ФИЗИКА 10 класс
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
а в б v v v Наждачная бумага Обычный стол Стекло Сопротивление силы трения
Галилео Галилей (1564-1642 На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости На основе экспериментальных исследований движения шаров по наклонной плоскости Скорость любого тела изменяется только в результате его взаимодействия с другими телами. Инерция – явление сохранения скорости движения тела при отсутствии внешних воздействий.
Первый закон Ньютона. Закон инерции (первый закон Ньютона, первый закон механики): всякое тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела. Инертность тел – свойство тел сохранять своё состояние покоя или движения с постоянной скоростью. Инертность разных тел может быть различной. (1643—1727)
Система отсчета называется инерциальной, если она покоится или движется равномерно и прямолинейно Система отсчета, движущаяся с ускорением, является неинерциальной m F F у т Действие одного тела на другое называют силой. F- действие земли – сила тяжести т у F - действие нити – сила упругости
F т F у Устраним действие нити Мысленно устраним действие Земли
Теперь вообразим что устранены оба действия на шарик, логика подсказывает что он должен остаться в состоянии покоя
m F у F т Представим теперь что этот шарик покоится в вагоне, движущийся равномерно и прямолинейно. При этом на него действую те же тела Земля и нить, причем оба эти действия уравновешиваются. Однако относительно Земли шарик не находится в покое , он движется равномерно и прямолинейно.
Обобщая оба эти примера можно сделать вывод: Тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют или их действия уравновешены (скомпенсированы). С точки зрения современных представлений первый закон Ньютона формулируется так: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной , если на них не действую другие тела.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Исаак Ньютон (1643-1727) — английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, член (1672) и президент (с 1703) Лондонского королевского общества. Один из основоположников современной физики, сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики, открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.
Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).
Масса материальной точки при этом полагается величиной постоянной во времени и независящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами.
Современная формулировка. В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы :
Второй закон Ньютона может быть также сформулирован в эквивалентной форме с использованием понятия импульс: В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил. где — импульс точки, — её скорость , а — время . При такой формулировке, как и при предшествующей, полагают, что масса материальной точки неизменна во времени
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Сэр Исаак Ньютон родился 25 декабря 1642 года— английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики . Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие математические и физические теории.
Второй закон Ньютона. Второй закон Ньютона — дифференциальный закон механического движения, описывающий зависимость ускорения тела от равнодействующей всех приложенных к телу сил и массы тела. Один из трёх законов Ньютона.
Объектом, о котором идёт речь во втором законе Ньютона, является материальная точка, обладающая неотъемлемым свойством — инертностью, величина которой характеризуется массой. В классической ( ньютоновской ) механике масса материальной точки полагается постоянной во времени и не зависящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами.
Формулировки: В своём труде «Математические начала натуральной философии», Исаак Ньютон приводит следующую формулировку своего закона: Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Современная формулировка: В инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.
Обычно этот закон записывается в виде формулы:
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с третьим законом Ньютона, а также разбор задач различного уровня сложности в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы Цель:
Силы взаимодействия двух тел
В инерциальных системах отсчета все силы возникают только парами Силы взаимодействия между человеком и землей при ходьбе Силы взаимодействия между гирей и скамьей Силы взаимодействия между Землей и Луной Силы взаимодействия между сгоревшими газами и ракетой
Действие силы тяжести и архимедовой силы на тело, погруженное в жидкость
Тела действуют друг на друга с силами, протиположно направленными
Вывод Обе пружины действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению F 1 F 2
Силы, с которыми тела действуют друг на друга , равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны . Третий закон Ньютона
Третий закон Ньютона справедлив и в случае взаимодействия на расстоянии Дополнение
Обратите внимание Важно понимать , что силы приложены к разным телам Силы приложены к одному телу Силы приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга .
Динамометры А и В действуют друг на друга с силами F 1 и F 2 Обе силы равны по модулю, противоположны по в направлению и приложены к разным телам Сила F 1 приложена к телу В Сила F 2 приложена к телу А Обратите внимание
Пояснение В данном случае существенную роль играет сила трения – она действует как на мальчика , так и на тележку . При этом сила трения, действующая на мальчика не должна превышать силу трения, действующую на тележку .
Пояснение Если мальчик будет идти по скользкому льду, то силы трения, действующей на мальчика со стороны льда будет недостаточно , чтобы сдвинуть тележку То же самое будет с нагруженной тележкой, когда мальчик, даже упираясь ногами, не сможет создать достаточную силу , чтобы сдвинуть тележку с грузом
Примеры применения Обе партии действуют друг на друга (через канат) с одинаковыми силами . Значит, выиграет (перетянет канат) не та партия, которая сильнее тянет, а та, которая сильнее упирается в Землю . Лошадь везет сани: сани тянут лошадь назад с такой же по модулю силой F 2 , с какой лошадь тянет сани вперед (сила F 1 ) Во-первых, эти силы приложены к разным телам , а во-вторых, и на сани и на лошадь действуют еще и силы со стороны дороги F 2 F 1
Выделим пары сил Случай системы связанных тел F = T F 21 = F 12 F 12 = μ∙ m 1 g F 21 = μ∙ m 2 g Где μ – коэффициент трения F = μ∙ m 1 g + μ∙ m 2 g T = F = μ∙ m 1 g + μ∙ m 2 g При этом система движется с ускорением Поэтому по II закону Ньютона: mg - T = ma mg – ( μ∙ m 1 g + μ∙ m 2 g) = ma
Итоги:
Подборка заданий по кинематике (из заданий ГИА 2008-2010 гг.) Рассмотрим задачи:
ГИА-2008-2. Известно, что масса Луны примерно в 81 раз меньше массы Земли. Сила, с которой Земля притягивает Луну, равна примерно 2∙10 20 Н, а сила, с которой Луна притягивает Землю, равна 2∙10 20 Н равна 81∙10 20 Н меньше в 9 раз меньше в 81 раз
ГИА-2008-2. Луна и Земля взаимодействуют гравитационными силами. Каково соотношение между модулями сил F 1 действия Земли на Луну и F 2 действия Луны на Землю? 1 . F 1 = F 2 . 2 . F 1 > F 2 . 3 . F 1 < F 2 . 4 . F 1 >> F 2
ГИА-200 9 - 2 . Через неподвижный блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, к концам которой подвешены грузики равной массы m . Чему равна сила натяжения нити? 0,25 mg 0,5 mg mg 2 mg
ГИА-2010-2. На рисунке изображены четыре одинаковых кирпича, которые движутся по гладкой горизонтальной плоскости под действием силы F, приложенной к первому кирпичу. Величина силы, действующей на четвертый кирпич со стороны третьего, равна F F/4 F/2 4F
ГИА-2010- 2 . Стержень длиной L движется по гладкой горизонтальной поверхности. Какая упругая сила возникает в сечении стержня на расстоянии — ¾ L от конца, к которому приложена сила F, направленная вдоль стержня? 0 ¼ F ½ F ¾ F F н F = 1/4 ma F = 4 ma
ГИА-2010-2. К невесомой нити подвешен груз массой 1 кг. Если точка подвеса нити движется равноускоренно вертикально вниз с ускорением 4 м/с 2 , то натяжение нити равно 1) 8 Н 2) 6 Н 3) 14 Н 4) 2 Н
ГИА-2010-2. К невесомой нити подвешен груз массой 500 г. Если точка подвеса нити движется равноускоренно вертикально вверх с ускорением 2 м/с 2 , то натяжение нити равно 1 Н 2 Н 4 Н 6 Н
ГИА-2010-2. Через неподвижный блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, к концам которой подвешены грузики равной массы, 5 кг каждый. Чему равна сила натяжения нити? 12,5 Н 25 Н 50 Н 100 Н
ГИА-2010- 2 . В инерциальной системе отсчета брусок начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости. Модуль равнодействующей сил, действующих на брусок, равен mg N F тр ma
ГИА-20 10 -2 5 . К концам невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок без трения в оси, подвешены грузы массами m 1 = 0,5 кг и m 1 = 0,3 кг. Чему равно ускорение, с которым движется первый груз? 2,5 м/с
ГИА-2010-25. К нижнему концу легкой пружины подвешены связанные невесомой нитью грузы: верхний массой m 1 = 0,5 кг и нижний массой m 2 = 0,2 кг (см. рисунок). Нить, соединяющую грузы, пережигают. С каким ускорением начнет двигаться верхний груз? -4 Ответ: ____ ___ (м/с) До пережигания нити: После пережигания нити на груз m 2 будет действовать эта же сила: Для груза m 1 :
ЕГЭ-2009-А 2 (ДЕМО). Полосовой магнит массой m поднесли к массивной стальной плите массой M. Сравните силу действия магнита на плиту F 1 с силой действия плиты на магнит F 2 . F 1 = F 2 F 1 > F 2 F 1 < F 2
ЕГЭ-2009-А 2 (ДЕМО) . При движении по горизонтальной поверхности на тело массой 40 кг действует сила трения скольжения 10 Н. Какой станет сила трения скольжения после уменьшения массы тела в 5 раз, если коэффициент трения не изменится? 1 Н 2 Н 4 Н 8 Н
Литература § 14-б. Третий закон Ньютона. Тема 14. Законы динамики. Учебник 9 класса. Физика.ру . //[Электронный ресурс]// http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14c.htm Referat . III закон Ньютона. PHIZBOOK . RU . //[Электронный ресурс]// http://physbook.ru/index.php/Referat._III_%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%9D%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B0 Гутник , Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник , А. В. Перышкин . - М.: Дрофа, 2009. – 302 с. Законы Ньютона. Словари и энциклопедии на Академике //[Электронный ресурс] // http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/3321 Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо , 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме). Иллюстрации к третьему закону Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// files . school - collection . edu . ru / dlrstore /7059 c 5 bd - bea 7-4 d 42- a 605-4 fd 51 e 00 dc 71/9_224. swf Кабардин , О.Ф. Физика. 9 кл .: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин . – М.: Дрофа, 2008. – 219 с; Перышкин , А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин . - М.: Дрофа, 2009. – 198 с. Перышкин , А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин . - М.: Дрофа, 2009. – 196 с. Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/8669e88f-c49c-41fc-9495-75ea9a9bb856/9_219.swf Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// files . school - collection . edu . ru / dlrstore /669 bc 792- e 921-11 dc -95 ff -0800200 c 9 a 66/1_10. swf Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// files . school - collection . edu . ru / dlrstore /796 cd 1 f 9-2680- e 756- fb 0 f - d 2 d 4 eae 4 bbf 4/00144675438266421. htm Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/ Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http :// fipi . ru /view/sections/92/docs / Тема 4. Законы Ньютона. / /[Электронный ресурс]// http://egephizika.26204s024.edusite.ru/DswMedia/mehanika4.htm 1.9. Третий закон Ньютона. Открытая физика //[Электронный ресурс]// http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph9/theory.html