Конспект урока для 9-го класса по теме "ИСО. НИСО. Первый закон Ньютона"

Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона

9 класс

Учитель физики: Лиманова Яна Игоревна

Задачи:

Образовательные:

1.    Сформулировать понятие об инерциальной системе отсчёта, раскрыть её преимущества при описании механического движения;

2.    Ввести понятия о взаимодействии тел и свободном теле;

3.    Добиться усвоения учащимися формулировки 1-го закона Ньютона;

4.    Продолжить формирование знаний о природе, явлениях и законах в единой системе;

5.    Повторить физическое содержание явления инерции;

6.    Ознакомить учащихся с применением 1-го закона Ньютона.

Воспитательные:

1.    Продолжить воспитание отношения к физике, как к интересной и необходимой науке;

2.    Воспитывать в ребятах уважение и доброжелательность друг к другу, умение слушать ответ товарища;

3.    Формировать у учащихся аккуратность, при работе с записями в тетради.

Развивающие:

1.    Продолжить формирование умения высказывать умозаключения;

2.    Развитие самостоятельности в суждениях;

3.    Развитие логического мышления; развивать умение ставить мысленный эксперимент; развивать у учеников память, внимание; формировать умение решать качественные задачи.

Оборудование:

·         мультимедийный проектор;

·         штатив, тело на нити.

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку. Сообщение цели урока.

2. Повторение

Учитель:

До сих пор мы говорили о законах кинематики, которые помогают нам рассчитать, где находится изучаемое тело, с какой скоростью и по какой траектории оно движется.

Как известно, кинематика отвечает на вопросы «Что? Где? Когда? и Как?».

Например, рассмотрим, с точки зрения кинематики, строки из поэмы А.С. Пушкина «Руслан и Людмила» и попытаемся ответить на главные вопросы кинематики:

У лукоморья дуб зеленый,

Златая цепь на дубе том:

И днем, и ночью кот ученый

Всё ходит по цепи кругом…

И так, что или какое тело движется?

— Кот-ученый.

Где тело находится?

— На цепи.

Когда движется?

— И днем и ночью.

Как движется?

— По цепи кругом.

Но кинематика не отвечает нам на еще один главный вопрос — «Почему?» (Почему тело движется? По какой причине?)

Раздел механики, в котором рассматривают причины изменения характера движения тел, называется динамикой.

Запишем тему урока: «Динамика. Первый закон Ньютона»

Давайте посмотрим на картинку и представим ситуацию. Молодой человек едет в электричке, при этом «залипает» в телефон. Электричка резко тормозит. Что происходит?

((Молодой человек резко наклоняется вперед, телефон выпадает из его рук))

Давайте сыграем в игру. Представим, что мы с вами находимся на месте этого молодого человека, в электричке.

Что будет, если электричка начнет разгоняться?

А если повернет направо? Налево?

Если плавно начнет увеличивать свою скорость?

Верно! А почему так происходит? Электричка поворачивает направо, а мы отклоняемся в левую сторону?

((Инерция))

Верно! Все дело в инерции.

Инерция – свойство тела оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий, а также препятствовать изменению своей скорости (как по модулю, так и по направлению) при наличии внешних сил.

Запишем понятие инерции в тетрадь.

Давайте обратимся к опыту:

На столе лежит книга. Чтобы сдвинуть ее, необходимо приложить усилие, например, толкнуть рукой.

Книга не одинока в этом мире, её окружают другие тела, они в различной мере действуют на неё. Почему же она покоится?

Только два тела, из всех её окружающих, оказывают на неё заметное действие – это стол и Земля. Действия их противоположны и равны. Говорят, что Земля и стол компенсируют друг друга (уравновешивают).

Другой пример.

Возьмем карандаш в руки и разожмем пальцы: он упадет на пол.

Какое тело подействовало на карандаш? (Земля).

Этот пример говорит нам о том, что изменение скорости тела всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо других тел.

Если на тело не действуют другие тела или действуют, но силы скомпенсированы (как с книгой на столе), то скорость тела никогда не меняется, т.е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.

Этот факт совсем не является само собой разумеющимся.

Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков, все были убеждены: для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) действовало на него.

В действительности же свободное тело, т.е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, может сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое. Только действие со стороны других тел способно изменить его скорость (Космонавт в космосе).

Если бы не было трения, то автомобиль при выключенном двигателе сохранял бы свою скорость постоянной.

НО. Оказалось, что закон инерции выполняется не во всех системах отсчета. 

·         В СО, связанной с землей, закон инерции выполняется.

·         В СО, связанной с тележкой, тормозящей относительно земли, закон инерции не выполняется.

Ньютон дополнил закон инерции.

Первый закон Ньютона:

Существуют такие СО, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.

Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона называют инерциальными.

Инерциальная система отсчета — это система отсчета, относительно которой тело при компенсации внешних воздействий движется прямолинейно и равномерно.

Системы же отсчета, которые движутся с ускорением относительно инерциальных называют неинерциальными.

Если найдена одна инерциальная система отсчета, то любая система отсчета, движущаяся относительно этой системы равномерно и прямолинейно, является инерциальной.

Закрепление

1.      На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит легкоподвижный игрушечный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без всякого внешнего воздействия покатился вперед, сохраняя свою скорость относительно земли.

Выполняется ли закон инерции:

a)      СО, связанной с землей;

b)      СО, связанной с поездом, во время его прямолинейного равномерного движения? Во время торможения?

2. Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается. (В СО, связанной с Землей – выполняется, в СО, связанной с вагоном – нет).
3. Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по льду?
4. Если схватить Петю и резко встряхнуть – из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки, кусочки свинца и сорок четыре рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления? (Инерция).
5. Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно? (Никаким).

6.    С железнодорожным составом связана система отсчета. В каких случаях она будет инерциальной: а) поезд стоит на станции; б) поезд отходит от станции; в) поезд подходит к станции; г) движется равномерно на прямолинейном участке пути дороги?

Итог урока

1.    Что нового вы узнали на уроке?

2.    Сформулируйте I закон Ньютона?

3.    …….

Домашнее задание: 

На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит легкоподвижный игрушечный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без всякого внешнего воздействия покатился вперед, сохраняя свою скорость относительно земли.

Выполняется ли закон инерции:

c)      СО, связанной с землей;

d)      СО, связанной с поездом, во время его прямолинейного равномерного движения? Во время торможения?

Яблоко, лежащее на столике равномерно движущегося поезда, скатывается при резком торможении поезда. Укажите системы отсчета, в которых первый закон Ньютона: а) выполняется; б) нарушается.

Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по льду?

Если схватить Петю и резко встряхнуть – из карманов у него вылетят гвозди, ножик, рогатка, камешки, пробки, кусочки свинца и сорок четыре рубля мелочью. В чем причина такого удивительного явления? (Инерция).

Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется ли корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно? (Никаким).

С железнодорожным составом связана система отсчета. В каких случаях она будет инерциальной: а) поезд стоит на станции; б) поезд отходит от станции; в) поезд подходит к станции; г) движется равномерно на прямолинейном участке пути дороги?