Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщенное этой силой ускорение.

Единица измерения силы 1 Н (ньютон),

Сила упругости Сила тяжести Сила трения

Особенности II закона Ньютона.

1. Справедлив для любых сил природы.

2. Сила является причиной вызывающей ускорение и определяет модуль и направление ускорения. Вектор сонаправлен .

3. Если на тело действуют несколько сил, то берется результирующая.

4. Если =0, то
0 (I закон Ньютона).

Как измерить силу?

Уравновесить известной силой!

Покой или равномерное прямолинейное движение.

Пружина – динамометр.

Градуируют известной силой тяжести.

Третий закон Ньютона.

Из многочисленных наблюдений:

1. 
   Тела взаимодействуют (непосредственно и на расстоянии).
2. 
   Векторы сил направлены в противоположные стороны.

Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению.

Особенности III закона Ньютона.

Сверхъестественных сил в природе нет.

Основная задача механики:

если известно

Законы Ньютона выполняются одновременно, они позволяют объяснить закономерности движения планет, их естественных и искусственных спутников. Иначе, позволяют предвидеть траектории движения планет, рассчитывать траектории космических ко­раблей и их координаты в любые заданные моменты времени. В земных условиях они позволяют объяс­нить течение воды, движение многочисленных и раз­нообразных транспортных средств (движение автомо­билей, кораблей, самолетов, ракет). Для всех этих движений, тел и сил справедливы законы Ньютона.

Закон всемирного тяготения.

Почему?

Тела падают на Землю

Луна движется вокруг Земли Силы

Планеты движутся вокруг Солнца тяготения

Существуют приливы и отливы

1. Из II закона Ньютона

~,

2. По III закону Ньютона

F 1 =F 2 =F

Если F 1 ~m 1 о F 2 ~m 2 .

3. Ускорение Луны в 60 2 раз меньше

ускорения свободного падения.

Расстояние от Луны до Земли в

В 60 раз больше радиуса Земли.

g~

но F=mg à F~

Сила всемирного тяготения.

Все тела притягиваются к друг другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Применимость – материальные точки…

Постоянная всемирного тяготения

(гравитационная постоянная).

Кавендиш (англ.) – первый!

Сила тяжести.

Сила тяготения между телом, расположенным на поверхности Земли, и над Землей.

т 1 =М (масса Земли), т 2 =т (масса тела над Землей), r=R (радиус Земли).

По закону тяготения. По второму закону Ньютона.

- не зависит от массы тела

g зависит:

1. 
   от высоты над Землей;
2. 
   от широты места (Земля неинерциальная система отсчета);
3. 
   от пород земной коры (гравитометрия);
4. 
   от формы Земли (приплюснута у полюсов)

полюс – 9,83 м/с 2 - 9,78 м/с 2 – экватор

Центр тяжести (центр масс).

Измерение массы.

Силы тяготения, сила тяжести – гравитационные силы.

Не путать!!!

Вес – сила упругости.

Вес тела.

Р – ВЕС – сила упругости.

Вес тела - это сила, с которой тело, вследствии его притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Под действием mg и N тело деформируется, в нем возникает F упр .

Это и есть ВЕС!

1. Вогнутый и выпуклый мосты. 2. Мертвая петля

Во всех случаях
(Петля Нестерова).

перегрузка

Движение под действием силы тяжести.

1. Тело движется по вертикали.

2. Начальная точка направлена под углом к горизонту.

при движении вдоль оси ОХ

при движении вдоль оси ОУ

на тело действует сила тяжести

3. Начальная точка направлена горизонтально.

Тело, брошенное с некоторой высоты в

Горизонтальном направлении и тело

Падающее с той же высоты, упадут на

Землю одновременно.

Закон сохранения импульса.

mv – импульс тела (количество движения), которым обладает (несет) тело массой m.

Единица измерения – кг м/с.

Ft – импульс силы.

Изменение импульса тела (mv - mv o ) равно импульсу силы.

Единица измерения – Н/с.

Закон сохранения импульса.

При взаимодействии двух тел

изменение их импульсов равны:

Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых дви-жениях и взаимодействиях тел.

Примером проявления закона сохранения им­пульса является реактивное движение. Оно наблю­дается в природе (движение осьминога) и очень ши­роко в технике (водометный катер, огнестрельное оружие, движение ракет и маневрирование космиче­ских кораблей).

Реактивное движение.

Ракета – система двух взаимодействующих тел.

v р > при увеличении m г и v р .

К. Э. Циолковский.

С. П. Королев.

1969 – 1972 г.г. – шесть полетов на Луну (США).

1986 г. – исследование кометы Галлея (СССР).

Механическая работа.

Работа – скалярная величина (не имеет направления).

Работа может быть положительной или отрицательной.

Единица измерения работы – джоуль.

1 Дж = 1 Н·м

Работа постоянной силы равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между ними.

1. Если к телу приложено несколько сил, то работа равна алгебраической сумме работ, совершаемых каждой силой.

2. Работа силы трения всегда отрицательна.

Работа сил, вызывающих изменение скорости тел.

(Кинетическая энергия).

- кинетическая энергия – единицы измерения 1 Дж.

Работа равнодействующей сил равна изменению кинетической энергии.

1. 
   Кинетическая энергия – характеризует движение.
2. 
   Кинетическая энергия увеличивается – работа положительная.
3. 
   Кинетическая энергия уменьшается – работа отрицательная.

Работа силы тяжести.

Выбор точки отсчета (ноль) – произвольно.

- потенциальная энергия – энергия взаимодействия (определяется координатой тела).

Работа силы тяжести равна взятому с противоположным знаком изменению потенциальной энергии.
.

1. 
   Работа силы тяжести не зависит от траектории пути.
2. 
   При движении тела вверх работа силы тяжести отрицательна.

При движении тела вниз работа силы тяжести положительна.

Работа силы упругости.

- потенциальная энергия деформированного тела.

Работа силы упругости равна изменению потенциальной энергии упруго деформированного тела, взятому с противоположным знаком.

Закон сохранения полной механической энергии.

Замкнутая система – тела взаимодействуют только друг с другом.

Тела взаимодействуют – потенциальная энергия.

Тела движутся – кинетическая энергия.

До взаимодействия – Е р1 и E k 1 .

После взаимодействия – Е р2 и Е k 2/

Закон сохранения полной механической энергии –

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодей-ствующих силами тяготения или упругости, остается неименной при любых движениях тел в системе.

В природе – закон сохранения и превращения энергии!

При любых физических взаимодей-ствиях, энергия не возникает и не

исчезает, а только превращается из одной формы в другую.

Мощность

Величину, характеризующую быстроту выполнения работы, называют мощностью.

Мощностью также называют величину, равную отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена.

, единица измерения 1 Дж/с = 1 Вт (ватт) – Д. Уатт

При известной мощности работу мощно выразить A=Nt.

1 Дж = 1 Вт·с (ватт – секунда)

В промышленности:

1кВт·ч = 3,6·10 6 Дж 1МВт·ч = 3,6·10 9 Дж

Простые механизмы : наклонная плоскость, рычаг, блок. Их действие подчиняется «золотому правилу механики»: во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в перемещении. На практике совершаемая с помощью меха­низма полная работа всегда несколько больше полез­ной. Часть работы совершается против силы трения в механизме и перемещения его отдельных частей. На­пример, применяя подвижный блок, приходится до­полнительно совершать работу по поднятию самого блока, веревки и по прео­до­лению силы трения в оси блока. Поэтому для любого механизма полезная ра­бота (A п ) всегда меньше, чем полная, затраченная (A з ). По этой причине КПД = A п /A з 100% любого механизма не может быть больше или хотя бы равен 100%.

Механические колебания.

Движение тел, повторяющееся точно или приблизительно точно через одинаковые промежутки времени, называются механическими колебаниями.

Величины – характеризующие колебания
Затухающие колебания – это колебания с уменьшающейся амплитудой (трение, сопротивление).

Колебания, совершаемые под воздействием внешней периодической силы (не входящей в колебательную систему), называются вынужденными (А –const).

А возрастает – резонанс (частота силы совпадает с собственной частотой колебаний).

Механические волны.

Распространение колебаний в пространстве с течением времени называют волной.

Расстояние между двумя одинаково колеблющимися точками называют длиной волны (или расстояние, на которое колебание распространяется за время Т – период колебаний).

Скорость волны равна произведению длины волны на частоту колебаний:

Звуковые волны.

Наука – акустика.

Колебания – акустические.

Волны – звуковые (механические).

Звук – источник информации.

Эхо – отраженная звуковая волна.

Ультразвук – звуколокаторы (эхолот).

Акустический резонанс – настройка музыкальных инструментов.

Характеристики звука.

Звуковые волны в среде.

среда	«проводник»	скорость при н. у.
Вакуум	Нет
Газ	Да	Воздух – 331 м/с
Жидкость	Да	Вода – 1435 м/с
Твердое тело	Да	Сталь – 4980 м/с

9 кл Физика Урок № 14

Дата проведения

Тема: Второй закон Ньютона.

Цель:

знать - что сила есть причина изменения скорости, а значит, и ускорения; что второй закон Ньютона – установление связи между ускорением, силой и массой тела; формулировку закона; что в случае действия на тело нескольких сил ускорение определяется их равнодействующей; что ускорение и вызывающая его сила сонаправлены, что сила – векторная величина .

уметь - использовать закон для решения задач, находить равнодействующую сил; определять числовое значение ускорения при известной массе тела, движущегося под действием двух противоположно направленных сил .

Оборудование: ПУ по : объект «Законы Ньютона» – динамометр (рисунок), изменение модуля скорости тела под действием силы (анимация), изменение направления скорости тела под действием силы (анимация), направления приложенной силы, скорости и ускорения тела (анимация), сложение сил (рисунок), равнодействующая сил (рисунок), результирующая сила (рисунок), сила как характеристика взаимодействия тел (анимация), сколько сил действует на тело (анимация), характеристики силы (анимация). PowerPoint -ОК учителя. ВЛР «Второй закон Ньютона » .

Ход урока:

Проверка знаний

ЗАКОН ИНЕРЦИИ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН НЬЮТОНА.

ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА.

КАКИЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА ЯВЛЯЮТСЯ ИНЕРЦИАЛЬНЫМИ, А КАКИЕ – НЕИНЕРЦИАЛЬНЫМИ? ПРИВЕДИТЕ ПРИМЕРЫ ТАКИХ СИСТЕМ.

ТЕЛО ДВИЖЕТСЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ С УСКОРЕНИЕМ. МОЖНО ЛИ УТВЕРЖДАТЬ, ЧТО НА ЭТО ТЕЛО ДЕЙСТВУЕТ ДРУГОЕ ТЕЛО?

тесты; задания с пропусками (слабые ученики).

Изучение нового материала ЦОР.

Сила – причина изменения скорости движения тела.

Постоянство отношения модулей ускорений двух тел при их взаимодействии.

Второй закон Ньютона и границы его применения.

Равнодействующая сил и второй закон Ньютона.

Демонстрации:

Второй закон Ньютона (по рис.20 в учебнике или ). Демонстрации:

Определение Второй закон Ньютона;

Формула Второй закон Ньютона;

Интерактивная задача Второй закон Ньютона;

Подборка заданий Второй закон Ньютона.

Закрепление изученного

Решение задач типа: Р. № 112-117; №119

Тест-Второй закон Ньютона.

Разноуровневые задания по физике с элементами ГИА

тесты;

задания с пропусками (слабые ученики).

Решение задач:

1. Пробковый спасательный круг массой 3 кг всплывает в воде. За 2 с его скорость возрастает от 0 до 10 м/с. Определите силу, сообщающую кругу ускорение.

   На рисунке 14 изображен металлический брусок массой 2,7 кг, погружающийся на дно водоема. На брусок действуют три силы: тяжести, архимедова и сопротивление движению. С каким ускорением движется брусок, если F a =10H, a F c =3,5H

К решению задач

Пример решения задачи 3.

Дано:

M=2,7 кг F ax =-10H F cx =-3,5H g x =10 м/с 2

Итоги урока.

Домашнее задание: § 11, ОК; Р: № 134, 137.

Физика вопросы и ответы:

3.Первый закон Ньютона и понятие инерциальной системы отчёта :

Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета. Поэтому он также известен как Закон инерции . Инерция - это свойство тела сохранять свою скорость движения неизменной (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения тела, на него необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают разной инертностью. Инертность - это свойство тел сопротивляться изменению их скорости. Величина инертности характеризуется массой тела

В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде:

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Формула первого закона Ньютона: F=ma

4.Масса сила импульс. Второй закон ньютона

Ма́сса (от греч. μάζα - «кусок теста») - скалярная физическая величина, одна из важнейших величин в физике. Первоначально (XVII-XIX века) она характеризовала «количество вещества» в физическом объекте, от которого, по представлениям того времени, зависели как способность объекта сопротивляться приложенной силе (инертность), так и гравитационные свойства - вес.

В современной физике понятие «количество вещества» имеет другой смысл, а масса тесно связана с понятиями «энергия» и «импульс» (по современным представлениям - масса эквивалентна энергии покоя). Масса проявляется в природе несколькими способами.

Пассивная гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями - фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии.

Активная гравитационная масса показывает, какое гравитационное поле создаёт само это тело - гравитационные массы фигурируют в законе всемирного тяготения.

Инертная масса характеризует инертность тел и фигурирует в одной из формулировок второго закона Ньютона. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчётаодинаково ускоряет разные исходно неподвижные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

Си́ла(F ) - векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная кмассивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций и напряжений.

И́мпульс (Количество движения ) - векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v , направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:.

Второй закон Ньютона - дифференциальный закон механического движения, описывающий зависимость ускорения тела от равнодействующей всех приложенных к телу сил и массы тела. Один из трёх законов Ньютона.

Современная формулировка: В инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки. Обычно этот закон записывается в виде формулы:

где -ускорение тела, -сила, приложенная к телу, а -масса материальной точки.

Или, в ином виде:

Формулировка второго закона Ньютона с использованием понятия импульса:

5.Третий закон ньютона и закон сохранения импульса.

Этот закон описывает, как взаимодействуют две материальные точки. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух материальных точек. Первая точка может действовать на вторую с некоторой силой , а вторая - на первую с силой . Как соотносятся силы? Третий закон Ньютона утверждает: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия

Современная формулировка: атериальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

Зако́н сохране́ния и́мпульса (Зако́н сохране́ния количества движения ) утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю.В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.

Тема: «Законы Ньютона»

Учитель физики:

Волошина О.А.

Пояснительная записка

Тема урока: «Решение задачс помощью законов Ньютона».

Тип урока :комбинированный.

Цель урока: научить обучающихся решать задачи, применяя законы Ньютона.

Планируемые результаты:

Личностные: участвовать в обсуждении проблем; формировать умение слушать и вступать в диалог, развитие логического мышления.

Метапредметные: формировать коммуникативность обучающихся, умение видеть физическую задачу в окружающей жизни.

Предметные: закрепить знания обучающихся по законам Ньютона, формировать навыки в решении расчетных графических задач по данной теме.

Основные понятия: законы Ньютона, инерция,

Ресурсы :

Мякишев Г. Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни - М.: Просвещение, 2009.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике: для 9-11кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1994.

АРМ, мультимедийная презентация к уроку.

Формы обучения на уроке: индивидуальная, фронтальная.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

Включаются в учебную деятельность.

2. Актуализация знаний.

Постановка проблемы урока, ее обсуждение. (слайд 1)

Учитель предлагает обучающимся ответить на вопросы:

Формулировка первого закона Ньютона.

Формулировка второго закона Ньютона.

Формулировка третьего закона Ньютона.

Определение силы.

Изобразитесилы, действующие на тела. (слайд 2-8)

Отвечают на вопросы.

Выполняют задания в тетрадях.

Алгоритм решения задач. (слайд 9)

Разбор примеров движения тел под действием нескольких сил:

Тело движется по горизонтали

Тело движется по наклонной плоскости

Тело движется по выпуклому мосту

Тело движется на подвесе

Тело движется на блоке

(слайд 10 – 13)

Участвуют в беседе с учителем.

4. Решение качественных и количественных задач.

Комментирование и оказание помощи при решении задач.

(слайд 14 – 19)

Работают в тетрадях и у доски.

5. Рефлексия.

(слайд 20)

Анализируют работу на уроке через самооценку.

6. Домашнее задание.

Учитель предлагает домашнее задание:упр. 6 (5, 6, 8).

(слайд 21)

Записывают в дневники домашнее задание.

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

Фронтальный опрос по вопросам:

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.

3. Изучение нового материала.

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:

I закон Ньютона – 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, либо постоянна

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 -

Примеры движений тел под действием нескольких сил.

Тело движется по горизонтали.

N = mg , F тр = m mg ,

ma = F тяги - m mg тело двигается равноускоренно

ma = m mg - F тяги тело двигается равнозамедленно

F тяги = F тр тело двигается равномерно

Тело движется по наклонной.

ma = mgsin a±m mgcos a тело вверх (+), вниз (-).

a = g(sin a±m cos a )

mgsin a = m mgcos a телопокоится

m = tg a если тело скользит равномерно

a = gsin a тело скользит без трения

Тело движется по выпуклому мосту.

Тело движется по вогнутому мосту

Тело движется на подвесе.

N = mg тело в покое

R = N – mg ; P = m (a + g )

движется вверх

R = mg – N , P = m (g – a )

движется вниз

3. Как направленно ускорение самолета, если на него действует 4 силы: по вертикали - сила тяжести = 200кН и подъемная сила 210кН. По горизонтали: сила тяжести мотора 20 кН и сила лобового сопротивления воздуха 10 кН. Чему равна равнодействующая всех сил?

4. Под действием силы в 20 Н материальная точка движется с а=0,4 м/с 2 . С каким ускорением будет двигаться точка под действием силы в 50 Н?

5. К пристани причаливают две одинаковые лодки. Лодочники подтягиваются к берегу с помощью веревок. Противоположный конец первой веревки привязан к столбу на пристани; за противоположный конец второй веревки тянет матрос, стоящий на пристани. Все трое прилагают одинаковые усилия. Какая лодка причалит раньше?

6. На тело массой 2160 кг, лежащее на горизонтальной дороге, действует сила, под действием которой тело за 30 секунд пройдет расстояние 500 метров. Найти величину этой силы.

5. Рефлексия.

Сегодня я узнал…

Я понял, что…

Я научился….

Урок дал мне для жизни…

Мне захотелось….

6. Домашнее задание: упр. 6 (5, 6, 8).