, a₁ = (V_А – V_О)/t= V_А/t=(20м/с)/ 10с= 2м/с²; F₁ =ma₁=3кг_* 2м/с² =6Н

Участок АB: следующие 15с скорость не изменилось, а₂=0; F₂=m_*а₂₌ 0

Участок BC: в течении 5с скорость тела уменьшается.

а₃ = (V_С– V_В)/t= V_А/t=(0-20м/с)/ 5с= -4м/с²; F₃ =ma₃=3кг_*( -4м/с²⁾ =-12Н

Ответ: 6Н ;0 -12Н

2.Разберись с решением задачи. Задай учителю вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

3.Запиши образец решение задачи в тетрадь. В листе учета поставь точку против своей фамилии.

4.Реши вторую задачу № 129 из сборника задач Степанова, в листе учета точку исправь на плюс.

5.Работа в паре: в тетради товарища покажи, запиши, обязательно проговори образец решения своей первой задачи, т.е. обучи товарища.

6.В листе учета против своей фамилии плюс обведи кружком.

7.Дай товарищу свою тетрадь, в которой товарищ покажет образец решения своей первой задачи. Выслушай товарища, пойми его задачу, задай ему вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

8.Поменяйтесь карточками. Сделайте вторые задачи новых карточек самостоятельно.

Сверьтесь ответами.

9.Если вторые задачи не сходятся ответами, найдите ошибку, исправьте ее вместе.

Скажите друг другу спасибо и ищите новую пару для передачи новой карточки.

10.Дома решите задачу № 128 из сборника задач Степанова.

Вариант №4

1. Прочти задачу

Задача №1.Под действием силы в 50 Н тело движется так, что его координата в направлении действия силы изменяется по закону х=100-5t+0,5 t². Какова масса тела?

Дано: Решение:

F₁ = 50Н Сравнивая данное уравнение движения материальной точки х=100-5t+0,5 t² с уравнением движения в общем виде, имеем X = X₀ + V₀t+ at²/2

х=100-5t+0,5 t² ; X₀=100, V₀=-5, а=1м/с²(так как а/2=0,5м/с²). Это

m - ? движение равноускоренное. Из 2 закона Ньютона F_х =ma_x

можно определить массу материальной точки. Проекции векторов

силы и ускорения положительны, если ось Ох направить по

движению материальной точки, поэтому m = F/а=50Н/1м/с²=50кг

Ответ: 50 кг.

2.Разберись с решением задачи. Задай учителю вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

3.Запиши образец решение задачи в тетрадь. В листе учета поставь точку против своей фамилии.

4.Реши вторую задачу № 127 из сборника задач Степанова, в листе учета точку исправь на плюс.

5.Работа в паре: в тетради товарища покажи, запиши, обязательно проговори образец решения своей первой задачи, т.е. обучи товарища.

6.В листе учета против своей фамилии плюс обведи кружком.

7.Дай товарищу свою тетрадь, в которой товарищ покажет образец решения своей первой задачи. Выслушай товарища, пойми его задачу, задай ему вопросы, если есть непонятные места в решении задачи.

8.Поменяйтесь карточками. Сделайте вторые задачи новых карточек самостоятельно.

Сверьтесь ответами.

9.Если вторые задачи не сходятся ответами, найдите ошибку, исправьте ее вместе.

Скажите друг другу спасибо и ищите новую пару для передачи новой карточки.

10.Дома решите задачу № 126 из сборника задач Степанова

IV. Подведение итогов урока.

На каком этапе вы поработали удачнее? Оцените свою работу отметкой.

Какой вывод сделаем по цели урока?

V. Домашнее задание

1) решите задачи №120,125,126,128

2) составить на листочке вопросы, которые могут, по вашему мнению, быть включены в зачет по теме «Законы Ньютона»