Урок "Законы Ньютона"
методическая разработка по физике (9 класс) по теме

Цели урока: 1) Обобщить, закрепить знания , полученные по теме.

                        2) научить видеть проявления изученных         закономерностей в окружающей жизни;

                         3) совершенствовать навыки решения качественных и     расчетных задач;
                          4) расширить кругозор учащихся;

                          5) развить коммуникативные способности.

Оформление:

Плакат с  эпиграфом, портрет Ньютона, выставка литературы для дополнительного чтения.

Подготовка к уроку:

Ребята делятся на две  команды, равные по силам, выбираются капитаны команд. Перед уроком каждая команда изучает литературу по истории жизни и деятельности Ньютона, приносит книги на урок.

Сделал, что мог, пусть другие

 сделают лучше.

                                                              Исаак Ньютон (1643-1727)

Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камушек, чем другим:  но океан неизвестного лежит передо мной.  Исаак Ньютон(1643-1727)

                                               Ход урока

I.                 Вступительное слово учителя:

Учитель зачитывает и поясняет слова эпиграфа, отмечает, что по мнению Ньютона, законы были открыты «играючи».Просто необходимо было более внимательно отнестись к окружающему миру, полному неизведанного. Поэтому и урок, посвященный законам Ньютона, проводится в виде игры, которая позволит проявиться всем способностям учащихся, расширит их кругозор, научит видеть изученные на уроках закономерности в природе, поможет объяснить многие механические явления.

II.               Конкурс «Доверяй, но проверяй» (Задание для первой команды)

Положите на стакан открытку. Поставьте на открытку прищепку, чтобы она находилась над серединой стакана. Резко и с силой щелкните по открытке пальцем, чтобы она отлетела в сторону. Повторите это несколько раз.

Иногда прищепка падает в стакан в своем прежнем положении, а иногда, падая, переворачивается. Почему?

(Ответ: щелкая пальцем по открытке, вы прилагаете к ней силу. Открытка сдвигается с места так быстро, что не успевает увлечь прищепку за собой. Прищепка падает вниз благодаря силе тяжести, потому что открытка больше не поддерживает ее. Если вы толкнете открытку с недостаточной силой, она потащит прищепку за собой, а сила тяготения потянет верхушку прищепки вниз, в результате чего она перевернется).

Конкурс «шарик, танцующий в воздухе» (задание для второй команды)

Примерно за 100 лет до нашей эры александрийский ученый Герон проделал такой опыт:  на конец изогнутой трубки он поместил легкий шарик и затем начал нагнетать в трубку воздух. Шарик, поднявшись над концом трубки, как бы плясал в воздушной струе, не отлетая в сторону.

Такой опыт можно повторить, если вы поместите мячик от пинг-понга в струю воздуха, выходящего из работающего пылесоса.

Этот же опыт можно показать и с водой. Соедините один конец резиновой трубки с водопроводным краном, другой наденьте на стеклянную трубку концом вверх. Над трубкой укрепите небольшое кольцо, в которое поместите деревянный шарик. Постепенно открывайте кран водопровода. Струя поднимает шарик.

(Ответ: если вода обтекает шарик равномерно, он будет держаться на определенной высоте. Если же шарик выйдет из равновесия, то произойдет следующее: одна часть шарика потеряет точку опоры, на другую же вода продолжает давить с прежней силой. Таким образом, шарику сообщается вращательное движение).

III   Конкурс «Колесо истории»

В этом конкурсе участвует весь класс. Учитель задает вопросы, касающиеся истории жизни и деятельности Ньютона. Верный ответ приносит балл в «копилку» команды и в личную «копилку» отвечавшего.

Вопросы:

1.    Назовите дату рождения Исаака Ньютона(25 декабря 1642года по старому стилю, 4 января 1643 года по новому стилю)

2.    В каком университете (и колледже)  учился Ньютон с 1661 г.? (Кембриджский университет, колледж святой Троицы)

3.    Сколько лет было Ньютону, когда он стал профессором Кембриджского университета?

(27 лет. С тех пор Кембридж стал славиться не богословием, а физикой и математикой, получение же кафедры, на которой работал Ньютон, стало делом чести для английских ученых)

4.    В какой области физики работал Ньютон в первые годы профессорской деятельности?

(Оптика. Он усовершенствовал модель нового типа темсиона-рефлектора, открыл явление дисперсии).

5.    В 1696 г. Министр финансов Англии Монтегю вспомнил о своем великом друге Ньютоне и решил привлечь его к делу оздоровления финансов стран. Какое предложение получил от него Ньютон?(15 марта 1669 г. Он получил официальное извещениеот  Монтега о назначении его хранителем Монетного двора, начался последний лондонский период- период общественного признания заслуг Ньютона и его прижизненной славы)

6.    В какой работе Ньютона изложены его знаменитые законы?

(1687г. «Математические начала натуральной философии». Эта книга оказала огромное влияние на развитие науки и научного мышления. В ней Ньютон дает образец научного подхода к явлениям природы и техники, вооружает науку точным методом, определяет развитие физики на целых два столетия вперед).

7.    От единичного факта – падения яблока – Ньютон приходит грандиозному обобщению. Какому?

( в 1667 г. Ньютон формулирует закон всемирного тяготения, лежащий в основе небесной механики)

     8 .Достиг ли Ньютон вершин славы и признания при жизни?

      (В 1705 г. Королева Анна возвела его в рыцарское достоинство. В королевском обществе он пользовался непререкаемым авторитетом, был богат и окружен вниманием своей племянницы).

8.   Где похоронен Ньютон? (Ньютон скончался в ночь с 20 на 21 марта 1727 г. Его похоронили с большими почестями в Вестминстерском аббатстве, английском национальном пантеоне. )

Надпись на памятнике Ньютона:

Пусть смертные радуются, что существовало  такое украшение человеческого рода

На статуе Ньютона в Кембридже высечен стих из Лукреция: «Разумом он превосходит род человеческий»

III.            Конкурс «Головоломки»

В этом конкурсе участвуют два лучших игрока от каждой команды, которые получают задания и приступают к их выполнению. Через несколько минут они должны будут представить решение головоломок. Лучший приносит победу команде , а докладчик получает балл в личную «копилку»

IV.           Игра «Интересные вопросы»

Команды задают друг другу интересные вопросы, подготовленные заранее. Дается время на обсуждение (1-2 минуты). За правильный ответ команде дается 1 балл, баллы в личном зачете присуждает капитан команды.

Возможные вопросы

1.    Если действие, как гласит закон, всегда равно и противоположно противодействию, то сила , с которой лошадь тянет телегу вперед, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой телега «тянет» лошадь назад. Но телега движется вперед, а лошадь назад не движется. Почему и телега, и лошадь движутся вперед?

( Сила , действующая на телегу, и сила, действующая на лошадь, в каждый момент времени равны; но так как телега свободно перемещается на колесах, а лошадь упирается в землю, то понятно , почему телега катится в сторону лошади)

2.     Яблоко падает на землю оттого, что его притягивает земной шар, но точно такой же силой и яблоко притягивает к себе всю нашу планету. Отчего 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 взаимного притяжения сообщают яблоку ускорение 10 м/с, 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 поэтому Земля получает перемещение настолько ничтожное, что практически его можно считать равным нулю.)

3.    История о том, как «Лебедь, Рак да Щука везти с поклажей воз взялись», известна всем. Но если рассматривать эту басню с точки зрения механики, результат получается вовсе не похожий на вывод баснописца Крылова. Каким он будет?

… Лебедь рвётся в облака,

Рак пятится назад,

А щука тянется в воду.

   ( Басня утверждает, что «воз и ныне там», другими словами, что равнодействующая всех приложенных к возу сил равна нулю. Лебедь, рвущийся в облака, не мешает работе рака и щуки, даже помогает им: тяга лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение колёс о землю и об оси, облегчая тем вес воза. Они направлены под углом друг к другу, следовательно,  их равнодействующая не может равняться нулю.)

 V. Блиц-турнир                      

Каждой команде задается по пять вопросов, на обсуждение каждого вопроса дается 10 с. Кто быстрее и правильнее отвечает на вопрос, тот и победил. За победу присуждается балл. Участник правильно и быстро ответивший на вопрос получает балл в свою личную «копилку».

        Вопросы для первой команды

_ Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

_ Тело движется прямолинейно и равномерно. Меняется ли при этом его скорость?

_ Как читается первый закон Ньютона (в современной формулировке)

_ Инерциальна  ли система отсчета, движущаяся с ускорением  относительно какой-либо инерциальной системы?

_ Что является причиной ускоренного движения тел?

        Вопросы для второй команды

_ Как читается второй закон Ньютона?

_ Как читается третий закон Ньютона?

_ Какие системы отсчета называются инерциальными?

_ Какие системы отсчета называются неинерциальными?

_ Выразите единицу силы через единицы массы и ускорения.

V.                Подведение итогов. Награждение победителей

VI.             Заключительное слово учителя

Биографы Ньютона рассказывают, 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.

Разбужденного 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.