Αδράνεια και η πρώτη παρουσίαση του νόμου του Νεύτωνα. Παρουσίαση με θέμα «Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα». Καθορισμός του στόχου του μαθήματος

• Ποιο είναι το κύριο καθήκον της μηχανικής;

Κύριος μια εργασία Μηχανική- προσδιορίστε τη θέση (συντεταγμένες) ενός κινούμενου σώματος ανά πάσα στιγμή.

• Γιατί εισάγεται η έννοια του υλικού σημείου;

Για να μην περιγράψουμε την κίνηση κάθε σημείου ενός κινούμενου σώματος.

Ένα σώμα του οποίου οι διαστάσεις μπορούν να παραμεληθούν υπό δεδομένες συνθήκες ονομάζεται υλικό σημείο.

• Πότε μπορεί ένα σώμα να θεωρηθεί υλικό σημείο; Δώσε ένα παράδειγμα.

Τι είναι ένα σύστημα αναφοράς;

Το σώμα αναφοράς, το σύστημα συντεταγμένων που σχετίζεται με αυτό και το ρολόι για τη μέτρηση του χρόνου κίνησης είναι μορφή σύστημα αναφοράς .

z

στο

Χ

στο

Χ

Χ

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ

Κινηματική (ελληνικά "κινήματα" - κίνηση) -Αυτός είναι ένας κλάδος της φυσικής που εξετάζει διάφορους τύπους κίνησης σωμάτων χωρίς να λαμβάνει υπόψη την επίδραση των δυνάμεων που δρουν σε αυτά τα σώματα.

Η κινηματική απαντά στην ερώτηση:

"Πώς να περιγράψεις την κίνηση του σώματος;"

Το βασικό ερώτημα είναι γιατί;

Δυναμική -κλάδος της μηχανικής στον οποίο μελετώνται διάφορα είδη μηχανικών κινήσεων, λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση των σωμάτων μεταξύ τους.

Η δομή της δυναμικής.

Μια αλλαγή στην ταχύτητα ενός σώματος προκαλείται πάντα από την πρόσκρουση σε αυτό το σώμα οποιωνδήποτε άλλων σωμάτων. Εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα στο σώμα, τότε η ταχύτητα του σώματος δεν αλλάζει ποτέ.

Αριστοτέλης:

για να διατηρείται σταθερή η ταχύτητα του σώματος, είναι απαραίτητο κάτι (ή κάποιος) να ενεργεί πάνω του.

Η ανάπαυση σε σχέση με τη Γη είναι η φυσική κατάσταση του σώματος, που δεν απαιτεί ειδική αιτία.

Αριστοτέλης

Φαίνομαι λογικές δηλώσεις:

Ποιος πιέζει;

Ας ρίξουμε μια ματιά στις διαδικασίες

Είναι η δύναμη που αλλάζει την ταχύτητα του σώματος

Εάν η δύναμη είναι μικρότερη, τότε η ταχύτητα αλλάζει ...

Αν δεν υπάρχει ρεύμα, τότε...

Η δύναμη δεν δεσμεύεται με ταχύτητα , και με αλλαγή ταχύτητας

Με βάση πειραματικές μελέτες για την κίνηση των σφαιρών σε κεκλιμένο επίπεδο

Η ταχύτητα οποιουδήποτε σώματος αλλάζει μόνο ως αποτέλεσμα αυτού αλληλεπιδράσειςμε άλλα σώματα.

Galileo Galilei

Γ. Γαλιλαίος:

ελεύθερο σώμα, δηλ. ένα σώμα που δεν αλληλεπιδρά με άλλα σώματα μπορεί να διατηρήσει σταθερή την ταχύτητά του για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα ή να είναι σε ηρεμία.

Φαινόμενοδιατήρηση της ταχύτητας του σώματος απουσία άλλων σωμάτων που ενεργούν πάνω του ονομάζεται αδράνεια .

Ισαάκ Νιούτον

Νεύτο:

έδωσε μια αυστηρή διατύπωση του νόμου της αδράνειας και τον συμπεριέλαβε στους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής ως τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα.

(1687 «Οι μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας»)

• Σύμφωνα με το βιβλίο: I. Newton. Μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας. ανά. από λατ. A. N. Krylova. Μόσχα: Nauka, 1989.

• Κάθε σώμα συνεχίζει να κρατιέται σε κατάσταση ηρεμίας, ή ομοιόμορφης και ευθύγραμμης κίνησης, έως ότου και στο βαθμό που εξαναγκαστεί από τις ασκούμενες δυνάμεις να αλλάξει αυτή την κατάσταση.

Ο Νεύτωνας στο έργο του βασίστηκε στην ύπαρξη απόλυτο σταθερό πλαίσιο αναφοράς, δηλαδή απόλυτος χώρος και χρόνος, και αυτή η αναπαράσταση η σύγχρονη φυσική απορρίπτει .

Μη συμμόρφωση με το νόμο της αδράνειας

Υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς στα οποία πληρούται ο νόμος της αδράνειας δεν θα

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα:

Υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς σε σχέση με τα οποία τα σώματα διατηρούν την ταχύτητά τους αμετάβλητη εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα πάνω τους. ή αποζημιώνεται η δράση άλλων φορέων .

Τέτοια πλαίσια αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά.

Το αποτέλεσμα είναι μηδέν

Το αποτέλεσμα είναι μηδέν

αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς(ISO) - ένα πλαίσιο αναφοράς στο οποίο ισχύει ο νόμος της αδράνειας.

Ο νόμος του Νεύτωνα ισχύει μόνο για ISO

Μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς- ένα αυθαίρετο σύστημα αναφοράς που δεν είναι αδρανειακό.

Παραδείγματα μη αδρανειακών πλαισίων αναφοράς: ένα πλαίσιο που κινείται σε ευθεία γραμμή με σταθερή επιτάχυνση, καθώς και ένα περιστρεφόμενο πλαίσιο.

Ερωτήσεις για ενοποίηση:

• Τι είναι το φαινόμενο της αδράνειας;

2. Ποιος είναι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα;

3. Κάτω από ποιες συνθήκες μπορεί ένα σώμα να κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα;

4. Ποια συστήματα αναφοράς χρησιμοποιούνται στη μηχανική;

1. Οι κωπηλάτες που προσπαθούν να κάνουν το σκάφος να κινηθεί αντίθετα στο ρεύμα δεν μπορούν να το χειριστούν και το σκάφος παραμένει σε ηρεμία σε σχέση με την ακτή. Η δράση ποιων φορέων αποζημιώνεται σε αυτή την περίπτωση;

2. Ένα μήλο ξαπλωμένο σε ένα τραπέζι ενός τρένου που κινείται ομοιόμορφα κυλά όταν το τρένο φρενάρει απότομα. Προσδιορίστε συστήματα αναφοράς στα οποία ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα: α) πληρούται. β) παραβιάζεται.

3. Τι είδους εμπειρία μέσα στην κλειστή καμπίνα του πλοίου μπορεί να καθορίσει εάν το πλοίο κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα ή είναι ακίνητο;

Εργασία για το σπίτι

Όλοι: §10, άσκηση 10.

Για όσους επιθυμούν:

προετοιμασία μηνυμάτων για τα θέματα:

• "Αντικα Μηχανική"
• "Μηχανική της Αναγέννησης"
• «Ι. Νεύτωνας».

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ:

Βάρος; δύναμη; ISO.

ΔΥΝΑΜΙΚΗ

Δυναμική. Τι σπουδάζει;

Περιγραφή σημαίνει

ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ:

• Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα είναι ένα αξίωμα για την ύπαρξη ISO.

• ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα -

• Τρίτος νόμος του Νεύτωνα -

λόγοςαλλαγή ταχύτητας (αιτία επιτάχυνσης)

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ

ΝΟΜΟΙ ΓΙΑ ΔΥΝΑΜΕΙΣ:

βαρύτητα -

ελαστικότητα -

ΒΑΣΙΚΟ (αντίστροφο) πρόβλημα της μηχανικής: θέσπιση νόμων για δυνάμεις

ΒΑΣΙΚΟ (άμεσο) έργο της μηχανικής: προσδιορισμός της μηχανικής κατάστασης σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή.

Παρουσίαση

σχετικά με το θέμα:

οι νόμοι του Νεύτωνα

οι νόμοι του Νεύτωνα

τρεις νόμοι που αποτελούν τη βάση της κλασικής μηχανικής και επιτρέπουν τη συγγραφή των εξισώσεων κίνησης για οποιοδήποτε μηχανικό σύστημα, εάν είναι γνωστές οι αλληλεπιδράσεις δυνάμεων για τα σώματα που το αποτελούν.

οι νόμοι του Νεύτωνα- ανάλογα με τη γωνία με την οποία τα κοιτάτε - αντιπροσωπεύουν είτε το τέλος της αρχής είτε την αρχή του τέλους της κλασικής μηχανικής.

Σε κάθε περίπτωση, αυτό είναι ένα σημείο καμπής στην ιστορία της φυσικής επιστήμης - μια λαμπρή συλλογή όλης της γνώσης που συσσωρεύτηκε από εκείνη την ιστορική στιγμή σχετικά με την κίνηση των φυσικών σωμάτων στο πλαίσιο της φυσικής θεωρίας, η οποία σήμερα ονομάζεται κλασική μηχανική.

Μπορεί να ειπωθεί ότι η ιστορία της σύγχρονης φυσικής και των φυσικών επιστημών γενικότερα ξεκίνησε από τους νόμους της κίνησης του Νεύτωνα.

Οι στοχαστές και οι μαθηματικοί προσπαθούν εδώ και αιώνες να αντλήσουν τύπους για την περιγραφή των νόμων κίνησης των υλικών σωμάτων.

Ποτέ δεν πέρασαν από το μυαλό των αρχαίων φιλοσόφων ότι τα ουράνια σώματα μπορούσαν να κινούνται σε τροχιές διαφορετικές από τις κυκλικές. στην καλύτερη περίπτωση, προέκυψε η ιδέα ότι οι πλανήτες και τα αστέρια περιστρέφονται γύρω από τη Γη σε ομόκεντρες (δηλαδή, φωλιασμένες μεταξύ τους) σφαιρικές τροχιές.

Γιατί; Ναι, γιατί από την εποχή των αρχαίων στοχαστών της αρχαίας Ελλάδας, ποτέ δεν πέρασε από το μυαλό σε κανέναν ότι οι πλανήτες μπορούν να αποκλίνουν από την τελειότητα, η ενσάρκωση της οποίας είναι ένας αυστηρός γεωμετρικός κύκλος.

Χρειάστηκε η ιδιοφυΐα του Johannes Kepler για να εξετάσει ειλικρινά αυτό το πρόβλημα από μια διαφορετική οπτική γωνία, να αναλύσει τα δεδομένα πραγματικών παρατηρήσεων και να συμπεράνει από αυτά ότι στην πραγματικότητα οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές.

Φανταστείτε κάτι σαν ένα σφυρί στίβου - μια μπάλα στην άκρη μιας χορδής που την περιστρέφετε γύρω από το κεφάλι σας.

Ο πυρήνας σε αυτή την περίπτωση δεν κινείται σε ευθεία γραμμή, αλλά σε κύκλο - που σημαίνει, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, κάτι τον συγκρατεί. αυτό το «κάτι» είναι η κεντρομόλος δύναμη που εφαρμόζετε στον πυρήνα, περιστρέφοντάς τον. Στην πραγματικότητα, μπορείτε να το νιώσετε εσείς - η λαβή ενός αθλητικού σφυριού πιέζει αισθητά τις παλάμες σας.

Εάν ανοίξετε το χέρι σας και αφήσετε το σφυρί, αυτό - ελλείψει εξωτερικών δυνάμεων - θα ξεκινήσει αμέσως σε ευθεία γραμμή.

Θα ήταν πιο ακριβές να πούμε ότι έτσι θα συμπεριφερθεί το σφυρί σε ιδανικές συνθήκες (για παράδειγμα, στο διάστημα), αφού υπό την επίδραση της δύναμης της βαρυτικής έλξης της Γης, θα πετάξει αυστηρά σε ευθεία γραμμή μόνο στο τη στιγμή που θα το απελευθερώσετε και στο μέλλον η διαδρομή πτήσης θα αποκλίνει περισσότερο προς την επιφάνεια της γης.

Εάν προσπαθήσετε να απελευθερώσετε πραγματικά το σφυρί, αποδεικνύεται ότι το σφυρί που απελευθερώνεται από την κυκλική τροχιά θα ξεκινήσει αυστηρά σε ευθεία γραμμή, η οποία είναι εφαπτομένη (κάθετη στην ακτίνα του κύκλου κατά μήκος του οποίου περιστρέφεται) με γραμμική ταχύτητα ίση με την ταχύτητα της κυκλοφορίας του κατά μήκος της «τροχίας».

Τώρα ας αντικαταστήσουμε τον πυρήνα του σφυριού στίβου με έναν πλανήτη, το σφυρί με τον Ήλιο και τη χορδή με τη δύναμη της βαρυτικής έλξης:

Εδώ είναι το Νευτώνειο μοντέλο του ηλιακού συστήματος.

Μια τέτοια ανάλυση του τι συμβαίνει όταν ένα σώμα περιστρέφεται γύρω από ένα άλλο σε μια κυκλική τροχιά με την πρώτη ματιά φαίνεται να είναι κάτι αυτονόητο, αλλά μην ξεχνάτε ότι απορρόφησε μια σειρά από συμπεράσματα των καλύτερων εκπροσώπων της επιστημονικής σκέψης της προηγούμενης γενιάς ( αρκεί να θυμηθούμε τον Galileo Galilei). Το πρόβλημα εδώ είναι ότι όταν κινείται κατά μήκος μιας ακίνητης κυκλικής τροχιάς, ένα ουράνιο (και οποιοδήποτε άλλο) σώμα φαίνεται πολύ γαλήνιο και φαίνεται να βρίσκεται σε μια κατάσταση σταθερής δυναμικής και κινηματικής ισορροπίας. Ωστόσο, αν το κοιτάξετε, διατηρείται μόνο η μονάδα (απόλυτη τιμή) της γραμμικής ταχύτητας ενός τέτοιου σώματος, ενώ η κατεύθυνσή του αλλάζει συνεχώς υπό την επίδραση της δύναμης της βαρυτικής έλξης. Αυτό σημαίνει ότι το ουράνιο σώμα κινείται με ομοιόμορφη επιτάχυνση. Παρεμπιπτόντως, ο ίδιος ο Νεύτων ονόμασε την επιτάχυνση «μια αλλαγή στην κίνηση».

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα παίζει επίσης έναν άλλο σημαντικό ρόλο από την άποψη της επιστημονικής μας στάσης απέναντι στη φύση του υλικού κόσμου.

Μας λέει ότι οποιαδήποτε αλλαγή στη φύση της κίνησης του σώματος υποδηλώνει την παρουσία εξωτερικών δυνάμεων που δρουν σε αυτό.

Σχετικά μιλώντας, αν παρατηρήσουμε ρινίσματα σιδήρου, για παράδειγμα, να πηδούν και να κολλάνε σε έναν μαγνήτη ή, βγάζοντας ρούχα από το στεγνωτήριο ενός πλυντηρίου, ανακαλύψουμε ότι τα πράγματα έχουν κολλήσει μεταξύ τους και στεγνώνουν το ένα με το άλλο, μπορούμε να νιώσουμε ήρεμοι και αυτοπεποίθηση: αυτά τα φαινόμενα έχουν γίνει συνέπεια της δράσης των φυσικών δυνάμεων (στα παραδείγματα που δίνονται, αυτές είναι οι δυνάμεις μαγνητικής και ηλεκτροστατικής έλξης, αντίστοιχα).

Εάν ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα μας βοηθά να προσδιορίσουμε εάν ένα σώμα βρίσκεται υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, τότε ο δεύτερος νόμος περιγράφει τι συμβαίνει σε ένα φυσικό σώμα υπό την επιρροή τους.

Όσο μεγαλύτερο είναι το άθροισμα των εξωτερικών δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα, λέει αυτός ο νόμος, τόσο μεγαλύτερη η επιτάχυνση αποκτά το σώμα. Αυτή τη φορά. Ταυτόχρονα, όσο πιο μαζικό είναι το σώμα, στο οποίο εφαρμόζεται ίσο άθροισμα εξωτερικών δυνάμεων, τόσο λιγότερη επιτάχυνση αποκτά. Αυτό είναι δύο. Διαισθητικά, αυτά τα δύο γεγονότα φαίνονται αυτονόητα και σε μαθηματική μορφή γράφονται ως εξής: F=ma

όπου φά - δύναμη, Μ - βάρος, ένα - επιτάχυνση.

Αυτή είναι ίσως η πιο χρήσιμη και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη για εφαρμοσμένους σκοπούς από όλες τις φυσικές εξισώσεις.

Αρκεί να γνωρίζουμε το μέγεθος και την κατεύθυνση όλων των δυνάμεων που δρουν σε ένα μηχανικό σύστημα και τη μάζα των υλικών σωμάτων από τα οποία αποτελείται, και είναι δυνατόν να υπολογίσουμε τη συμπεριφορά του έγκαιρα με εξαντλητική ακρίβεια.

Είναι ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα που δίνει σε όλη την κλασική μηχανική την ιδιαίτερη γοητεία της - αρχίζει να φαίνεται σαν ολόκληρος ο φυσικός κόσμος να είναι διατεταγμένος σαν το πιο ακριβές χρονοόμετρο, και τίποτα σε αυτόν δεν ξεφεύγει από το βλέμμα ενός περίεργου παρατηρητή.

Δώσε μου τις χωρικές συντεταγμένες και τις ταχύτητες όλων των υλικών σημείων στο Σύμπαν, σαν να μας λέει ο Νεύτωνας, δείξε μου την κατεύθυνση και την ένταση όλων των δυνάμεων που δρουν σε αυτό και θα σου προβλέψω οποιαδήποτε μελλοντική του κατάσταση. Και μια τέτοια άποψη για τη φύση των πραγμάτων στο Σύμπαν υπήρχε μέχρι την εμφάνιση της κβαντικής μηχανικής.

Για αυτόν τον νόμο, πιθανότατα, ο Νεύτωνας κέρδισε την τιμή και τον σεβασμό όχι μόνο από φυσικούς επιστήμονες, αλλά και από επιστήμονες ανθρωπιστικών επιστημών και απλώς από το ευρύ κοινό.

Τους αρέσει να τον αναφέρουν (για δουλειά και χωρίς δουλειά), κάνοντας τους ευρύτερους παραλληλισμούς με ό,τι αναγκαζόμαστε να παρατηρούμε στην καθημερινότητά μας, και τραβούν σχεδόν από τα αυτιά για να τεκμηριώσουν τις πιο αμφιλεγόμενες διατάξεις κατά τη διάρκεια των συζητήσεων για οποιοδήποτε θέμα, ξεκινώντας από τις διαπροσωπικές και τελειώνοντας με τις διεθνείς σχέσεις και την παγκόσμια πολιτική.

Ο Νεύτων, ωστόσο, επένδυσε στον τρίτο νόμο του που ονομάστηκε αργότερα ένα πολύ συγκεκριμένο φυσικό νόημα και δεν το αντιλήφθηκε με οποιαδήποτε άλλη ιδιότητα παρά μόνο ως ένα ακριβές μέσο για να περιγράψει τη φύση των αλληλεπιδράσεων δυνάμεων.

Εδώ είναι σημαντικό να κατανοήσουμε και να θυμάστε ότι ο Νεύτωνας μιλά για δύο δυνάμεις εντελώς διαφορετικής φύσης και κάθε δύναμη δρα στο «δικό της» αντικείμενο.

Όταν ένα μήλο πέφτει από ένα δέντρο, είναι η Γη που ασκεί τη βαρυτική του έλξη στο μήλο (με αποτέλεσμα το μήλο να ορμάει στην επιφάνεια της Γης με ομοιόμορφη επιτάχυνση), αλλά ταυτόχρονα το μήλο έλκει και τη Γη σε τον εαυτό του με την ίδια δύναμη.

Και το ότι μας φαίνεται ότι είναι το μήλο που πέφτει στη Γη, και όχι το αντίστροφο, είναι ήδη συνέπεια του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα. Η μάζα ενός μήλου σε σύγκριση με τη μάζα της Γης είναι χαμηλή σε σημείο ασύγκριτου, επομένως είναι ακριβώς η επιτάχυνσή του που είναι αισθητή στα μάτια του παρατηρητή. Η μάζα της Γης, σε σύγκριση με τη μάζα ενός μήλου, είναι τεράστια, επομένως η επιτάχυνσή της είναι σχεδόν ανεπαίσθητη. (Σε περίπτωση πτώσης ενός μήλου, το κέντρο της Γης μετατοπίζεται προς τα πάνω σε απόσταση μικρότερη από την ακτίνα του ατομικού πυρήνα.)

Συνολικά, οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα έδωσαν στους φυσικούς τα εργαλεία που χρειάζονται για να ξεκινήσουν μια ολοκληρωμένη παρατήρηση όλων των φαινομένων που συμβαίνουν στο σύμπαν μας.

Και παρά την τεράστια πρόοδο της επιστήμης από τον Νεύτωνα, για να σχεδιάσετε ένα νέο αυτοκίνητο ή να στείλετε ένα διαστημόπλοιο στον Δία, εξακολουθείτε να χρησιμοποιείτε τους τρεις νόμους του Νεύτωνα.

Αδρανειακά πλαίσια αναφοράς Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα

Συντάχθηκε από: Klimutina N.Yu.

Δάσκαλος του MKOU "Pervomaiskaya δευτεροβάθμιο σχολείο" της περιοχής Yasnogorsk της περιοχής Τούλα

Εάν δεν ασκούνται δυνάμεις στο σώμα, τότε ένα τέτοιο σώμα ΠΑΝΤΑ θα είναι σε ηρεμία

Αριστοτέλης

384 - 322 π.Χ

Το ίδιο το σώμα μπορεί να κινηθεί για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα με σταθερή ταχύτητα. Η επίδραση άλλων σωμάτων οδηγεί στην αλλαγή του (αύξηση, μείωση ή κατεύθυνση)

ΝΟΜΟΣ ΑΔΕΡΕΙΑΣ

Εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα στο σώμα, η ταχύτητα του σώματος δεν αλλάζει.

Galileo Galilei

1564 - 1642

Γεωκεντρικό πλαίσιο αναφοράς

από ελληνικές λέξεις

"ge" - "γη" "κέντρο" - "κέντρο"

Τα πλαίσια αναφοράς στα οποία ικανοποιείται ο νόμος της αδράνειας ονομάζονται ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΗ

Ηλιοκεντρικό πλαίσιο αναφοράς

από ελληνικές λέξεις

"ήλιος" - "ήλιος" "κέντρο" - "κέντρο"

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα

Οποιοδήποτε σώμα συνεχίζει να διατηρείται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης ευθύγραμμης κίνησης, έως ότου και στο βαθμό που εξαναγκαστεί από τις ασκούμενες δυνάμεις να αλλάξει αυτή την κατάσταση

Υπάρχουν τέτοια συστήματα αναφοράς, που ονομάζονται αδρανειακά, σε σχέση με τα οποία το σώμα διατηρεί την ταχύτητά του αμετάβλητη εάν άλλα σώματα δεν ενεργούν πάνω του ή οι ενέργειες άλλων σωμάτων αντισταθμίζονται

(ιστορική διατύπωση)

(σύγχρονη διατύπωση)

Ισαάκ Νιούτον

1643 - 1727

ΑΡΧΗ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ GALILEO

Σε όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς, όλα τα μηχανικά φαινόμενα προχωρούν με τον ίδιο τρόπο για το ίδιο

αρχικές συνθήκες

Galileo Galilei

1564 - 1642

ΔΙΟΡΘΩΣΗ

Περίληψη μαθήματος

Αριστοτέλης:

εάν άλλα σώματα δεν δρουν στο σώμα, τότε το σώμα μπορεί μόνο να ξεκουραστεί

Ένα πλαίσιο αναφοράς συνδέεται με το τρένο. Σε ποιες περιπτώσεις θα είναι αδρανειακό:

α) το τρένο είναι στο σταθμό·

β) το τρένο φεύγει από το σταθμό.

γ) το τρένο πλησιάζει στο σταθμό.

δ) το τρένο κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή

τμήμα του δρόμου;

Ένα αυτοκίνητο με κινητήρα σε λειτουργία κινείται κατά μήκος ενός οριζόντιου δρόμου σε ευθεία γραμμή.

Αυτό δεν έρχεται σε αντίθεση με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα;

Θα υπάρχει αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς που να κινείται με επιτάχυνση σε σχέση με κάποιο αδρανειακό πλαίσιο;

Γαλιλαίος:

εάν άλλα σώματα δεν δρουν στο σώμα, τότε το σώμα μπορεί όχι μόνο να είναι σε ηρεμία, αλλά και να κινείται σε ευθεία και ομοιόμορφα

Νεύτο:

γενίκευσε το συμπέρασμα του Γαλιλαίου και διατύπωσε τον νόμο της αδράνειας (νόμος I του Νεύτωνα)

Εργασία για το σπίτι

Όλοι: §10, άσκηση 10

Προετοιμάστε μηνύματα για θέματα:

«Η μηχανική από τον Αριστοτέλη στον Νεύτωνα»

«Ο σχηματισμός του ηλιοκεντρικού συστήματος του κόσμου»

_________________________________________________________

«Η ζωή και τα έργα του Ισαάκ Νεύτωνα»

Μάθημα #

Θέμα: «Αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Νόμος Ι του Νεύτωνα

Στόχοι μαθήματος:

Εξηγήστε το περιεχόμενο του 1ου νόμου του Νεύτωνα.

Σχηματίστε την έννοια του αδρανειακού πλαισίου αναφοράς.

Δείξτε τη σημασία μιας τέτοιας ενότητας της φυσικής όπως η "Δυναμική".

Στόχοι μαθήματος:

1. Μάθετε τι μελετά το τμήμα δυναμικής της φυσικής,

2. Μάθετε τη διαφορά μεταξύ αδρανειακών και μη αδρανειακών πλαισίων αναφοράς,

Κατανοήστε την εφαρμογή του πρώτου νόμου του Νεύτωνα στη φύση και τη φυσική του σημασία

Κατά τη διάρκεια του μαθήματος παρουσιάζεται μια παρουσίαση.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Το περιεχόμενο του σταδίου του μαθήματος

Δραστηριότητες μαθητών

αριθμός διαφάνειας

Παγοθραυστικό "Zerkalo"

Μοιράστε κάρτες, αφήστε τα παιδιά να εισάγουν τα ίδια τα ονόματα, βάλτε τον εκτιμητή

Επανάληψη

Ποιο είναι το κύριο καθήκον της μηχανικής;

Γιατί εισάγεται η έννοια του υλικού σημείου;

Τι είναι ένα σύστημα αναφοράς; Γιατί εισάγεται;

Ποιους τύπους συστημάτων συντεταγμένων γνωρίζετε;

Γιατί ένα σώμα αλλάζει ταχύτητα;

Ενίσχυση, κίνητρο

1-5

II. νέο υλικό

Κινηματική (ελληνικά "κινήματα" - κίνηση) -Αυτός είναι ένας κλάδος της φυσικής που εξετάζει διάφορους τύπους κίνησης σωμάτων χωρίς να λαμβάνει υπόψη την επίδραση των δυνάμεων που δρουν σε αυτά τα σώματα.

Η κινηματική απαντά στην ερώτηση:

"Πώς να περιγράψεις την κίνηση του σώματος;"

Σε άλλο τμήμα της μηχανικής - δυναμική - εξετάζεται η αμοιβαία δράση των σωμάτων μεταξύ τους, που είναι η αιτία αλλαγής της κίνησης των σωμάτων, δηλ. τις ταχύτητες τους.

Εάν η κινηματική απαντά στην ερώτηση: "Πώς κινείται το σώμα;", τότε η δυναμική ανακαλύπτει γιατί ακριβώς.

Η δυναμική βασίζεται στους τρεις νόμους του Νεύτωνα.

Εάν ένα σώμα που βρίσκεται ακίνητο στο έδαφος αρχίσει να κινείται, τότε είναι πάντα δυνατό να ανιχνευθεί ένα αντικείμενο που σπρώχνει αυτό το σώμα, το τραβά ή το ενεργεί σε απόσταση (για παράδειγμα, αν φέρουμε έναν μαγνήτη σε μια σιδερένια μπάλα).

Οι μαθητές μελετούν το διάγραμμα

Πείραμα 1

Ας πάρουμε οποιοδήποτε σώμα (μια μεταλλική μπάλα, ένα κομμάτι κιμωλίας ή μια γόμα) στα χέρια μας και ας ανοίξουμε τα δάχτυλά μας: η μπάλα θα πέσει στο πάτωμα.

Ποιο σώμα ενήργησε στην κιμωλία; (Γη.)

Αυτά τα παραδείγματα δείχνουν ότι μια αλλαγή στην ταχύτητα ενός σώματος προκαλείται πάντα από την πρόσκρουση κάποιων άλλων σωμάτων στο δεδομένο σώμα. Εάν άλλα σώματα δεν δρουν στο σώμα, τότε η ταχύτητα του σώματος δεν αλλάζει ποτέ, δηλ. το σώμα θα είναι σε ηρεμία ή θα κινείται με σταθερή ταχύτητα.

Οι μαθητές εκτελούν ένα πείραμα, στη συνέχεια αναλύουν σύμφωνα με το μοντέλο, εξάγουν συμπεράσματα, κάνουν σημειώσεις σε ένα τετράδιο

Ένα κλικ του ποντικιού ξεκινά το μοντέλο πειράματος

Το γεγονός αυτό δεν είναι καθόλου αυτονόητο. Χρειάστηκε η ιδιοφυΐα του Γαλιλαίου και του Νεύτωνα για να το συνειδητοποιήσουν.

Ξεκινώντας από τον μεγάλο αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο Αριστοτέλη, για σχεδόν είκοσι αιώνες, όλοι ήταν πεπεισμένοι ότι για να διατηρηθεί μια σταθερή ταχύτητα του σώματος, είναι απαραίτητο κάτι (ή κάποιος) να ενεργήσει πάνω του. Ο Αριστοτέλης θεωρούσε την ανάπαυση σε σχέση με τη Γη ως τη φυσική κατάσταση του σώματος, που δεν απαιτεί ειδική αιτία.

Στην πραγματικότητα όμως ένα ελεύθερο σώμα, δηλ. ένα σώμα που δεν αλληλεπιδρά με άλλα σώματα μπορεί να διατηρεί σταθερή την ταχύτητά του για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα ή να βρίσκεται σε ηρεμία. Μόνο η δράση από άλλα σώματα μπορεί να αλλάξει την ταχύτητά του. Αν δεν υπήρχαν τριβές, τότε το αυτοκίνητο με σβηστό κινητήρα θα κρατούσε σταθερή την ταχύτητά του.

Ο πρώτος νόμος της μηχανικής, ή ο νόμος της αδράνειας, όπως αποκαλείται συχνά, θεσπίστηκε από τον Γαλιλαίο. Όμως ο Νεύτωνας έδωσε μια αυστηρή διατύπωση αυτού του νόμου και τον συμπεριέλαβε στους βασικούς νόμους της φυσικής. Ο νόμος της αδράνειας αναφέρεται στην απλούστερη περίπτωση κίνησης - την κίνηση ενός σώματος που δεν επηρεάζεται από άλλα σώματα. Τέτοια σώματα ονομάζονται ελεύθερα σώματα.

Εξετάζεται ένα παράδειγμα συστημάτων αναφοράς στα οποία ο νόμος της αδράνειας δεν πληρούται.

Οι μαθητές γράφουν σε τετράδια

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα διατυπώνεται ως εξής:

Υπάρχουν τέτοια πλαίσια αναφοράς σε σχέση με τα οποία τα σώματα διατηρούν την ταχύτητά τους αμετάβλητη εάν δεν ενεργούν άλλα σώματα πάνω τους.

Τέτοια πλαίσια αναφοράς ονομάζονται αδρανειακά (ISO).

Οι κάρτες μοιράζονται σε ομάδες

εξετάστε τα ακόλουθα παραδείγματα:

Χαρακτήρες του μύθου "Κύκνος, καρκίνος και τούρνα"

σώμα που επιπλέει σε υγρό

Ένα αεροπλάνο που πετά με σταθερή ταχύτητα

Οι μαθητές σχεδιάζουν μια αφίσα όπου υποδεικνύουν τις δυνάμεις που δρουν στο σώμα Προστασία αφίσας

Επιπλέον, είναι αδύνατο να τεθεί ένα μόνο πείραμα που θα έδειχνε στην καθαρή του μορφή πώς κινείται ένα σώμα εάν άλλα σώματα δεν ενεργούν πάνω του (Γιατί;). Αλλά υπάρχει μια διέξοδος: είναι απαραίτητο να βάλουμε το σώμα σε συνθήκες υπό τις οποίες η επίδραση των εξωτερικών επιρροών μπορεί να γίνει όλο και λιγότερο και να παρατηρήσετε σε τι οδηγεί αυτό.

Το φαινόμενο της διατήρησης της ταχύτητας ενός σώματος απουσία της δράσης άλλων σωμάτων πάνω του ονομάζεται αδράνεια.

III. Ενοποίηση των μελετώμενων

Ερωτήσεις για ενοποίηση:

Τι είναι το φαινόμενο της αδράνειας;

Ποιος είναι ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα;

Κάτω από ποιες συνθήκες μπορεί ένα σώμα να κινείται ευθύγραμμα και ομοιόμορφα;

Ποια συστήματα αναφοράς χρησιμοποιούνται στη μηχανική;

Οι μαθητές απαντούν σε ερωτήσεις

Οι κωπηλάτες που προσπαθούν να κάνουν το σκάφος να κινηθεί αντίθετα με το ρεύμα δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν και το σκάφος παραμένει σε ηρεμία σε σχέση με την ακτή. Η δράση ποιων φορέων αποζημιώνεται σε αυτή την περίπτωση;

Ένα μήλο που βρίσκεται στο τραπέζι ενός ομοιόμορφα κινούμενου τρένου κυλά κάτω όταν το τρένο φρενάρει απότομα. Προσδιορίστε συστήματα αναφοράς στα οποία ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα: α) πληρούται. β) παραβιάζεται. (Στο πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη, ισχύει ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα. Στο πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τα αυτοκίνητα, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα δεν ισχύει.)

Ποια εμπειρία μέσα στην κλειστή καμπίνα του πλοίου μπορεί να καθορίσει εάν το πλοίο κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα ή στέκεται ακίνητο; (Κανένας.)

Καθήκοντα και ασκήσεις ενδυνάμωσης:

Προκειμένου να εμπεδωθεί το υλικό, μπορούν να προταθούν μια σειρά ποιοτικών εργασιών για το θέμα που μελετήθηκε, για παράδειγμα:

1. Μπορεί ένα ξωτικό που ρίχνει ένας παίκτης χόκεϋ να κινηθεί ομοιόμορφα κατά μήκος
πάγος?

2. Ονομάστε τα σώματα των οποίων η δράση αντισταθμίζεται στις ακόλουθες περιπτώσεις: α) ένα παγόβουνο επιπλέει στον ωκεανό. β) η πέτρα βρίσκεται στο κάτω μέρος του ρέματος. γ) το υποβρύχιο παρασύρεται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα στη στήλη του νερού. δ) το μπαλόνι συγκρατείται κοντά στο έδαφος με σχοινιά.

3. Κάτω από ποιες συνθήκες ένα ατμόπλοιο που πλέει αντίθετα στο ρεύμα θα έχει σταθερή ταχύτητα;

Μπορούμε επίσης να προτείνουμε μια σειρά από ελαφρώς πιο σύνθετες εργασίες σχετικά με την έννοια του αδρανειακού πλαισίου αναφοράς:

1. Το πλαίσιο αναφοράς συνδέεται άκαμπτα με τον ανελκυστήρα. Σε ποια από τις παρακάτω περιπτώσεις το πλαίσιο αναφοράς μπορεί να θεωρηθεί αδρανειακό; Ανελκυστήρας: α) πέφτει ελεύθερα. β) κινείται ομοιόμορφα προς τα πάνω. γ) κινείται γρήγορα προς τα πάνω. δ) κινείται αργά προς τα πάνω. δ) κινείται σταθερά προς τα κάτω.

2. Μπορεί ένα σώμα ταυτόχρονα σε ένα πλαίσιο αναφοράς να διατηρήσει την ταχύτητά του και σε ένα άλλο - να αλλάξει; Δώστε παραδείγματα για να υποστηρίξετε την απάντησή σας.

3. Αυστηρά μιλώντας, το πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη δεν είναι αδρανειακό. Οφείλεται: α) στη βαρύτητα της Γης; β) την περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της. γ) η κίνηση της γης γύρω από τον ήλιο;

Και τώρα ας ελέγξουμε τις γνώσεις σας που λάβατε σήμερα στο μάθημα

Αμοιβαίος έλεγχος, απαντήσεις στην οθόνη

Οι μαθητές απαντούν σε ερωτήσεις

Οι μαθητές δίνουν τεστ

Δοκιμή σε μορφή Excel

(ΔΟΚΙΜΗ. xls)

Εργασία για το σπίτι

Μάθετε την §10, γράψτε τις ερωτήσεις στο τέλος της παραγράφου.

Ολοκληρώστε την άσκηση 10.

Όσοι επιθυμούν: να ετοιμάσουν εκθέσεις για τα θέματα «Αντικομηχανική», «Αναγεννησιακή μηχανική», «Ι. Νεύτωνας».

Οι μαθητές κάνουν σημειώσεις στα τετράδιά τους.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

Butikov E.I., Bykov A.A., Kondratiev A.S. Φυσική για υποψήφιους πανεπιστημίους: Διδακτικό βιβλίο. - 2η έκδ., Rev. – Μ.: Nauka, 1982.

Golin G.M., Filonovich S.R. Κλασικά της φυσικής επιστήμης (από την αρχαιότητα έως τις αρχές του 20ου αιώνα): Αναφ. επίδομα. - Μ .: Ανώτερο Σχολείο, 1989.

Gromov S. V. Φυσική τάξη 10: Εγχειρίδιο για γενικά εκπαιδευτικά ιδρύματα τάξης 10. – 3η έκδ., στερεότυπο. - M .: Διαφωτισμός 2002

Gursky I.P. Δημοτική Φυσική με Παραδείγματα Επίλυσης Προβλημάτων: Σχολικό βιβλίο / Εκδ. Savelyeva I.V. - 3η έκδ., αναθεωρημένη. – Μ.: Nauka, 1984.

Feathers A. V. Gutnik E. M. Φυσική 9η τάξη: Ένα εγχειρίδιο για γενικά εκπαιδευτικά ιδρύματα. - 9η έκδ., στερεότυπο. – M.: Bustard, 2005.

Ivanova L.A. Ενεργοποίηση της γνωστικής δραστηριότητας των μαθητών στη μελέτη της φυσικής: Ένας οδηγός για εκπαιδευτικούς. – Μ.: Διαφωτισμός, 1983.

Kasyanov V.A. Φυσική.10η τάξη: Σχολικό εγχειρίδιο για γενικά εκπαιδευτικά ιδρύματα. – 5η έκδ., στερεότυπο. – M.: Bustard, 2003.

Kabardi O. F. Orlov V. A. Zilberman A. R. Φυσική. Βιβλίο εργασιών 9-11 κελιά

Kupershtein Yu.S. Φυσική Βασικές περιλήψεις και διαφοροποιημένα προβλήματα 10η τάξη Πετρούπολη, BHV 2007

Μέθοδοι διδασκαλίας της φυσικής στο γυμνάσιο: Μηχανική; οδηγός δασκάλου. Εκδ. Η Ε.Ε. Evenchik. Δεύτερη έκδοση, αναθεωρημένη. – Μ.: Διαφωτισμός, 1986.

Peryshkin A. V. Φυσική 7η τάξη: Ένα εγχειρίδιο για γενικά εκπαιδευτικά ιδρύματα. - 4η έκδ., διορθώθηκε. - M .: Bustard, 2001

Proyanenkova L. A. Stefanova G. P. Krutova I. A. Σχεδιασμός μαθήματος για το σχολικό βιβλίο Gromova S. V., Rodina N. A. "Φυσική 7 κύτταρα" Μ.: "Εξεταστική", 2006

Μάθημα σύγχρονης φυσικής στο γυμνάσιο / V.G. Razumovsky, L.S. Khizhnyakova, A.I. Arkhipova και άλλοι. Εκδ. V.G. Razumovsky, L.S. Khizhnyakova. – Μ.: Διαφωτισμός, 1983.

Fadeeva A.A. Η φυσικη. Τετράδιο εργασιών για την τάξη 7 M. Genzher 1997

Πηγές Διαδικτύου:

εκπαιδευτική ηλεκτρονική δημοσίευση ΦΥΣΙΚΗ τάξη 7-11 πρακτική

Φυσική 10-11 Προετοιμασία για τις εξετάσεις 1Γ εκπαίδευση

Βιβλιοθήκη ηλεκτρονικών οπτικών βοηθημάτων - Kim

Φυσική βιβλιοθήκη οπτικών βοηθημάτων 7-11 τάξεις 1Γ εκπαίδευση

Καθώς και φωτογραφίες κατόπιν αιτήματος από το http://images.yandex.ru