Взаємодія тіл. Сила. Результат дії сили: зміна швидкості або деформація тіла
Мета : ввести поняття сили як кількісної характеристики взаємодії тіл; формувати знання про її одиниці; про графічне зображення сили в певному масштабі, розвивати логічне мислення.
Тип уроку : вивчення нового навчального матеріалу.
Унаочнення : демонстрування прикладів вимірювання сил.
Обладнання : демонстраційний динамометр.
Очікувані результати
Після уроку учні:
– будуть знати поняття сили як кількісної характеристики взаємодії тіл; її одиниці;
– навчаться графічно зображувати сили в певному масштабі.
ХІД
I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП
II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ
1. У чому виявляється дія одного тіла на інше?
2. Наведіть приклади, які показують, що швидкість тіла змінюється внаслідок дії на нього іншого тіла.
3. Від чого відштовхується космонавт у космосі, щоб змінювати свою швидкість, маневрувати?
III. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Задовго до цього уроку ви чули такі вирази: “сила волі”, “сила звички”, “сила почуття”, “сила струму”, “сильний вітер”, “сильна людина” тощо. Що ж таке сила?
IV. СПРИЙНЯТТЯ ТА ЗАСВОЄННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Взаємодія тіл і сили
Із
1. Рукою або ракеткою можна зупинити м’яч, який летить, або змінити напрямок його руху.
2. Штовхаючи вагонетку, її рухають. У цьому випадку швидкість вагонетки змінюється під дією руки людини.
3. Шматок заліза, що лежить на корку, опущеному у воду, притягуючись магнітом, починає рухатися. У цьому разі магніт є тим тілом, яке змінює швидкість заліза й корка.
4. Спортсмен у човні, працюючи веслами, взаємодіє з водою, відкидаючи її веслами назад. При цьому човен рухається вперед.
5. Гвинти вертольота відкидають повітря вниз, внаслідок чого вертоліт з вантажем здіймається вгору.
6. Космонавт для зміни свого положення у відкритому космосі використовує балон зі стиснутим газом. Струмина газу, що витікає з балона, взаємодіє з ним, відштовхуючи його і разом з ним космонавта у протилежний бік. У цих прикладах швидкість тіла змінюється під час його взаємодії з іншими тілами.
7. Деформація тіл і зміна їхньої швидкості під час взаємодії зазвичай взаємопов’язані і відбуваються одночасно. На рисунку зафіксований момент удару тенісної ракетки по м’ячу. Добре видно, що зміна швидкості м’яча та його деформація відбуваються одночасно.
Усі тіла падають на поверхню Землі. Це результат гравітаційної взаємодії – притягання всіх тіл до Землі. Аналогічно взаємодіють і небесні тіла – планети і зорі. Завдяки взаємному притяганню вони рухаються по своїх орбітах.
У фізиці часто говорять, що на тіло діє сила або до тіла прикладена сила.
Одне на одного діють не тільки дотичні тіла. Наприклад, Земля притягає птахів у повітрі, не торкаючись їх. Тоді постає питання: як дізнатися, що на тіло діє сила? Існують ознаки дії сили: зміна швидкості або напрямку руху тіла, зміна форми або розмірів тіла. Наприклад, припинивши змахувати крильми, птах буде летіти не тільки вперед, але й униз. Тобто тіло птаха змінить напрямок руху. У міру падіння птаха швидкість руху його тіла також не буде залишатися постійною: вона буде збільшуватися.
2. Вимірювання сил. Одиниця сили
Сила не тільки змінює швидкість руху тіл, а й спричинює деформацію їх. Як же дізнатись, у якому із випадків потрібна більша сила, щоб зрушити тіло з місця чи підняти його? Пропонуємо учням скористатись для цього пружиною. Аналогічно визначаємо, яке з двох тіл має більшу масу. Отже, виявляється, що пружину зручно використовувати як еталон для вимірювання сили. За видовженням пружини можна робити висновок про її величину.
Ми знаємо, що сила – причина зміни швидкості тіла, тому За міжнародною угодою за одиницю сили взято силу, яка за 1 с змінює швидкість тіла масою 1 кг На 1 м / C. За одиницю сили приймають 1 ньютон (1 Н). Цю одиницю названо на честь великого англійського фізика І. Ньютона.
3. Сила – векторна величина
Знаючи тільки числове значення сили, ще не можна вказати, яким буде результат її дії. Важливо знати напрямок сили і точку її прикладання. Величини, які, крім числового значення (модуля), мають напрямок, називають векторними величинами. Векторні величини позначають відповідними буквами зі стрілкою.
Сила – величина векторна і в кожний момент часу характеризується: 1) значенням; 2) напрямком у просторі; 3) точкою прикладання.
4. Графічне зображення сили
На рисунках сили зображають у вигляді відрізка прямої зі стрілкою на кінці, яка показує напрямок сили. Початок відрізка є точкою прикладання сили. Довжина відрізка умовно означає в певному масштабі модуль сили.
Зобразимо силу F = 50 Н.
Наприклад, F = 50 Н спрямована вліво.
1. Вибираємо точку.
2. Проводимо пряму в напрямку дії сили.
3. Вибираємо одиничний відрізок.
4. Відкладаємо чисельне значення сили.
5. Зображаємо силу стрілкою.
V. ОСМИСЛЕННЯ ОБ’ЄКТИВНИХ ЗВ’ЯЗКІВ
Розв’язування задач
1. Двоє хлопчиків везуть санки. Один штовхає санки ззаду із силою 20 Н, а другий тягне їх за мотузку із силою 30 Н. Зобразіть прикладені сили графічно, вважаючи, що вони напрямлені горизонтально.
2. Зобразіть графічно дві сили 50 Н і 20 Н, що прикладені до однієї точки тіла і діють під кутом 90° одна до одної.
VI. УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ
Вправа “Своя опора”
Учні самостійно складають опорний конспект вивченої теми. Потім обмінюються опорними конспектами із сусідом по парті й проговорюють тему за опорним конспектом сусіда.
VII. ПІДСУМКИ УРОКУ
Інтерактивна вправа “Результат”
Учні по черзі роблять висновки про те, чого вони навчилися на уроці, якого результату досягли.
VIII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
– Опрацювати відповідний параграф підручника, виконати задачі та вправи до параграфа.
– Розв’язати задачу.
Зобразіть графічно силу 5 Н, яка діє на тіло в точці горизонтально справа наліво, і силу 6 Н, яка діє в протилежному напрямку (масштаб: 0,5 см – 1 Н). У якому напряму буде рухатись тіло? Чому дорівнює модуль сили, що спричинює його рух?
