Зміст
Введення
Формування поняття про інерції
Другий закон Ньютона
Методика формулювання поняття В«маса тілаВ»
Методика формулювання поняття В«силаВ»
Вимірювання сил. Динамометр. Додавання сил
Залежність між силою, масою та прискоренням. Другий закон Ньютона
Закріплення та поглиблення матеріалу на другий закон Ньютона
Третій закон Ньютона
Заключне заняття за темою В«закони руху НьютонаВ»
Список літератури
Вступ
Рішення основного завдання механіки - визначення положення тіл і будь-який момент часу - вимагає знання їх початкових координат, швидкості і прискорення, які виникають при взаємодії тел. Останнє є предметом вивчення динаміки.
Динаміка становить найважливішу частину класичної механіки. Її головне завдання - вивчення взаємодій тіл, якими пояснюються, перш за все, різні зміни їх рухів. В основі динаміки лежать три закони. Вперше їх у загальному вигляді сформулював геніальний англійський фізик Ісаак Ньютон (1643 - 1727). Тепер ці закони називають його ім'ям. Відкриття законів руху Ньютона було підготовлено багатовікової людської практикою, працями багатьох поколінь вчених. Закони механічного руху з їх численними і важливими наслідками мають величезне наукове і світоглядне значення. Вони дозволяють зрозуміти і пояснити багато явищ і в космосі і в мікросвіті. Класичною механікою введені в науку найважливіші фізичні поняття: В«масаВ», В«силаВ», В«ІмпульсВ» (кількість руху), енергія і ін особливо відзначимо, що закони збереження енергії та імпульсу не знають винятку в будь-яких явищах макро-і мікросвіту. Закони класичної механіки складають наукову основу техніки багатьох галузей народного господарства: будівництва, машинобудування, транспорту та ін тому вивчення динаміки слід повною мірою використовувати в цілях політехнічного навчання учнів. Показуючи наукову і практичну значимість законів механіки, потрібно разом з тим у доступній формі дати учням первісні поняття та про межі застосування. Вчителю слід пам'ятати, що був час, коли закони класичної механіки здавалися всеосяжними і здатними пояснити і описати всі явища природи. Наочні образи, представлення і поняття, почерпнуті учнями в нашому житті, і тепер наштовхують їх на В«механічнуВ» трактування і В«механічніВ» образи при вивченні питань фізики, де вони незастосовні. Багато явищ природи не можуть бути зведені тільки до механічного взаємодії тіл вже тому, що матерія в природі існує не тільки у вигляді речовини, але і у вигляді поля. Явища, наприклад, в електромагнітному полі підкоряються законам Максвелла, а не законам Ньютона. Але і руху, з якими ми пов'язуємо певні фізичні тіла, не завжди можуть бути пояснені законами Ньютона. Класична механіка не може задовільно описати руху множествачастіц - молекул, пояснити закони, яким підкоряються елементарні частинки, рух тіл зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Відповідні закони встановлюються статистичної механікою, квантовою механікою і теорією відносності. Певні відомості про даних розділах сучасної фізики учні отримують у старших класах. Однак деякі початкові уявлення про межі застосування законів Класичної механіки учні повинні отримати вже на самому початку вивченні фізики.
При цьому учні повинні усвідомити, що успіхи сучасної науки зовсім не заперечують і не закреслюють механіку Ньютона. Більш того (згідно з принципом відповідності), вони стверджують непорушність її законів для певних граничних умов: класична механіка - це механіка макротіл, що рухаються зі швидкостями, далекими від швидкості світла. Дані умови виконуються у величезній сфері практичної та наукової діяльності людини на Землі і в космосі. У цьому і полягає неминуще значення механіки Ньютона.
При вивченні динаміки в VIII класі слід взяти до уваги знання учнів з механіки, отримані в VI класі, а також їх життєвий досвід і уявлення.
Основний зміст навчального матеріалу видно спадщини можливого варіанту зразкового поурочного планування теми:
1-й урок. Поняття з динаміці. Закон інерції. Короткі відомості про життя та науковому подвиг Галілео Галілея.
2-й урок. Взаємодія тел. Прискорення тіл при взаємодії.
3-й урок. Маса тіл як міра їх інерційних властивостей.
4-й урок. Маса тіл як міра їх гравітаційних властивостей.
5-й урок. Визначення маси тел зважуванням. Сила.
6-й урок. Другий закон Ньютона. Одиниця сили в СІ.
7-й урок. Вимірювання сил. Динамометр. Додавання сил.
8-й і 9-й урок. Поглиблення і закріплення матеріалу на другий закон Ньютона. Рішення задач.
10-й урок. Третій закон Ньютона. Рішення задач.
11-й урок. Повторень і узагальнення пройденого (короткі відомості про життя та наукової діяльності І. Ньютона).
З історії відкриття закону інерції. При вивченні даного матеріалу безсумнівну користь принесуть відомості з історії відкриття закону інерції. В адаптованому вигляді вони можуть бути використані і на першому, і на наступних уроках, а також на позакласних заняттях.
Повсякденні спостереження і практичний досвід приводили людину до думки про те, що тіла не приходять в рух самі собою. Для переміщення тіл їх треба тягнути, штовхати, словом докладати до них деяку В«силуВ». Аристотель (384-322) називав такі рухи насильницькими і вважав, що вони припиняються по припиненню дії сили. Звідси випливав висновок: рух тіл обумовлено дією на них сил. Помилка таких міркувань, як відомо, полягає в тому, що в них не беруться до уваги сили, що перешкоджають руху.
Поряд із зазначеними поглядами поступово виникла думка про те, що існує і якась В«внутрішняВ» сила, відповідальна за рух тел. В«Усяке рух, - писав Леонардо да Вінчі (1452-1519), - прагне до свого збереження, або кожне тіло рухається постійно, поки в ньому зберігається дія його двигуна В». Інший італійський вчений Джованні Батіста Бенедетті (1530-1590) ввів В«уявлення проВ« імпето В» (В«ВраженняВ»), сохраняющемся в тілі, якому повідомляється швидкість. Наступний крок робить Галілео Галілей (1564 - 1642). Він детально вивчив рух тіл по похилій площині. Галілей експериментально довів, що куля скочується по похилій площині прискорено, а піднімається уповільнено. На цій підставі він зробив висновок: В«Коли тіло рухається по горизонтальній площині, не зустрічаючи ніякого опору руху, то ... рух його є рівномірним і тривало б нескінченно, якби площину простягалася в просторі без кінця. Галілей ще не дасть загального формулювання принципу інерції. Він пов'язує відкрите їм властивість тіл тільки з їх рухом у горизонтальному напрямку (і помилково з рухом по ідеально гладкій поверхні земної кулі). Але він Перша розуміється явище інерції настільки глибоко і правильно застосовує його. У його формулюванні вперше проводиться абстрагування від опору руху тел. Однак Галілей ще не розташовує узагальненим поняттям сили і не приймає в явному вигляді до уваги сили реакції опори і силу тяжіння.
Вперше від дії тяжіння абстрагується Рене Декарт (1596-1650). В«Вважаю, - писав він, - що природа руху така, що, якщо тіло прийшло в рух, вже цього достатньо, щоб воно його продовжувало з тією ж швидкістю і в напрямку топ ж прямої лінії, поки воно не буде зупинено або відхилено небудь інший причиною В».
На новий щабель узагальнення, спираючись на праці своїх попередників, і перш за все Галілея, закон інерції підняв І. Ньютон, який включив його в число найважливіших трьох аксіом або законів руху в наступному вигляді: всяке тіло продовжує утримуватися в своєму стані спокою або рівномірного прямолінійного руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінити цей стан.
Оскільки всякий рух відносно, виникає питання: що взяти за систему відліку? Рух одного і того ж тіла в одній системі відліку може бути рі...
