Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона
Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона
- Подробности
- Просмотров: 452
Системы отсчета, в которых выполняется 1-й закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета.
Все системы отсчета, движущиеся прямолинейно и равномерно относительно данной инерциальной системы отсчета, тоже являются инерциальными.
Системы отсчета, движущиеся относительно любой инерциальной системы отсчета с ускорением, являются неинерциальными.
В реальной жизни Землю можно считать инерциальной системой отсчета при исследовании движения автомобиля и нельзя – при исследовании полета ракеты, т.к. приходится учитывать вращение Земли.
ПЕРВЫЙ ЗАКОН НЬЮТОНА
Современная формулировка первого закона Ньютона:
Существуют такие системы отсчета, в которых тела сохраняют свою скорость неизменной,
если на них не действуют другие тела.
ПРЕДЛАГАЮ ПОДУМАТЬ
над задачами №112, 113, 114, 115 , 116 из задачника Рымкевича.
КНИЖНАЯ ПОЛКА
Исаак Ньютон – этапы жизни
Не может быть!
Ньютон о себе
Ньютон и анекдоты
Ньютон и криминалистика
Больно или обидно?
Как надо прыгать из движущегося вагона?
ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
есть возможность блеснуть эрудицией и написать сообщение на тему ” Исаак Ньютон”.
Сообщение должно обязательно содержать ответы на следующие вопросы:
1. Когда родился И.Ньютон?
2. В каком университете учился Ньютон с 1661 года?
3. К какой группе студентов принадлежал Ньютон?
5. В какой области физики работал Ньютонв первые годы своей профессорской деятельности?
6. Какое предложение получил Ньютон в 1696 году от министра финансов Англии?
7.
Каков вклад Ньютона в криминалистику?8. В какой работе изложены его знаменитые законы?
9. Кто поведал миру легенду о знаменитом яблоке, упавшем на голову Ньютона?
10. В какой “науке” усилия Ньютона превосходили все то,что он потратил на физику и математику?
11. Какие открыти сделал Ньютон в области оптики?
13. Где похоронен Ньютон, и какие слова начертаны на его памятнике в Кембридже?
А ТЕПЕРЬ ПОРА ОТДОХНУТЬ
Пьем чай и познаем окружающий мир!
Динамика – Класс!ная физика
Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона —
Второй закон Ньютона —
Третий закон Ньютона —
Свободное падение тел —
Закон всемирного тяготения —
Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах —
Криволинейное движение. Равномерное движение тела по окружности —
Искусственные спутники Земли (ИСЗ) —
Импульс тела.
Знаете ли вы?
Спортивная шайба
Миллионы резиновых хоккейных шайб ежегодно выпускают в мире. А сделать хорошую шайбу не так уж и просто.
Одиннадцать составных частей входят в специальную резиновую смесь. Здесь и каучук, и сажа, и сера, и даже цинковые белила…
Все это тщательно перемешивается и формуется в резиновые пласты. Из них специальными трубчатыми резаками, примерно так же, как выдавливают из теста кружки перевернутым стаканом, нарезают круглые заготовки. Затем будущие шайбы вулканизируют в специальных пресс-формах при высокой температуре. Теперь шайбы становятся упругими, и больше не боятся мороза. Потом их подвергают окончательной отделке: обрезают заусенцы, «шерохуют» — так называется операция нанесения рисок на ребро шайбы. Тех самых рисок, которые обеспечивают хорошее сцепление резинового диска с клюшкой.
Процесс длится около суток. А когда он закончен, на некоторые шайбы наносят сверху еще и рисунок .
Самостоятельная работа первый закон ньютона. Самостоятельная работа
Самостоятельная работа
Решение задач по теме II закон Ньютона
Вариант 1.
*А24. Тело массы m соскальзывает по наклонной плоскости с ускорением. Коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью равен μ. С какой силой натянута поддерживающая тело нить, если ускорение равно a?
Вариант 2.
*А24. Тело массой m покоится на наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол α. Чему равна сила трения, действующая на тело?
1) μrng 2) μrng cos α
3) 0 4) mgsin α
Вариант 3.
*А24. Тело массы m движется по шероховатой поверхности с ускорением a под действием силы F , направленной, как показано на рисунке. Коэффициент трения скольжения между поверхностью и телом μ .
Вариант 4.
*A24. Тело массой m под действием силы тяжести съезжает с наклонной плоскости
(см. рис.). Коэффициент трения между телом и плоскостью равен μ. При каком значении угла наклона α скорость тела постоянна (v – const 0)?
1) при любом α 0 2) α = arctg μ
3) α = /4 4) α = arcsin μ
Вариант 5.
*А24. Брусок массой m прижат к вертикальной стене силой F, направленной под углом α к вертикали (см. рисунок). Брусок движется по стене вертикально вниз с постоянной скоростью. Коэффициент трения между бруском и стеной равен
1
) 2)
3) 4)
Вариант 6.
*А24. Брусок массой m движется равноускоренно по горизонтальной поверхности под действием силы, как показано на рисунке. Коэффициент трения скольжения F равен μ. Модуль силы трения равен
1) mgcosα 2) Fcosα
3) μ(mg – Fsinα) 4) μ(mg + Fsinα)
Вариант 7.
*А24. Брусок массой m = 2 кг движется поступательно по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы F, направленной под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок). Коэффициент трения между бруском и плоскостью μ = 0,2. Модуль силы трения, действующей на брусок, Fтр = 2,8 Н. Чему равен модуль силы F?
1) 2,8 Н 2) 3,2 Н
3) 5,6 Н 4) 12 Н
Вариант 8.
*А24. Брусок массой m движется по горизонтальной поверхности стола под действием силы F, направленной под углом α к горизонту (см. рис.). Коэффициент трения скольжения μ. Чему равен модуль силы трения?
1) Fcos α 2) μ(mg – Fsin α)
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Тип урока: Урок повторения и обобщения изученного материала.
Цели урока:
- Повторение, обобщение, закрепление и систематизация законов Ньютона;
- Проверка знаний учащихся по теме “Законы Ньютона”;
- Формирование у учащихся практических умений и навыков применения знаний к решению экспериментальных, расчетных, качественных задач.
Задачи урока:
Обучающие:
- Повторить и обобщить законы Ньютона;
- Закрепить и проверить навыки решения экспериментальных, расчетных и качественных задач;
Развивающие:
- Развивать навыки подачи полного и правильного ответа;
- Развивать умение применять полученные знания к решению задач;
- Развивать логическое мышление;
Воспитательные:
- Воспитать познавательный интерес к изучению физических законов и явлений;
- Научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни;
Необходимое оборудование и материалы:
- два цилиндра, связанные нитью,
- штатив с муфтой,
- монета с линейкой,
- компьютер с проектором, презентация к уроку, выполненная в PowerPoint,
- интерактивная доска.
А также к уроку прилагается буклет .
Ход урока
1. Организационный этап
Здравствуйте, ребята! Я, надеюсь, что мы сегодня с вами плодотворно поработаем на уроке. И хотелось бы, чтобы этот урок оказался интересным для всех.
Наш урок посвящен повторению и обобщению знаний по теме: “Законы Ньютона”. А эпиграф: “Истина – это то, что выдерживает проверку опытом” (Идет обсуждение значения слов эпиграфа).
План урока
- Инерциальные системы отсчета. Первый Закон Ньютона.
- Что такое сила? Второй Закон Ньютона.
- Силы, существующие в природе
- Проявление изученных закономерностей в окружающей жизни.
- Домашнее задание
2. Актуализация опорных знаний
Как вы видите из плана урока – сейчас мы с вами
будем говорить о законах Ньютона. Вы помните из
курса физики 7 класса, что основными источниками
физических знаний являются наблюдения и опыты.
Поэтому сегодня мы не только будем решать задачи,
но и выполнять экспериментальные задания,
смотреть эпизоды из любимых мультфильмов. А
затем посмотрим, действительно ли выполняются
законы Ньютона или встречаются нарушения данных
законов. Вначале вспомним, как они формулируются.
Первый закон Ньютона?
Второй закон Ньютона?
Третий закон Ньютона?
Какие силы вам известны?
Со стороны чего они действуют на тело?
Но по третьему закону Ньютона, тела взаимодействуют, т.е. и тело, в свою очередь, действует на:. что? А каких силах идет речь в этом случае?
3. Закрепление и систематизация знаний
Теперь перейдем к обсуждению взаимодействия Земли и тела. То, что Земля притягивает к себе все тела и действует на тела с определенной силой, для нас очевидно. Но можем ли мы действовать на Землю с определенной силой. Мы не видим проявления этой силы, но это вовсе не значит, что ее нет.
Слайд №9
1) Происходит обсуждение взаимодействия Земли и
тела.
Человек стоит на стуле. Со стороны Земли на него действует сила, допустим 600 Н. По третьему Закону Ньютона на Землю со стороны человека тоже действует сила 600 Н. Почему же Земля не падает на человека?
С точки зрения теории:
По третьему закону Ньютона: F 1 = F 2 ;
По второму закону Ньютона: m 1 a 1= m 2 a 2 ;
Вывод: чем больше масса, тем меньше ускорение тела, т.е. изменение его скорости.
2) Экспериментальное задание №1
Оценивают опытным путем данный вывод. На столе штатив с муфтой и лапкой, два связанных цилиндра. Идет наблюдение взаимодействия данных цилиндров и перед учащимися стоит задача: проследить, на какой угол будет отклоняться каждый цилиндр после взаимодействия, сравнить эти углы и сравнить массы цилиндров, взвешивая их на весах. Опыт проводят не менее трех раз.
Итак, какие результаты вы получили? (тела равной
массы – углы равны; чем больше масса, тем меньше
угол отклонения, хотя время взаимодействия
одинаково).
Итак, цилиндры в результате взаимодействия приобрели разные по модулю скорости, а, следовательно, и разные по модулю ускорения: у цилиндра с меньшей массой ускорение больше. В случае равных масс ускорения одинаковы. Мы действительно убедились в том, что, чем больше масса, тем меньше ускорение.
3) Экспериментальное задание №2.
Взять линейку, на которую положить монету. Если вы медленно потянете линейку, монета будет передвигаться вместе с ней.
Вопрос: Что происходит с монетой, если вы резко выдернете линейку. Почему?
4) Сообщения учащихся
Можно дать учащимся заранее подготовить сообщение “Интересные факты из истории жизни И. Ньютона” и заслушать на уроке (минут на пять) или учащиеся могут составить презентацию про И. Ньютона.
5) Решение качественных задач
Задачи на законы Ньютона подсказывает сама
жизнь. Все, наверное, в детстве видели мультфильм
“Ну, погоди!”. Там был эпизод: волк хочет догнать
корабль с зайцем, садится в парусную лодку и
заставляет лодку двигаться, дуя в парус.
В данной папке содержатся видеофайлы (эпизоды из мультфильмов “Ну – погоди”, “Приключения Барона Мюнхгаузена”).
Слайд №10
На слайде имеется фотография волка (), который дует в парус. А также есть видеофайл Приложение1 > в папке, который можно посмотреть, если установлены кодеки для просмотра видео. То есть вместо фотографий можно показать соответствующее приложение (В презентации я не устанавливаю ссылку на видеофайл, так как может не сработать).
Давайте ребята посмотрим этот эпизод. Скажите,
соответствует ли эта ситуация тому, о чем мы с
вами сегодня говорили на уроке? Обсуждение: По
третьему закону Ньютона, выходящий из “волка”
воздух действует на него с той же по модулю силой,
с какой волк воздух выдыхает. И именно с этой
силой воздух действует на парус. Но волк и лодка с
парусом – единое целое. Силы оказываются
приложенными не к разным телам, а к одному. Эти
силы равны по модулю и противоположны по
направлению. Их равнодействующая равна нулю.
А по
первому закону Ньютона скорость тела при этом –
величина постоянная, в данном случае нуль.
Слайд №11
На слайде фотография барона Мюнхгаузена (), тянущего себя за волосы. А также есть видеофайл Приложение2 >, который можно посмотреть, если установлены кодеки для просмотра видео. То есть вместо фотографий можно показать соответствующее приложение (В презентации я не устанавливаю ссылку на видеофайл, так как может не сработать).
Эпизод из мультфильма “Приключения Барона Мюнхгаузена”. Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы. Обоснуйте невозможность этого. (Так как сила, действующая на голову вверх, равна силе, действующей вниз в плече). Приложение2 >
Слайд №12
История о том как “лебедь, рак да щука везти с
поклажей воз взялись”, известна всем. И
результат тоже известен”, а воз и ныне там”.
Но если рассматривать эту басню с точки зрения
механики, результат получается вовсе не похожий
на вывод баснописца Крылова.
Напоминаю:
Лебедь рвётся в облака,
Рак пятится назад,
А щука тянет в воду.
(Басня утверждает, что “воз и ныне там”, другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна О. Лебедь помогает раку и щуке её тяга направлена против силы тяжести, она уменьшает трение колёс о землю и об оси, облегчая тем самым вес воза. Остаются две силы: тяга рака и тяга щуки. Они направлены под углом друг к другу, и их равнодействующая не может равняться нулю).
Яблоко падает на Землю оттого, что его
притягивает земной шар; но точно с такой же силой
и яблоко притягивает к себе всю нашу планету.
Почему же мы говорим, что яблоко падает на землю,
вместо того, чтобы сказать: “Яблоко и земля
падают друг на друга”? Яблоко и земля
действительно падают друг на друга, но скорость
этого падения различна для яблока и для земли.
Равные силы притяжения сообщают яблоку
ускорение 10 м/с 2 , а земному шару – во столько
же раз меньше, во сколько раз масса земли
превышает массу яблока.
Конечно, масса земного
шара в неимоверное число раз больше массы яблока,
и потому земля получает перемещение настолько
ничтожное, что практически его можно считать
равным 0).
Как отдает в плечо при стрельбе из винтовки, зачем делают тяжелыми пушки и лафеты (станки, на которых закреплено орудие).
4. Самостоятельная работа
Тестирование учащихся по вариантам с последующей самопроверкой (А. Е. Марон, Е. А. Марон: дидактические материалы 10 класс) Приложение3 >
Оценка за тест выставляется всем ученикам по критериям:
- “2” – 1 – 2 задания
- “3” – 3 задания
- “4” – 4 задания
- “5” – 5 заданий
5. Подведение итогов. Рефлексия деятельности на уроке.
Подведение итогов урока. Выставление оценок.
Целью нашего сегодняшнего урока было
повторение, обобщение, закрепление и
систематизация законов Ньютона. Как
формулируются эти законы? (Ответы.) На
качественном уровне, выполняя различные
эксперименты, мы убедились, что законы эти верны,
что они “выдержали проверку опытом”.
Из
биографии Ньютона нам известно, что первое время
в школе он учился очень посредственно. И вот
однажды его обидел лучший ученик в классе. Ньютон
решил, что самая страшная месть для обидчика –
отнять у него место первого ученика. Дремавшие в
Ньютоне способности проснулись, и он с легкостью
затмил своего соперника.
Разбуженного джина познания нельзя снова спрятать в темную заплесневелую бутылку. С того счастливого для мировой науки эпизода начался процесс превращения скромного английского школьника в великого ученого.
Хочется надеяться, что сегодняшний урок разбудит и у Вас жажду новых познаний ведь “великий океан истины” по-прежнему расстилается перед Вами неисследованным до конца.
6. Домашнее задание
Слайд №13
Параграф 22-28 учебник физики 10 кл.(Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский)
Самостоятельная работа по физике Законы Ньютона 10 класс с ответами. Представлено 5 вариантов самостоятельных работ. В каждом варианте по 2 задания.
1 вариант
1.
Шарик массой 1 кг движется с ускорением 50 см/с 2 . Определите силу, действующую на шарик.
2. На тело массой 5 кг действуют силы 3 Н и 4 Н, направленные на юг и запад соответственно. Чему равно и куда направлено ускорение тела?
2 вариант
1. Сила 2 мН действует на тело массой 5 г. Найдите ускорение, с которым движется тело.
2. Санки массой m = 10 кг движутся на восток с ускорением а = 0,5 м/с 2 под действием двух сил, одна из которых F 1 = 20 Н направлена на запад. Куда направлена и чему равна сила F 2 , действующая на санки?
3 вариант
1. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобретает ускорение 2 м/с 2 . Какое ускорение приобретет тело массой 10 кг под действием такой же силы?
2. На груз, движущийся вертикально вверх с ускорением а = 2 м/с 2 , действуют две силы: F 1 = 8 Н, направленная вертикально вверх, и F 2 = 3 Н, направленная вертикально вниз. Какова масса груза?
4 вариант
1.
Определите массу тела, которому сила 50 мН сообщает ускорение 0,2 м/с 2 .
2. На брусок массой m = 200 г действуют две силы: сила F 1 = 1 Н, направленная на юг, и сила F 2 = 1,5 Н, направленная на север. С каким ускорением движется брусок?
5 вариант
1. Сила 60 Н сообщает мячу ускорение 0,8 м/с 2 . Какая сила сообщит этому мячу ускорение 2 м/с 2 ?
2. Автомобиль движется с ускорением а = 2 м/с 2 под действием двух сил: силы тяги двигателя F 1 = 10 кН и силы сопротивления движению F 2 = 4 кН. Сила F 1 направлена на юг, сила F 2 — противоположна направлению движения автомобиля. Чему равна масса автомобиля?
Ответы на самостоятельную работу по физике Законы Ньютона 10 класс
1 вариант
1. 0,5 Н
2. 1 м/с 2 , на юго-запад
2 вариант
1. 0,4 м/с 2
2. на восток, 25 Н
3 вариант
1. 0,8 м/с 2
2. 2,5 кг
4 вариант
1. 0,25 кг
2. 2,5 м/с 2
5 вариант
1.
150 Н
2. 3000 кг
Вариант 1.
Уровень А
Чему равна сила, сообщающая телу массой 3 кг ускорение 0,4 м/с 2 ?
С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 50т? Сила тяги двигателей 80кН.
На движущийся автомобиль в горизонтальном направлении действует сила тяги двигателя 1250Н, сила трения 600Н и сила сопротивления воздуха 450Н. Чему равна равнодействующая этих сил?
Какую силу надо приложить к репке массой 200г, чтобы вытащить ее из земли с ускорением 0,5 м/с2 ?
Уровень В
Лыжник массой 60кг, имеющий в конце спуска скорость 36км/ч, остановился через 40с после окончания спуска. Определите силу сопротивления его движения.
Пуля массой 7,9г вылетает под действием пороховых газов из канала ствола длиной 45см со скоростью 54км/ч. Вычислите среднюю силу давления пороховых газов. Трением пули о стенки ствола пренебречь.
Электровоз развивает силу тяги 700кН. Какое ускорение он при этом сообщит железнодорожному составу массой 3000т, если сила сопротивления движению 160кН?
Вариант 2.
Уровень А.
Вагонетка массой 200кг движется с ускорением 0,2м/с 2 . Определите силу, сообщающую вагонетке это ускорение.
Чему равно ускорение, с которым движется тело массой 3кг, если на него действует сила 12Н?
Судно буксируют три баржи, соединенные последовательно. Сила сопротивления воды для первой баржи 9000Н, для второй – 7000Н, а для третьей – 6000Н. Сопротивление воды для самого судна 11000Н. Определите силу тяги, развиваемую судном при буксировке этих барж, считая, что баржи движутся равномерно.
К телу массой 4 кг приложены две горизонтальные силы, 10 Н и 30 Н, направленные в противоположные стороны. Куда и с каким ускорением будет двигаться тело?
Уровень В
Порожный грузовой автомобиль массой 3т начал движение с ускорением 0,2м/с 2 . Какова масса этого автомобиля вместе с грузом, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,15м/с 2 ?
На автомобиль массой 2т действует сила трения 16кН.
Какова начальная скорость автомобиля, если его тормозной путь равен 50м?
Мальчик массой 50кг, скатившись на санках с горки, проехал по горизонтальной дороге до остановки путь 20м за 10с. Чему равна сила трения, действующая на санки?
Вариант 1.
Уровень А
1. Чему равна сила, сообщающая телу массой 3 кг ускорение 0,4 м/с2?
2. С каким ускорением двигался при разбеге реактивный самолет массой 50т? Сила тяги двигателей 80кН.
3. На движущийся автомобиль в горизонтальном направлении действует сила тяги двигателя 1250Н, сила трения 600Н и сила сопротивления воздуха 450Н. Чему равна равнодействующая этих сил?
4. Какую силу надо приложить к репке массой 200г, чтобы вытащить ее из земли с ускорением 0,5 м/с2 ?
Уровень В
1. Лыжник массой 60кг, имеющий в конце спуска скорость 36км/ч, остановился через 40с после окончания спуска. Определите силу сопротивления его движения.
2. Пуля массой 7,9г вылетает под действием пороховых газов из канала ствола длиной 45см со скоростью 54км/ч.
Вычислите среднюю силу давления пороховых газов. Трением пули о стенки ствола пренебречь.
3. Электровоз развивает силу тяги 700кН. Какое ускорение он при этом сообщит железнодорожному составу массой 3000т, если сила сопротивления движению 160кН?
Вариант 2.
Уровень А.
1. Вагонетка массой 200кг движется с ускорением 0,2м/с2. Определите силу, сообщающую вагонетке это ускорение.
2. Чему равно ускорение, с которым движется тело массой 3кг, если на него действует сила 12Н?
3. Судно буксируют три баржи, соединенные последовательно. Сила сопротивления воды для первой баржи 9000Н, для второй – 7000Н, а для третьей – 6000Н. Сопротивление воды для самого судна 11000Н. Определите силу тяги, развиваемую судном при буксировке этих барж, считая, что баржи движутся равномерно.
4. К телу массой 4 кг приложены две горизонтальные силы, 10 Н и 30 Н, направленные в противоположные стороны. Куда и с каким ускорением будет двигаться тело?
Уровень В
1.
Порожный грузовой автомобиль массой 3т начал движение с ускорением 0,2м/с2. Какова масса этого автомобиля вместе с грузом, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,15м/с2?
2. На автомобиль массой 2т действует сила трения 16кН. Какова начальная скорость автомобиля, если его тормозной путь равен 50м?
3. Мальчик массой 50кг, скатившись на санках с горки, проехал по горизонтальной дороге до остановки путь 20м за 10с. Чему равна сила трения, действующая на санки?
Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона » Шкільні Підручники
Как вы считаете, будет ли двигаться космический корабль, находящийся вдали от звезд, если выключить его двигатели? Если будет двигаться, то как?
Изучаем инерциальные системы отсчета
Явление сохранения телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения при условии, что на него не действуют другие тела или их действия скомпенсированы, называют явлением инерции.
Однако состояния движения и покоя зависят от выбора системы отсчета (СО).
А в каждой ли СО наблюдается явление инерции?
Представьте, что вы сидите в купе поезда, стоящего на перроне. На столике в купе лежит мячик. На мячик действуют два тела: Земля и столик. Действия Земли и столика скомпенсированы, и мячик находится в покое. Но как только поезд начинает набирать
скорость, мячик начинает катиться по столу в направлении, противоположном направлению движения поезда. То есть, оставаясь неподвижным относительно перрона, мячик относительно поезда начинает двигаться с ускорением (рис. 30.3). Следовательно, относительно СО, связанной с поездом, набирающим скорость, явление инерции не наблюдается (действия Земли и столика на мячик скомпенсированы, но мячик не сохраняет свою скорость).
Рис. 30.3. Действия столика и Земли на мяч скомпенсированы. Однако в системе отсчета XOY, связанной с перроном, мяч находится в состоянии покоя, поэтому эта СО — инерциальная; в системе отсчета X’O’Y’, связанной с начинающим движение поездом, мяч движется с ускорением, поэтому эта СО — неинерциальная
Рис.
30.4. Гелиоцентрическая система отсчета: начало координат этой системы расположено в центре Солнца, а оси направлены на далекие звезды
Систему отсчета, относительно которой явление инерции не наблюдается, называют неинерциальной системой отсчета.
Систему отсчета, относительно которой явление инерции наблюдается,называют инерциальной системой отсчета.
Далее, если специально не оговорено, будем пользоваться только инерциальными СО.
Обычно в качестве инерциальной используют СО, жестко связанную с точкой на поверхности Земли. Но эту систему можно считать инерциальной только условно, так как Земля вращается вокруг своей оси. Для более точных измерений используют, например, инерциальную СО, связанную с Солнцем, — гелиоцентрическую систему отсчета(рис. 30.4).
Если мы знаем хотя бы одну инерциальную СО, то можем найти много других, ведь любая СО, движущаяся относительно инерциальной СО равномерно прямолинейно, тоже является инерциальной.
Так, если вы сохраняете состояние покоя или равномерного прямолинейного движения относительно Земли, то и относительно поезда, движущегося относительно Земли с неизменной скоростью, вы тоже будете двигаться равномерно прямолинейно (хотя и с другой скоростью).
Заметим, что в классической механике* при переходе от одной инерциальной СО к другой скорость движения, перемещение и координата тела изменяются, а вот сила, масса, ускорение, время движения и расстояния между телами остаются неизменными.
формулируем первый закон Ньютона
Закон инерции Г. Галилея стал первым шагом в установлении основных законов классической механики. Формулируя основные законы движения тел, И. Ньютон назвал этот закон первым законом движения и представил его так: любое изолированное тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не вынуждено приложенными силами изменить это состояние.
Обратим внимание на следующее.
1. Движется тело равномерно, ускоренно или находится в состоянии покоя, зависит от выбора СО.
2. В инерциальной СО тело движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя не только в случае, когда оно изолировано (то есть на него не действуют другие тела), а и в случае, когда силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Учитывая сказанное, в современной физике первый закон Ньютона формулируют так:
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на тело не действуют никакие силы или эти силы скомпенсированы.
Итак, первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета.
Узнаём о принципе относительности Галилея
Наблюдая движение тел в разных инерциальных СО, Г. Галилей пришел к выводу, который получил название принцип относительности Галилея:
Рис. 30.5. Никакими механическими экспериментами нельзя определить, движется вагон равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя. Пассажир может это узнать только посмотрев в окно
Во всех инерциальных системах отсчета течение механических явлений и процессов одинаково при одинаковых начальных условиях.
Галилей писал: «Если мы, находясь в каюте парусника, будем выполнять любые эксперименты, то ни сами эксперименты, ни их результаты не будут отличаться от тех, которые проводились бы на берегу.
И только поднявшись на палубу, мы увидим: оказывается, наш корабль движется равномерно прямолинейно…»
Вы тоже можете установить принцип относительности, если, например, проведете ряд опытов в вагоне поезда, движущегося равномерно прямолинейно. Так, чашка, которая стоит на столе, будет находиться в состоянии покоя, а если уронить ложку, то она относительно вагона будет падать вертикально вниз (рис. 30.5).
Тело движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя, когда на него не действуют другие тела и поля или их действия скомпенсированы, — это современная формулировка закона инерции, экспериментально установленного Г. Галилеем. Сейчас закон, установленный Галилеем, называют первым законом Ньютона и формулируют так: существуют такие системы отсчета (их называют инерциальными), относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на тело не действуют никакие силы или эти силы скомпенсированы. Обычно как инерциальные используют СО, связанные с Землей.
Любая СО, движущаяся относительно инерциальной СО равномерно прямолинейно, тоже инерциальна.
Контрольные вопросы
1. При каких условиях тело сохраняет скорость своего движения? Приведите примеры. 2. Сформулируйте закон инерции. 3. Какие СО называются инерциальными? неинерциальными? Приведите примеры таких систем. 4. Сформулируйте первый закон Ньютона. Что он постулирует?
Упражнение № 30
1. Вы сидите на стуле — вы, как и стул, находитесь в состоянии покоя относительно Земли. Какие тела действуют на стул? на вас? Что можно сказать об этих действиях?
2. Гребцы пытаются заставить лодку двигаться против течения, но лодка остается неподвижной относительно берега. Действия каких тел скомпенсированы?
3. Кот лежит на столе (см. рис. 30.1). Будет ли СО, связанная с котом, инерциальной? Будет ли инерциальной СО, связанная с паучком, который равномерно опускается на паутинке? Будет ли инерциальной СО, связанная с мышью, которая увидела кота и замедляет движение? Ответы поясните.
4. На рис. 1 изображено несколько тел. 1) С каким телом вы связали бы СО, чтобы она была инерциальной? неинерциальной? Ответ обоснуйте. 2) Какой в данный момент времени будет скорость движения собаки в СО, связанной с пешеходом; в СО, связанной с грузовиком? 3) Каким будет ускорение движения автомобиля в СО, связанной с деревом; в СО, связанной с пешеходом?
5. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте, почему Г. Галилея считают основателем экспериментально-математического метода.
6. На рис. 2 изображены два тела и силы, действующие на них (1 клетка — 1 Н). Для каждого случая найдите направление и модуль равнодействующей сил.
Вы уже знаете условия, при которых тело движется равномерно прямолинейно. А при каких условиях тело движется равноускоренно? От чего зависит ускорение движения тела? Ответы на эти вопросы дал И. Ньютон, сформулировав вторую аксиому движения. О втором законе Ньютона — основном законе динамики — пойдет речь в этом параграфе.
Сила
Сила F — векторная физическая величина, являющаяся мерой действия одного тела на другое (мерой взаимодействия).
формулируем второй закон Ньютона
Вам хорошо известно: если на тело подействовать с большей силой, оно быстрее изменит скорость своего движения (приобретет большее ускорение). Опыты показывают: во сколько раз увеличивается сила, во столько же раз увеличивается ускорение, приобретенное телом в результате действия этой силы. Ускорение движения тела прямо пропорционально силе, приложенной к этому телу:
Сила определена, если известны ее значение (модуль), направление и указана точка приложения силы.
Если на тела разной массы подействовать с одинаковой силой, то ускорения тел будут разными: чем больше масса тела, тем меньшим будет его ускорение. Так, если к теннисному мячу и к шару для боулинга приложить одинаковую силу, то скорость движения шара изменится меньше (или понадобится больше времени, чтобы скорость движения шара изменить так же, как и мяча).
Ускорение, приобретенное телом в результате действия силы, обратно пропорционально массе этого тела:
Если на тело действует несколько сил, то их общее действие можно заменить действием одной силы — равнодействующей F. Равнодействующая равна векторной сумме сил, приложенных к телу:
Связь между силой, действующей на тело, массой тела и ускорением, которое приобретает тело в результате действия этой силы, устанавливает второй закон Ньютона:
Ускорение, которое приобретает тело в результате действия силы, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе тела:
Масса
Масса m — физическая величина, которая является мерой инертности тела. Единица массы в СИ — килограмм:
Инертность — свойство тела, заключающееся в том, что для изменения скорости движения тела в результате взаимодействия требуется время.
выполняется только в инерциальных системах отсчета.
Обычно на тело одновременно действуют несколько сил.
В таком случае силу Fпонимают как равнодействующую всех сил, приложенных к телу: F = F1+ F2 +… + Fn (см. рис. 31.1), а второй закон Ньютона записывают так:
Заметим, что второй закон Ньютона, записанный в виде
Узнаём о следствиях из второго закона Ньютона
1. Именно на основе второго закона Ньютона установлена единица силы в СИ — ньютон: 1 Н — это сила, которая, действуя на тело массой m = 1 кг, придает ему ускорение a = 1 м/с2:
2. Зная модуль и направление равнодействующей Fсил, которые действуют на тело, всегда можно определить модуль и направление ускорения a, которое приобретает тело в результате этого действия:
Обоснуйте последнее утверждение, используя знания по математике.
3. Второй закон Ньютона позволяет сформулировать условие равноускоренного движения тела: тело движется равноускоренно прямолинейно только тогда, когда равнодействующая сил, приложенных к телу, не изменяется со временем.
4. Если равнодействующая равна нулю ( = 0, тело не будет изменять скорость своего движения (a = О) (рис. 31.2). Итак, закон инерции можно сформулировать следующим образом: тело находится в состоянии покоя или движется равномерно прямолинейно, если силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Второй закон Ньютона — основной закон динамики: ускорение а, которое приобретает тело в результате действия силы F, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе m тела: а = F.
m
Тело движется равноускоренно прямолинейно только в том случае, если равнодействующая сил, приложенных к телу, не изменяется со временем.
Контрольные вопросы
1. От каких факторов зависит ускорение движения тела? 2. Сформулируйте и запишите второй закон Ньютона. 3. Как записать второй закон Ньютона, если на тело действует несколько сил? 4 Что можно сказать о направлении равнодействующей и направлении ускорения, которое равнодействующая придает телу? 5.
Каково условие равноускоренного прямолинейного движения тела?
Упражнение № 31
1. Поезд массой 5 т движется с ускорением 0,5 м/с2. Определите модуль равнодействующей сил, которые действуют на поезд.
2. Автомобиль движется по прямолинейному участку дороги. Как направлена равнодействующая сил, приложенных к автомобилю, если он набирает скорость? замедляет свое движение?
3. Тело массой 2 кг, движущееся на юг, изменяет скорость своего движения в результате действия силы 10 Н, направленной на восток. Определите модуль и направление ускорения движения тела.
4. В результате действия силы 15 кН тело движется прямолинейно, а его координата изменяется по закону x = -200 + 9t – 3t2. Определите массу тела.
5. На тело массой 5 кг действуют две взаимно перпендикулярные силы: 12 и 9 Н (рис. 1). Определите ускорение движения тела.
6. Составьте и решите задачу на применение второго закона Ньютона к движению некоторого реального тела.
7. Мальчик и девочка тянут за концы веревки (рис. 2).
Кто из них придет в движение? Кто приобретет бо’лыную скорость движения? Обоснуйте свой ответ.
Экспериментальное задание
Воспользовавшись линейкой и двумя брусками разной массы, докажите:
1) с увеличением силы увеличивается и ускорение, которое приобретает любой брусок при действии силы;
2) если на разные бруски будет действовать одна и та же сила, то брусок большей массы приобретет меньшее ускорение;
3) направление ускорения всегда совпадает с направлением действия силы. Опишите свои действия. Как вы оценивали ускорение тел?
Ударьте ладонью о парту. Больно? Но почему? Ведь это вы били парту, а не парта вас. Потяните своего товарища за руку, стоя на гладком льду. Кто сдвинется с места? Оба? А почему? Ведь это вы тянули товарища, а не товарищ вас. Сможете ли вы, ухватившись за волосы, вытянуть себя из воды? Нет? Но почему? Вы же сможете вытянуть таким образом из воды человека, который даже тяжелее вас.
На эти и другие вопросы вам поможет ответить третий закон Ньютона.
Рис. 32.1. Действие — всегда взаимодействие. Играя с мячом, вы действуете на него, например, ногой. Мяч тоже действует на ногу (это действие особенно ощутимо, если вы играете босиком)
Рис. 32.2. Действие — всегда взаимодействие. Земля притягивает к себе Луну (и Луна не «улетает» в космическое пространство). Луна тоже притягивает Землю (и на Земле наблюдаются приливы и отливы)
Устанавливаем третий закон Ньютона
Вы уже знаете, что тела всегда взаимно действуют друг на друга — взаимодействуют (рис. 32.1, 32.2). Обратимся к опыту и выясним, как связаны силы, с которыми тела действуют друг на друга.
Поставим на горизонтальную поверхность две одинаковые легкоподвижные тележки и с помощью динамометров прикрепим их к вертикальным стойкам. На каждой тележке закрепим магнит, расположив магниты разноименными полюсами друг к другу. Магниты притянутся, сдвинут тележки и растянут пружины динамометров.
При этом показания обоих динамометров будут одинаковыми (рис. 32.3).
Можно провести множество опытов по измерению таких сил, и результат всегда будет один: силы, с которыми взаимодействуют два тела, равны по модулю и противоположны по направлению(рис. 32.4, 32.5).
Взаимодействие тел описывает закон взаимодействия— третий закон Ньютона:
Тела взаимодействуют друг с другом с силами, которые направлены вдоль одной прямой, равны по модулю и противоположны по направлению:
Узнаём о некоторых особенностях взаимодействия тел
Обратившись к примерам, приведенным на рис. 32.1—32.5, заметим ряд особенностей.
1. Третий закон Ньютона выполняется как при непосредственном контакте тел (см. рис. 32.1, 32.5), так и при взаимодействии тел на расстоянии (см. рис. 32.2-32.4).
2. Силы всегда возникают парами:если есть сила F1, действующая на тело 1 со стороны тела 2, то обязательно есть равная ей по модулю и противоположно направленная сила F2 , действующая на тело 2 со стороны тела 1.
А вот проявления этих сил (или одной из них) не всегда заметны. Например, при ходьбе вы отталкиваетесь от поверхности Земли, следовательно, на вас действует сила со стороны Земли. Согласно третьему закону Ньютона, с такой же силой вы толкаете Землю назад. Но из-за большой массы Земли результат действия этой силы незаметен. Если же вы будете идти по легкой лодке на воде, то ваше действие на лодку заставит ее двигаться в направлении, противоположном вашему движению.
3. Пары сил, возникающих при взаимодействии двух тел, всегда имеют одну природу.
Рассмотрите рис. 32.1-32.5 и убедитесь в справедливости последнего утверждения.
Казалось бы, если при любом взаимодействии возникает пара равных по модулю и противоположных по направлению сил, то такие силы должны уравновесить друг друга. А это означает, что действие отсутствует. Получается, мы обречены или на неподвижность, или на непрерывное движение? Разумеется, нет! Уравновешиваются только силы, приложенные к одному телу.
давл = -F (рис. 32.7). Таким образом, палец, даже не касаясь дна и стенок сосуда, толкнет воду, а вместе с ней и сосуд вниз — равновесие весов нарушится.
Ответ: равновесие нарушится.
Подводим итоги
Тела всегда взаимно действуют друг на друга — взаимодействуют. Взаимодействие тел описывает третий закон Ньютона (закон взаимодействия): силы, с которыми тела действуют друг на друга, направлены вдоль одной прямой, равны по модулю и противоположны по направлению: F1 = -F2 . Пары сил, возникающие при взаимодействии, всегда имеют одну природу; эти силы не уравновешивают друг друга, потому что приложены к разным телам.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте третий закон Ньютона. Приведите примеры его проявления. Почему его называют законом взаимодействия? 2. Что можно сказать о природе сил, возникающих при взаимодействии тел? Приведите примеры. 3. Почему силы, возникающие при взаимодействии тел, не уравновешивают друг друга?
Упражнение № 32
1.
Девочка ударила по мячу с силой 10 Н (рис. 1). С какой силой мяч «ударил» девочку? В каком направлении действует эта сила?
2. Рассмотрите гравитационное взаимодействие яблока на ветке и Земли (рис. 1). Что притягивается сильнее: яблоко к Земле или Земля к яблоку?
3. Мальчик массой 48 кг, стоя на гладком льду, оттолкнул от себя шар массой 3 кг, придав ему в горизонтальном направлении ускорение 8 м/с2. Какое ускорение приобрел мальчик?
4. Веревка выдерживает натяжение не более 300 Н. Порвется ли веревка, если четверо тянут ее в противоположные стороны так, как показано на рис. 2, силами по 100 Н каждый? Порвется ли веревка, если один ее конец закрепить, а все четверо будут тянуть ее за второй конец в одном направлении?
5. Подумайте и запишите 5-10 примеров взаимодействия тел. Выполните схематические рисунки. Укажите пары сил (как «скрытых», так и явных).
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 1 Преобразование Галилея | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 2 Галилео Галилей (1564–1642) и Исаак Ньютон (1642–1727) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 3 Нахождение вектора равнодействующей силы | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 5 Иллюстрация третьего закона Ньютона | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Говоря о движении, мы обычно подразумеваем три фактора, совокупность которых называется системой отсчета:
Имеются две системы отсчета: неподвижная относительно наблюдателя система 1 (xyz) и подвижная система 2 (x‘y‘z‘). Наблюдаемое нами тело (например, вертолет), движется со скоростью относительно системы 2, как показано на рис. 1:
Аналогичный закон действует и для перемещений (закон сложения перемещений); его описывает уравнение (2):
Воспользуемся законом сложения скоростей (1):
Мерой инертности является масса, m. Масса — величина скалярная и в системе СИ измеряется в килограммах (кг).Иллюстрация Первого Закона Ньютона
Примеры первого закона движения Ньютона Прочитать
Примеры инфографических диаграмм движения первого закона Иллюстрация
Первый закон движения Ньютона
Первый закон Ньютона, применимый к самолету
Nautica06
Примеры первого закона ньютона Первый закон ньютона Edu Resource Com
Первый закон движения Ньютона
Что такое три закона движения Ньютона
Первый закон движения ньютона
Первый закон Ньютона Примеры влияния силы на
Первый закон Ньютона Клипарт
Первый закон Ньютона Движение объектов Человек в
Первый закон Ньютона Движение Видео Физика Примеры Youtube
Newton S Примеры первого закона
Примеры примеров инерции
Примеры первого закона Ньютона
Физика Первый закон движения Ньютона Youtube
Easy Edit Vector Illustration Newton First Stock Vector Royalty
Стенограмма видеоурока лаборатории физики первого закона Ньютона
Примеры первого закона Ньютона
PPT Законы движения Ньютона S Презентация PowerPoint Бесплатно
Первый закон эксперимента Ньютона Видеоурок
Инерция движения тела покоя и изменение направления
Первый закон движения Ньютона, применимый к модельным ракетам
1585945896000000
Законы Ньютона
Законы Уолло
Newton S
Применение закона Ньютона
Законы движения Ньютона Законы Ньютона Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона Физика, Том 1 Openstax
Первые законы движения Ньютона
Пример определения первого закона движения Ньютона
Первые законы движения Ньютона
Первый закон Ньютона отдыхает Объект, находящийся в состоянии покоя, будет оставаться в положении
Применяется первый закон Ньютона To A Kite
Законы S Ньютона и картинки трения Карточки Quizlet
Что такое Третий закон Ньютона Статья Академия Хана
Первый закон Ньютона S Пример определения Проблемы
Законы S Ньютона Приложения для формул Studiousguy
Wha Примеры инерции Пример
Первый закон движения Ньютона
Законы движения Ньютона Teachpe Com
Первый закон движения Ньютона Комикс Законы Ньютона Научные комиксы
Физика автомобиля и ньютон S Законы движения Влияние на дизайн автомобиля
Первый закон движения Ньютона на хинди Youtube
Первый закон движения Ньютона Комикс Автор Cool School Comics Tpt
Physics4kids Com Motion Законы движения
Первый закон Ньютона Определение
Первый закон Ньютона Введение Видео Khan Academy
Первый закон Ньютона S Howstuffworks
Первый закон Ньютона Учебное пособие по классу 9 Youtube
Примеры Первого закона Ньютона
Как может Ньютон Применяется первый закон S Quora
Newton S Laws
Первый закон Ньютона
Что такое Newton S Первый закон Статья Khan Academy
Newton First Law High Res Векторная графика Getty Images
Законы движения S Ньютона с примерами из реальной жизни
Первый закон Ньютона, примененный к падающему объекту
Первый закон движения Ньютона S Первый закон движения Live Science
Https-зашифрованные изображения Q0 Gstatic Tbn 3aand9gcshejtqyanu 9t8ewwodx5a W9bvlolhkhb46mb Ova9wvy5jjs Usqp Cau
Примеры законов Ньютона S движения Раскадровка
Newton Sys of Motion
Newton Systerium
First Law Problems
First Law Problems Newton
First Law Problems
First Law Problems Newton
Статья права Khan Academy
90 003
Первый закон движения Ньютона Второй Третий закон Физики
Первый закон движения Ньютона Самолеты Ньютон S Законы движения
Законы Ньютона Слайд-шоу
НАСА Уоллопс Полетная установка Зондирование ракет 5 Программный офис
Закон S Ньютона Изображения Стоковые Фото Векторы Shutterstock
Первый закон движения Ньютона для детей Youtube
Законы движения S Ньютона
Первый закон движения Ньютона
Первый закон S Ньютона Закона Движения Udemy Blog
Примеры определения законов движения Ньютона История Britannica
Закон инерции Клипарт
Три закона движения Ньютона с примерами
Первый закон Ньютона Движение с автоматическим сохранением
Newton S La ws
Приведите примеры первого закона движения Ньютона с полным
Примеры первого закона Ньютона
Законы движения Ньютона с примерами повседневной жизни Классы Бхардваджа
Наука Первый закон Ньютона Движение и инерция в реальной жизни Часть
Сэр Иссак Ньютон
Примеры определения законов движения S Ньютона История Britannica
Законы движения S Ньютона Реакция Первая сила закона Ньютона Png
Newton S Закон движения Тамильская инерция На тамильском тамильском языке
Законы S Ньютона
Инерция первого закона Ньютона
Пример определения первого закона движения Ньютона
Законы S Ньютона
Примеры определения законов движения История Britannica
Первый закон Ньютона S Aumsum Youtube
Ньютон 1-й закон Схема Схема подключения Третий уровень
11 Ньютонов Первый закон PNG-клипарты для бесплатной загрузки Uihere
Закон инерции
Закон
Of Motion Ppt Video Online Download
Студенческие флипбуки, иллюстрирующие законы движения Ньютона S Omega
Https Www Svsd410 Org Cms Lib Wa01919490 Centricity Domain 1355 Newtons 20first 20law 20 of 20motion Pdf
Newton Soccer
Ньютоны Законы движения Ньютон Первый закон Силы Зажим Ньютон S
Картинки Первый закон Ньютона BWI Abcteach Com Abcteach
Ньютон S Законы физики движения в плавании
| | 1.Равновесие
Правило (Пол Г. Хьюитт объясняет равновесие следующим образом: каждый может понять эту тему.) Конец вопроса: Если бы мы с Берлом стояли в дальнем конце эшафот и немного наклонился наружу, так что противоположная веревка обмякла, каково было бы напряжение в нашей поддержке веревка? |
| | 2.Равновесие
Задачи (Пол показывает числовые значения отливок рекламных щитов.) Конечный вопрос: Какое напряжение в ньютонах правый трос |
| | 3. Чистая сила и
Векторы (Коробка конфет для Нелли, подвешенная на вертикальных веревках.) Конечный вопрос: Будут ли векторы, представляющие натяжение веревки (вертикальные тросы разной длины) по-прежнему каждая по 150 Н? И можешь ли ты отстоять свой ответ |
| | 4.Неллис Веревка
Напряжение (Нелли вводит правило параллелограмма, канаты под углом.) Конечный вопрос: Предположим, мы заменим эту правую веревку на более короткая веревка с более крутым углом. Веревка натяжение более длинной левой веревки увеличивается, уменьшается, или остаться прежним? Сможете ли вы отстоять свой ответ? |
| | 5.Веревки Нелли (Натяжение через Нелли, подвешенную на невертикальных веревках.) Конечный вопрос: Посредством струн и шкивов пара Блоки 10-N растягиваются по шкале, как показано. Что за чтение по шкале? |
| | 6. Вектор силы
Диаграммы (Пол расширяет диаграммы Джима Корта, определяя силы на подвешенный, затем падающий шар.) Конец Вопрос: [Относительно падающего шара; Если воздух сопротивление становится таким же большим, как вес мячей, мяч тогда в равновесии? Что мы говорим о его движении в этот момент? |
| | 7.Векторы силы
на уклоне (Пол анализирует силы, действующие на блок на наклонном плоскость, приводящая к силам на блоке, скользящем по криволинейной поверхность.) Конечный вопрос: В каком месте, A, B или C, будет максимальное ускорение по рампе? |
| | 16. Законы Ньютона
of Motion Пол привлекает Нелли Ньютон, чтобы проиллюстрировать три Ньютона. законы движения. |
Урок для шестого класса Граффити «Законы Ньютона»
Этап урока ИССЛЕДОВАТЬ – вовлечь учащихся в тему, чтобы они начали строить собственное понимание. Этап EXPLAIN дает студентам возможность поделиться тем, что они уже узнали, и понять, что это означает. Чтобы помочь студентам изучить и объяснить законы Ньютона, каждый студент получает чистый листок материала для учащихся, граффити по законам Ньютона. Опираясь на предыдущие дискуссии о силе изображений, мы обсуждаем, как могут выглядеть «граффити-заметки» и какие типы информации следует включать.Важно показать пример, пример учителя граффити по законам Ньютона, чтобы они могли визуализировать, как их заметки могут развиваться.
Как только учащиеся поймут концепцию граффити-заметок (всплеск слов и картинок на странице, используя цвета и символы для создания запоминающихся визуальных дисплеев), учащиеся активируют (или накапливают) фоновые знания, просматривая видео сэра Исаака Ньютона BrainPop. Видео знакомит с законами движения Ньютона. Это хорошая отправная точка для дискуссии о природе концепции науки: научные модели, законы, механизмы и теории объясняют природные явления.Чтобы получить краткое объяснение научных теорий, гипотез и законов, щелкните здесь.
Используя презентацию граффити по законам Ньютона, студенты начинают процесс исследования. Для каждого закона студенты следуют этой схеме (слайды 2–4):
1) Используйте ресурсы, чтобы найти описание 1-го, 2-го или 3-го закона Ньютона.
2) Обзор закона с использованием законов движения Ньютона. Интерактивное представление.
3) Демонстрация закона с использованием: Предсказывать – Наблюдать – Объяснять Протокол.
4) Обсуждение и разъяснение закона.
Для получения дополнительной информации о стратегии «Прогнозирование – Наблюдение – Объяснение» для демонстраций посетите раздел «Предсказание – Наблюдение – Объяснение: Протокол для демонстраций». После того, как мы завершим этот цикл для каждого закона, студенты тратят время на улучшение своих граффити-заметок, используя следующие критерии (слайд 5) и добавляя художественные компоненты:
– Разъяснение закона
– Примеры из реальной жизни
– Схемы
– Прогнозировать – Наблюдать – Объяснить запись для каждого закона
– Любые другие важные факты
Примечание учителя: Хотя живые демонстрации очень увлекательны, если время или материалы не позволяют, для использования доступны следующие видео:
Демонстрация первого закона движения Ньютона:
2-й закон движения Ньютона Демонстрация:
Демонстрация 3-го закона движения Ньютона:
7.7 Закон инерции Ньютона против утверждения Галилея о горизонтальном движении
Универсальные законы физики, физических наук
Цель
В конце урока вы сможете объяснить тонкое различие между 1-м законом движения Ньютона (или Закон инерции) и утверждение Галилея о том, что сила не обязательна для поддержания горизонтального движения.
На предыдущем уроке вы изучили законы движения Ньютона, которые обеспечили основу для понимания того, как связаны силы и движение.
До того, как Исаак Ньютон придумал свои законы движения, многие ученые заложили основу для изучения силы и движения. Одним из этих ученых был Галилео Галилей.
Кем был Галилео Галилей? Каков его вклад в концепцию инерции?
Галилео Галилей был итальянским ученым, первым объяснившим концепцию инерции. Он заметил, что когда мяч катится по наклонной плоскости, его скорость увеличивается; и когда он катится вверх, его скорость уменьшается.Это изменение скорости произошло из-за силы тяжести.
Когда мяч катился по наклонной плоскости, его тянуло силой тяжести, поэтому его скорость увеличивалась. Обратное произошло, когда мяч покатился по наклонной плоскости. Затем он спросил себя, что бы произошло с мячом, если бы он катился по горизонтальной плоскости, например, по полу.
Мяч, катящийся по полу, не движется под действием силы тяжести или против нее, что же произойдет с его скоростью?
Галилей считал, что мяч, катящийся по полу, будет продолжать двигаться с постоянной скоростью, если будет устранено трение между полом и мячом.
Галилей проверил свою теорию в эксперименте с двумя наклонными плоскостями.
Когда мяч перекатывается из одной наклонной плоскости в другую, он почти достигает высоты, с которой он был выпущен, как показано на рисунке A. Если крутизна второй наклонной плоскости уменьшится, мяч все равно достигнет той же высоты. из того места, где он был выпущен, как показано на рисунке B. Наконец, он затем удалил вторую наклонную плоскость и наблюдал за мячом, как показано на рисунке C. Он наблюдал за мячом и сделал вывод: мяч будет продолжать двигаться по прямой линии. с постоянной скоростью.
Галилей утверждал, что если бы трение отсутствовало, мяч продолжал бы двигаться с постоянной скоростью. Он будет продолжать свое состояние движения, если толчок или притяжение не заставят его изменить это состояние. Галилей назвал эту тенденцию материалов сопротивляться изменению своего состояния движения инерцией.
Его утверждение послужило источником вдохновения для первого закона движения Ньютона. Оба они подразумевали, что сила не нужна, чтобы поддерживать движение объекта, а инерция объекта не позволит ему изменить свое состояние движения.
Есть ли разница между утверждением Галилея и первым законом движения Ньютона?
Есть небольшая разница. Разница заключается в концепции силы. Галилей знал о трении, но не знал о концепции силы. Он использовал термин «толкать и тянуть» для обозначения сил. Именно сэр Исаак Ньютон определил понятие силы и ее отношение к движению.
Как вы думаете?
Поскольку в космосе нет гравитации, будет ли легче поднять мешок с рисом в космосе, чем здесь, на Земле? Что говорит нам об этом закон инерции и утверждение Галилея?
Ключевые моменты
- Концепция инерции возникла в результате исследований движения Галилеем.
- Инерция относится к тенденции любого материала изменять свое состояние движения.
- Галилей утверждал, что если катящийся шар «оставить в покое», он продолжит двигаться с постоянной скоростью.
- Единственное различие между утверждением Галилея и первым законом движения Ньютона – это концепция силы.
- Галилей еще не знал концепции силы, и именно Ньютон окончательно объяснил природу сил.
7.7 Контрольный вопрос
1.Какое свойство материи имеет тенденцию сопротивляться изменению состояния движения объекта?
- A. масса
- B. объем
- C. инерция
- D. сила
2. Кто был ученый, который первым объяснил концепцию инерции?
- А. Галилео Галилей
- Б. Сэр Исаак Ньютон
- К. Николас Коперник
- Д. Аристотель
Когда мяч катится по полу, он в конце концов останавливается.
3. Какая сила заставляет мяч останавливаться?
- А.вес
- B. инерция
- C. сила тяжести
- D. трение
4. Что из следующего является утверждением Галилея о горизонтальном движении?
- A. Для начала движения объекта не требуется никаких усилий.
- B. Никакой силы не требуется для уменьшения или увеличения движения объекта.
- C. Когда объект остается один, он продолжает двигаться с постоянной скоростью.
- D. Инерция объекта заставляет объект двигаться с постоянной скоростью.
5. В эксперименте Галилея, какая сила, помимо трения, влияет на движение шара при перекатывании вверх и вниз по наклонным плоскостям?
- A. сила тяжести
- B. вес
- C. трение
- D. инерция
6. Какое из следующих утверждений верно относительно работы Галилея по горизонтальному движению?
- A. Когда мяч катится по склону, его скорость увеличивается из-за трения.
- B. При отсутствии трения объект перестанет двигаться.
- C. Когда объект движется под действием силы тяжести, его скорость увеличивается.
- D. Когда объект движется против силы тяжести, его скорость увеличивается.
7. В чем разница между утверждением Галилея о горизонтальном движении и 1-м законом движения Ньютона?
- A. Инерция Ньютона основана на массе, а инерция Галилея основана на массе.
- Б. Первый закон Ньютона подчеркивает, что сила необходима, чтобы удерживать движение объекта.
- С.Галилей не использовал понятие силы в своих утверждениях, а использовал только «толкать или тянуть».
- Д. Галилей утверждал, что сила необходима, чтобы удерживать движение объекта.
Шар катится по столу и медленно останавливается.
8. Как Галилей объяснил бы это явление?
- A. Когда мяч катится по столу, он движется против силы тяжести.
- B. Мяч останавливается, потому что никакая сила не поддерживает его движение.
- С.Трение между мячом и столом останавливает движение мяча.
- D. Инерция мяча не дает ему двигаться, в конечном итоге останавливая его движение.
Шарик катится вправо по поверхности без трения.
9. Если мяч толкнуть вправо, что произойдет с его движением?
- A. Мяч уменьшит свою скорость.
- B. Мяч увеличит свою скорость.
- C. Мяч изменит направление движения без изменения скорости.
- D. Его движение останется постоянным.
10. Все приведенные ниже утверждения аналогичны утверждению Галилея о горизонтальном движении и 1-му закону движения Ньютона, за исключением ____.
- A. Инерция – это свойство объекта, которое не дает ему изменить состояние движения.
- B. Все объекты обладают инерцией, которая имеет тенденцию увеличивать или уменьшать их скорость.
- C. Никакая сила не требуется, чтобы удерживать объект, движущийся по прямой линии с постоянной скоростью.
- D. Для изменения состояния движения объекта требуется сила.
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 8 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 11 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 12 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 13 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 14 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 17 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 18 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 19 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 20 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 21 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 22 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 23 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 24 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 25 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 26 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 27 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 28 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 29 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 30 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 31 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 32 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 33 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 34 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 35 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 36 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 37 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 38 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 39 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 40 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 41 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 42 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 43 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 44 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 45 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 46 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 47 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 48 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 49 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 50 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 51 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 52 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 53 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 54 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 55 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 56 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Type / Page >> эндобдж 57 0 объект > эндобдж 58 0 объект > эндобдж 59 0 объект > эндобдж 60 0 объект > транслировать x ڽ ZK6WÐ “E | 6” ^! AӭV-ͶԞLZpz
_U_} ERnVz? / zeVFVyZz_jʆbuG5JO / a2es “U” ߾3 WAp2Ʃ “- @ VPV6m ^ vdW ^ yr’_ui | B`: DW] [eUwH> j] ErG + &: TE`rzWmi vd + $ | I @ I + qw`r / J5 {) lhD [= G_ ~ 8a8 и> G
3 (\ oj ~ s8 YRv \ UH7Q ~ 8 OPE.