За какво са законите на Нютон?
Обобщение на урока по физика
По темата: "За какво са законите на Нютон?"
Учителят Крестов А. О.
Целите на урока: по интересен начин да се обобщят, консолидират знанията, придобити по темата, да се научат да виждат проявлението на изучаваните модели в заобикалящия живот, да разширят кръгозора на учениците с информация от историята на живота на велики учени, от историята на астронавтиката, да подобрят уменията за самостоятелна работа.
1. Организационен момент-1 -2мин.
Завършихме изучаването на един от най-големите раздели на курса по физика, който се нарича „Механика". Запознахме се с основните закони на този раздел, с различните видове движение, класификацията на силите в природата. Днес в урока ще се опитаме, доколкото е възможно, да повторим основните понятия на този раздел, да видим как се използват на практика. Ще се обърнем и към историята на живота на великите учени и историята на откритията на законите. Ето защо темата на нашия повтор урокът е "Основни закони на механиката и тяхното практическо приложение".
И бих искал да започна нашия урок с малък тест, наречен "Велики физици". Ще ви дам някои факти от живота на някой учен, неговите трудове, а вие трябва да познаете за кого говорим.
1. Този древногръцки философ създава първата картина на света. Почти всички разпоредби на неговите учения са в противоречие със съвременната картина на света. Думата "физика" се появява за първи път в неговите писания. Кой е това?
2. Този английски физик през 1788 г. за първи път предлага експеримент за измерване на гравитационната константа с помощта на торсионни везни.
З. Италиански физик. Той твърди, че всички закони на теорията са валидни само за абстрактни модели и следователно трябва да бъдат проверени чрез експеримент и усъвършенствани. Той е основател на теорията за свободното падане, откритафеномен на инерцията. Спомнете си Наклонената кула в Пиза.
(това е Галилео Галилей)
4. Научен противник на Нютон, който твърди, че силата на универсалната гравитация трябва да бъде пропорционална на разстоянието, а не обратно пропорционална на квадрата на разстоянието. Основният закон на деформацията относно еластичната сила носи неговото име.
5. Този български учен създава теорията за космическите кораби, основана на Нютоновата механика.
(това е Константин Едуардович Циолковски)
Е, добре си спомняте имената на учените, но кажете ми какво мислите за кой учен, който е направил огромен принос за развитието на физиката, не съм казал? Разбира се, това е Исак Нютон. Спомнете си колко пъти в тестовете сте ругали името му и какъв е приносът му за развитието не само на механиката, но и на цялата физика. И, разбира се, ще отделим повече време на историята на живота на този учен, нека да слушаме доклад за живота му и неговите открития, (представление на деца)
Виждате, че животът на един учен не е бил лесен и той е постигнал всичко със собствен труд. Сега нека си спомним какви закони е формулирал Нютон? (отговорите на децата)
Е, браво, знаете законите, но ви помолих да изберете интересни въпроси, някои факти за прилагането на тези закони. Знам, че много са готови, моля за думата.
1 ученик. (Демонстрира опит по инерция.) При какво условие водата не се излива от обърната кофа?
(Водата не се излива от кофа, която се върти, дори когато е обърната с главата надолу. Вярно е, че кофата трябва да се върти достатъчно бързо. Това явление не е нищо повече от проява на инерция и всяко движение по инерция (според 1-вия закон на Нютон) се извършва без участието на сили)
2 ученик. Една ябълка пада на Земята, защото е привлечена от земното кълбо; но със същата сила ябълката привличацялата ни планета. Защо казваме, че ябълката пада на земята, вместо да кажем: „Ябълката и земята падат една върху друга“?
(Ябълката и земята наистина падат една върху друга, но скоростта на това падане е различна за ябълката и за земята. Еднаквите сили на привличане дават на ябълката ускорение от 10 m / s², а на земята - толкова пъти по-малко, колкото пъти масата на земята превишава масата на ябълката. Разбира се, масата на земята е невероятен брой пъти по-голяма от масата на ябълката и следователно земята получава преместване, толкова незначително че практически може да се счита за равен на 0.)
Историята за това как "лебед, рак и щука взеха товар от багаж" е известна на всички. И резултатът също е известен, "и нещата все още са там." Но ако разгледаме тази басня от гледна точка на механиката, резултатът изобщо не е подобен на заключението на баснописеца Крилов. Напомням ви:
. Лебедът се разбива в облаците
Ракът се движи назад
И щуката се дърпа във водата.
(Баснята твърди, че „количката е все още там“, с други думи, че резултатът от всички сили, приложени към количката, е O. Лебедът помага на рака и щуката; тягата му е насочена срещу гравитацията, намалява триенето на колелата върху земята и по оста, като по този начин облекчава теглото на каруцата. Остават две сили: тягата на рака и тягата на щуката. Те са насочени под ъгъл един към друг и тяхната резултатна не може да = 0.)
Барон Мюнхаузен твърди, че се е измъкнал от блатото за косата си. Ето неговия разказ: „Веднъж, бягайки от турците, се опитах да прескоча едно блато на кон. НО конят не изскочи до брега и с бегом се хвърлихме в течната кал. Трябваше да се избере едно от двете неща: да умре или да се спаси по някакъв начин. Реших да се спася. Но как? Нямаше нищо под ръка. Но главата ни винаги е под ръка. Скубах косата си и така се измъкнах от блатото заедно с коня,която стискаше с двата крака, сякаш с щипци“ Обосновете невъзможността на това.
(Това противоречи на 3-тия закон на Нютон. Никакви вътрешни сили не могат да накарат тялото да се движи. Те могат да изместят отделни части на тялото и неговият център на тежестта остава на мястото си. Силите на взаимодействие между телата на затворена система не могат да променят позицията на центъра на масата на системата.)
Имам един лесен въпрос. Става дума за дърпане на въже. Ако според 3-тия закон на Нютон и двата отбора от страната на въжето са засегнати от сили с еднаква големина, насочени в противоположни посоки, екипите също действат върху въжето с еднаква големина и противоположни сили. Защо единият от отборите изпреварва другия? (Екипите стоят на пода, опирайки се в повърхността му и избутвайки земята назад. Съгласно същия 3-ти закон на Нютон, земята действа върху всеки отбор с еднакъв модул, но противоположно насочена сила. Тоест, от една страна, отборите взаимодействат чрез въжето, а от друга страна, всеки отбор взаимодейства със земята. Отборът, който се опира повече на земята, ще спечели.)
Добре, нека спрем. Все пак имаме още по-интересни закони. Нека си припомним закона за запазване на импулса. (Отговор) Не забравяйте, че концепцията за реактивно движение е тясно свързана със закона за запазване на импулса, т.е. движението на тялото в резултат на изхвърлянето на материя от него или когато някаква част от него се отделя от него с каквато и да е скорост. И знаете, че животните също използват този закон. Според принципа на реактивното задвижване се движат октоподи, сепия, калмари. Андрей Петров има такова стихотворение "Калмари".
Пие вода в устата си
- За да няма проблеми,
От цялата си сила ще духа,
Плюе вода по врага
И моментално изчезват
Като ракетасамолет!
Как е движението им? Нека слушаме.
(Сепията, подобно на повечето главоноги, се движи във водата, като по този начин вкарва вода в хрилната кухина през страничния процеп и специална фуния пред тялото, след което енергично изхвърля водна струя през същата фуния, в резултат на което сепията плува доста бързо със задната част на тялото си напред. Освен това сепията, насочвайки тръбата на фунията настрани или назад, бързо се свива изтичайки вода от него, може да се движи във всяка посока.Cales се движат по същия начин.maras.Калмарът е най-големият безгръбначен обитател на океанските дълбини.Той също се движи според принципа на реактивното задвижване, абсорбира вода и след това я избутва с голяма сила през специална дупка и с голяма скорост (до 70 km / h) се движи обратно на ритници.В същото време всичките 10 пипала на калмара се събират в възел над главата и придобива рационализирана форма.)
Добре, но като говорим за реактивно задвижване, е невъзможно да не говорим за космонавтика. Опитайте се да ми отговорите на този въпрос. Между другото, едва наскоро прочетох, че по време на космическа разходка астронавтът задължително трябва да държи нещо в ръцете си. Това е намек за вас, но въпросът е следният. Астронавтът, който е в открития космос, трябва да се върне на кораба. Как може един астронавт да мръдне, ако няма какво да отблъсне с краката си?
(Необходимо е да хвърлите някакъв обект в посока, обратна на кораба. Тогава, съгласно закона за запазване на импулса, MV = mv, където M и m са масите на астронавта и обекта, а V и v са скоростите на астронавта и обекта. Астронавтът придобива скорост, насочена към ракетата и равна на:
Между другото, ако астронавт трябва да се обърне, той също може да използва този закон. Той трябва да завърти ръката си в обратна посока.посока.
За да се завърти по посока на часовниковата стрелка, той ще трябва да направи следния цикъл от движения: протегнете дясната си ръка настрани, след това я притиснете към гърдите си, спуснете я покрай тялото.
Е, сега се доближихме до друг фундаментален закон, закона за всемирното привличане. Много учени, да речем, "имаха пръст в създаването на този закон. Полският учен Николай Коперник (1473-1543) разработи диаграма на хелиоцентричната структура на нашата планетарна система, но не можа да обясни причините, поради които планетите се въртят около Слънцето. Германският астроном Йоханес Кеплер (1571-1630) изведе законите на планетарното движение и предположи, че телата взаимно се привличат, това силата е право пропорционална на масите на взаимодействащите тела и обратно пропорционална на квадратите на разстоянията между тях.
През 1682 г. английският астроном Халей, използвайки формулите на Нютон, изчислява времето на второто пристигане на Слънцето на ярка комета, наблюдавана по това време в небето. Кометата се върна в строго изчислено време, което потвърждава истинността на теорията. Е, ние, за съжаление, не учим астрономия, но тази комета вероятно е известна на мнозина. Нарича се Халеевата комета и има периодичност от 86 години. (Допълнителна история за откриването на Уран)
А сега нека си спомним такова невероятно явление като безтегловност. Изненадващ е фактът, че при наличието на гравитационни сили тежестта на тялото изчезва. В безтегловност, по време на свободен полет на космически кораб, тоест при полет с изключени двигатели, явленията се случват по различен начин. Мислите ли, че е възможно да се измери атмосферното налягане с анероиден барометър? Помните ли как изглежда това устройство?
(основната част е метална кутия с вълнообразна повърхност, от която се изпомпва въздух. Стрелката показва как се променя налягането)
И налягането може да бъде измерено, тъй като налягането на газ се обяснява с ударите на молекулите върху повърхността.
Добре, но можете ли да измерите телесното тегло с пружинна везна?
(Не, тъй като няма телесно тегло и не се получава деформация през пролетта)
вярно А с помощта на лостови везни?
(Не, равновесие възниква, когато масата на тежестите е равна на масата на тялото. В безтегловност както везните, така и телата, лежащи върху тях, падат с едно и също ускорение, равно на ускорението на свободното падане, следователно, за всяко съотношение на масата на тялото и масата на тежестите, везните ще бъдат в равновесие.)
Ще плува ли тапата на повърхността на водата?
(не, ще плава заедно с други предмети в пилотската кабина на космическия кораб.)
Но нашият урок е към своя край и е време да обобщим някои резултати. Повторихме основните закони на механиката, въпреки че нямахме време да повторим друг много важен закон, закона за запазване и трансформация на енергията, но се надявам, че ще се върнем към него в следващите уроци. Справихте се добре и с допълнителна литература, намерихте интересни въпроси, историческа информация. Надявам се, че вашето запознанство с механиката и нейните закони няма да свърши дотук и ще искате да продължите да я изучавате сами с помощта на книгите. Наистина, за да опознаем добре тази наука, имаме много малко време в рамките на училищната програма.