Конспект урока физики в 9 классе Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона


Урок изучения нового материала
"Третий закон Ньютона".
Цель урока: Выяснить особенности сил, возникающих при взаимодействии двух тел, показать на примерах проявление закона в природе.
Задачи урока:
образовательная
актуализация знаний, умений и навыков, необходимых для творческого применения знаний;
применение обобщенных знаний, умений и навыков в новых условиях;
контроль и самоконтроль знаний при решении задач на применение третьего закона Ньютона.
воспитательная
воспитание интереса к предмету;
формирование научного мировоззрения;
развивающая
развитие познавательной активности и любознательности учащихся;
развитие самостоятельности мышления, воображения, логического подхода к решению поставленных задач.
Оборудование и наглядность:
таблицы к уроку по теме;
приборы:
-четыре демонстрационных динамометра,
-кусок железа, магнит,
-две тележки, металлическая линейка, нить, спички,
- лабораторные динамометры,
- канат.
Тип урока: Ознакомление с новым материалом с элементами исследований
Организационная форма – групповая, индивидуальная
Этапы урока
1.Подготовка к изучению материала через повторение и актуализацию знаний.
2. Объяснение нового материала.
3. Закрепление третьего закона Ньютона
4. Контроль и самопроверка знаний
5.Постановка домашнего задания.
6.Подведение итогов урока. Рефлексия.
Ход урока
Учитель:
1 .Сегодня на уроке мы с вами повторим, что происходит с телом, если на него не действуют другие тела или действие других тел компенсируется и наоборот: когда на тело действуют только два тела. Итак, работаем по плану:
На доске графическая интерпретация движения: на графике V=V(t) указаны
Работа в парах. Сформулировать вопросы к заданию и дать на них ответы.
V
А В

С
o t1 t2 t3t

прочитать график зависимости скорости от времени
2. Объяснение нового материала.
«Натуральная философия» – так называли науку о природе. О значении этой книги говорит то, что она вошла в золотой фонд науки. Законы заучивались в авторской формулировке. В 1915 году считалось обязательным для учащихся гимназий знание подлинного текста законов Ньютона. Так было во всех школах мира. Поколения людей воспитывались на законах Ньютона, как на незыблемом фундаменте

Сколько сил на свете есть,
Ни кому не в силах счесть,
Но Ньютоном нам дано,
Что их четное число.
Как вы понимаете это высказывание?
Ученики дают различные варианты ответов.
Учитель:
2. Хорошо, давайте уточним и проведем опыт: Ударьте рукой по столу. Что вы испытали?
Ученики: Боль.
Учитель:
Почему? Ведь Вы бьёте стол, а не он вас. Вот на этот вопрос мы ответим, если поймем…
(третий закон Ньютона.)
(записываем тему урока в тетрадях и на доске)
3. Итак, мы выяснили: в первом законе Ньютон описал состояние тела, не подвергающееся действию других тел, во втором законе противоположная ситуация: на тело действуют другие тела, их действия не компенсируются, то есть равнодействующая сила не равна нулю, возникает ускорение. А если во взаимодействии тел участвуют два тела? Что в таком случае наблюдается? Ньютон и эту проблему решил успешно.
Предлагаю вам ответить на вопросы великого гения:
1) возникающие силы при взаимодействии двух тел могут быть одна больше другой?
2) как направлены при этом силы?
Для того чтобы ответить на эти вопросы и узнать особенности сил, проведем ряд экспериментов:
Вы уже ударили кулаком по столу. Больно! Почему? Ведь вы бьете стол, а не он вас?
Я приглашаю двух желающих и предлагаю встать на демонстрационные тележки. А теперь один из вас оттолкнется от другого. Что произошло?
Почему едут обе тележки?
Двое желающих берут в руки канат и стараются перетянуть друг друга. Получилось?
А теперь двое желающих постараются перетянуть друг друга с помощью каната, стоя на тележках. Почему едут обе тележки?
Вы уже можете ответить на вопросы гения?
Если же нет, тогда мы с вами поделимся на группы, каждая из которых будет выполнять определенное задание.
Группа 1
Приборы: два демонстрационных динамометра.
Задание: возьмите два демонстрационных динамометра и поставьте друг на друга. Какую силу называют весом? Силой реакции опоры? Сравните их по величине и направлению. К чему приложены эти силы? Вывод запишите в таблицу на доске и в свои тетради.
(Сила, с которой тело, вследствие своего притяжения к Земле, действует на опору или подвес, называется весом тела.Силу, с которой опора действует на тело и направленную перпендикулярно опоре, называют силой реакции опоры).Группа 2.
Приборы: два демонстрационных динамометра, кусок железа и магнит.
Задание. Сравните силы по величине и направлению. Вывод запишите в таблицу на доске и в тетради.
Группа 3.
Приборы: две тележки, нить, узкая стальная пластинка, спички.
Задание; приблизьте тележки на расстояние согнутой пластинки (пластинка связана ниткой). Под пластинку положите указатель. Подожгите нитку. Измерьте расстояние от указателя до тележек. Какие получились расстояния? Массы тележек одинаковые. Сравните силы при этом взаимодействии. Вывод запишите на доске и в тетради.
Группа 4
Оборудование: лабораторные динамометры у каждого по два.
Задание соедините динамометры крючками и расположите их на столе. Слегка потяните в разные стороны. Что вы заметили? Сравните силы по величине и по направлению. Вывод запишите в таблицу на доске и в свои тетради.
Представители групп 1 - 4 записывают вывод в таблицу на доске.
Внимательно прослушайте объяснение групп 1, 2, 3, 4 и продолжите предложения, записанные на доске.
Таблица (на доске)
Особенности сил 1группа 2группа 3группа 4группа Ньютон
Силы по величине … F1=F2
Равные
F1=F2
Равные
F1=F2
Равные
F1=F2
Равные
Каждому действию есть всегда равное и противоположное противодействие!
Силы направлены вдоль… Одной прямой Одной прямой Одной прямой Одной прямой Силы направлены в… Противоположные стороны
F1= -F2 Противоположные стороны
F1= -F2
Противоположные стороны
F1= -F2
Противоположные стороны
F1= -F2
Сделаем вывод: (на основании опытов и наблюдений учащиеся вместе с учителем делают вывод о силах, действующих при взаимодействии тел, об их числовом значении и направлении).
А теперь совсем немного из теории.
Соотношение сил во взаимодействии между телами
При взаимодействии двух тел, не только первое действует на второе с некоторой силой, но и второе в ответ действует на первое также с некоторой силой. Возникает вопрос: а как соотносятся эти силы? Какая из них больше, какая меньше? Соотношение сил при взаимодействии устанавливается третьим законом Ньютона: две материальные точки взаимодействуют с силами, равными по величине, противоположно направленными и расположенными вдоль прямой, соединяющей эти точки: F1= -F2. Здесь F1 – сила, действующая на первую точку со стороны второй, F2 – сила, действующая на вторую точку со стороны первой.
Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, равно произведению массы тела на его ускорение.
Из этих соотношений следует, что  
или . 
Это значит, что при взаимодействии двух материальных точек ускорения, приобретаемые точками, обратно пропорциональны их массам и направлены в противоположные стороны.
Третий закон Ньютона отражает факт равноправия взаимодействующих тел и справедлив при описании взаимодействия тел в инерциальных системах отсчета.
Примеры проявления и использования закона в природе, быту:
Любое из наблюдаемых нами движений различных тел можно объяснить с помощью законов Ньютона.
Физкультминутка: давайте встанем и пройдемся по классу. Идущий человек движется вперед благодаря тому, что он отталкивается ногами от земли, т. е. взаимодействует с ней. А теперь присядем и попробуем оттолкнуть землю. Получилось? Человек и земля действуют друг на друга с одинаковыми по модулю и противоположно направленными силами и получают ускорения, обратно пропорциональные их массам. Поскольку масса Земли огромна по сравнению с массой человека, то ускорение Земли практически равно нулю, т. е. она не меняет свою скорость. Человек же приходит в движение относительно Земли.
Следует отметить, что силы, возникающие в результате взаимодействия тел, являются силами одной и той же природы.
Например, Земля и Луна взаимодействуют друг с другом посредством сил всемирного тяготения.
Стальной гвоздь и магнит притягиваются благодаря действию магнитных сил.
Молоток и наковальня взаимодействуют друг с другом силами упругости.
Вы уже знаете, что под действием притяжения к Земле предметы, лежащие на опоре или висящие на подвесе, немного сжимаются или растягиваются сами и сжимают/растягивают находящуюся под ними опору или подвес. В результате и в самих телах, и в опоре или подвесе возникают силы — силы упругости, посредством которых тело и опора взаимодействуют друг с другом.
Следует помнить, что силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, никогда не уравновешивают друг друга, поскольку они приложены к разным телам.
Остается добавить, что все эти силы направлены вдоль прямой, соединяющей центры взаимодействующих тел.
Вывод:
появляются только парами
всегда при взаимодействии
одной природы
не уравновешиваются, т.к. приложены к разным телам
для сил любой природы

Справедлив:
только в инерциальных системах;
не применим для частиц, движущихся в атоме;
для тел, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.
3. Закрепление третьего закона Ньютона
Подумайте и назовите пословицы, поговорки с помощью которых можно было бы сформулировать 3 закон Ньютона:
Например:
Как аукнется, так и откликнется
Что посеешь, то и пожнешь
Долг платежом красен
Вернемся в начало урока, вспомним опыт по перетягиванию каната.
Согласно закону физики в игре на перетягивание каната на обоих игроков со стороны каната действуют одинаковые по модулю силы, которые направлены в противоположные стороны, то игроки тоже действуют на канат с одинаковыми по модулю и противоположными по направлению силами.
Почему же все-таки один из игроков перетягивает канат и выигрывает?
(взаимодействие игроков через канат и взаимодействие каждого из них с землей обеспечивают перетягивание каната игроком, который оказывается сильнее, т.е. сильнее опирается о землю.)
4. Контроль и самопроверка знаний
Вопросы для проверки: работаем самостоятельно
1. Два мальчика тянут веревку в разные стороны, прилагая силы 100 Н каждый. Веревка может выдержать, не разрываясь, груз весом 150 Н. Разорвется ли веревка?Ответ: Веревка не разорвется. Так как силы по 100 Н, с которыми тянут мальчики веревку, вызывают натяжение веревки в 100 Н, а не в 200 Н.
2. Вопрос-шутка. Возможно ли? Вы получили удар в челюсть при боксерском поединке и ушли в нокдаун. А когда вышли из него, сказали: "Ох, я ему и дал'
Ответ: Да, 3 закон Ньютона.
3. Вы отталкиваетесь от Земли с силой 70 Н. С какой силой вас отталкивает Земля.
Ответ: с силой 70 Н.
4. Земля притягивает вас с силой? Каждый найдите для себя, с какой силой вы действуете на Землю?
5. Установите соответствие между физическими законами и их формулами.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ ФОРМУЛЫ
А) Закон Гука 1)
Б) Второй закон Ньютона 2) F=kx В) Третий закон Ньютона 3)
A Б В
2 1 3


Проверим и оценим друг друга (взаимопроверка)
5.Постановка домашнего задания.
Молодцы! Запишем домашнее задание: § 9 и задачи по задачнику 9.10; 9.22; 9.46
№ 164 (сборник Рымкевича)
Вопрос: Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы. Обоснуйте невозможность этого.
Ответ: барон не мог сам поднять центр тяжести системы тел всадник – лошадь над поверхностью земли. Никакие внутренние силы не могут сообщить телу движения; эти силы могут сблизить или раздвинуть отдельные части тела, а его центр тяжести остается на месте. Иными словами, силы взаимодействия между телами изолированной системы не могут изменить положения центра масс системы.
6.Подведение итогов урока. Рефлексия.
Подведем итог. Что нового вы сегодня узнали?
Помните как формулируется III закон Ньютона.
Что понравилось на уроке? Что не понравилось? Что запомнилось больше всего?
(Оценки выставляются по ходу урока)
Урок окончен. Всем спасибо за работу.