Тема: Силы в механике. Гравитационные силы.
Цель урока: повторение и углубление знаний, полученных при изучении
темы «Силы в механике», их практическое применение
Задачи урока:
- Предметные (учебные)
- обеспечить деятельность по проверке и систематизации знаний по теме «»;
- обеспечить применение знаний и способов действий в различных практических ситуациях.
- Метапредметные
- начать осваивать способы решения проблемных и творческих задач;
- заложить основы формирования научного мировоззрения;
- вести предметный диалог, учиться вырабатывать умение классифицировать явления, свойства и т.д.;
- освоить начальные формы познавательной рефлексии;
-развивать навыки контроля и самоконтроля;
- Личностные
- начать формирование интеллектуальной, исследовательской и информационной культуры;
- начать формирование личностно- смыслового отношения к предмету;
- учиться взаимодействовать с другими, правильно дискутировать, грамотно отстаивать свою точку зрения.
Ход урока
I. Организационный момент.
Учитель: Здравствуйте ребята. Присаживайтесь. День у нас сегодня необычный. Необычный потому, что у нас открытый урок. Я надеюсь, что наш урок пройдет хорошо.
II. Проверка д/з
1. Начальная скорость тела, находящегося в точке А, равна нулю. В течение 8 с на тело действует постоянная сила. Затем направление силы изменяется на противоположное, а модуль остается прежним. Через какое время от начала движения тело вернется в точку А?
Ответ: через 27 с.
2. Самолет массой 14 т, пройдя по взлетной полосе путь 600 м, приобретает необходимую для отрыва от поверхности Земли скорость 144 км/ч. Считая движение равноускоренным, определите время разгона, ускорение и силу, сообщающую самолету это ускорение.
Учитель: Человек не только стремится к знаниям, не только их получает, но и их систематизирует. Целью нашего урока будет систематизация знаний по теме «силы в механике».
-Знаменитый физик Майкл Фарадей однажды сказал «Как это удивительно – обнаружить, что все явления природы управляются столь небольшим числом сил!» Именно эти силы – «три слона динамики», объясняющие многообразие механических взаимодействий.
Мотивационный этап.
I. Создание проблемной ситуации.
(Для того, чтобы изучить данное явление вспомним необходимые понятия, которые понадобятся нам при изучении данной темы.
Вопросы:
- Что такое сила? Единицы ее измерения?
- Какие силы существуют в природе?
- Чем характеризуется сила?
- Сформулируйте второй закон Ньютона?
- Какую роль в движении играет масса? Что такое масса?
- Почему в борьбе и в боксе используют разделение спортсменов по весовым категориям?
- Как движется тело если на него не действует сила?
- Что такое свободное падение тел?
Данный урок является началом изучения вопросов, связанных с силами в природе. Первая в ряду этих сил стоит сила, которая обеспечивает движение небесных тел, – гравитационная. В позапрошлом веке говорили, что эта сила правит мирами.
Вспомним, что такое сила?
Сила — физическая величина, которая определяет меру воздействия одного тела на другое.
F - обозначение силы
Сила – векторная величина; она характеризуется:
· модулем (абсолютной величиной);
· направлением;
· точкой приложения.
Измеряется при помощи прибора «динамометр ».
Единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ) - Ньютон, обозначение [ Н ].
В природе существуют различные силы.
Гравитационные силы действуют между всеми телами – все тела притягиваются друг к другу. Но это притяжение существенно лишь тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих сил так же велико, как Земля или луна.
Электромагнитные силы действуют между заряженными частицами. В атомах, молекулах, живых организмах именно они являются главными.
Область ядерных сил очень ограничена. Они заметны только внутри атомных ядер (т.е. на расстоянии 10-12 см.)
Слабые взаимодействия проявляются на ещё меньших расстояниях. Они вызывают превращение элементарных частиц друг в друга.
Основные виды сил: сила тяжести, сила трения, сила упругости.
Почему мяч, выпущенный из рук, падает вниз? Почему прыгнувший вверх человек вскоре снова оказывается внизу? У этих явлений одна и та же причина – притяжение Земли. Наблюдения за природными объектами показывают, что все окружающие тела ощущают притяжение к Земле. Падает вниз вода фонтанов, водопадов и листья деревьев.
Силу притяжения тел к Земле вблизи ее поверхности называют сила тяжести.
Fтяж = m·g
Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз к поверхности Земли. Сила тяжести направлена к центру Земли. Сила тяжести это гравитационная сила, приложенная к центру тела.
Сила тяжести – одно из проявлений силы всемирного тяготения.
Обозначим массу Земли – М, массу тела – m, радиус Земли – R, тогда сила тяготения:
Он же и есть сила тяжести.
m - масса тела
g – ускорение свободного падения.
Из закона Всемирного тяготения: , где M - масса планеты, m - масса тела, R - расстояние до центра планеты; g - ускорение силы тяжести. Значит g не зависит от массы тела.
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения на поверхности Земли.
Сила тяжести это гравитационная сила, приложенная к центру тела и направленная к центру Земли.
В отсутствие других сил тело свободно падает на Землю с ускорением свободного падения. Среднее значение ускорения свободного падения для различных точек поверхности Земли равно 9,81 м/с2.
Значит g не зависит от массы тела.
На высоте h ускорение свободного падения равно
При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорение свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния r до центра Земли.
При соприкосновении двух движущихся тел возникает сила, направленная против движения и препятствующая движению - сила трения.
Сила трения - это сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направлена против движения.
Сила трения - это сила электромагнитной природы.
Возникновение силы трения объясняется двумя причинами:
1) Шероховатостью поверхностей
2) Проявлением сил молекулярного взаимодействия.
Силы трения всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям и подразделяются на силы трения покоя, силы трения скольжения, силы трения качения.
Fтр = м*N, где м – коэффициент трения, N – сила реакции опоры.
Сила упругости – сила, которая возникает при любом виде деформации тел и стремится вернуть тело в первоначальное состояние.
Fупрx = - k*x, где k – жесткость тела [Н/м], х - абсолютное удлинение тела.
Сила упругости перпендикулярна поверхности взаимодействующих тел и направлена всегда против деформации.
Добавлю ещё текст про силы трения.