Обобщающий урок для 10 класса «Значение законов Ньютона»

Тема урока: «Значение законов Ньютона»

Класс 10.

Тип урока: Обобщающий урок.

Вид урока: урок-практикум.

Цели:

Образовательные: В интересной форме познакомить учащихся с биографией Исаака Ньютона. Повторить основные законы движения, сформулированные Ньютоном. Проверить качество изученных законов при решении задач. Развивающие: содействовать развитию речи, мышления, овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.

Воспитательные: формировать исторический взгляд на развитие техники, познавательный интерес; положительной мотивации к учению; дисциплинированности эстетического восприятия мира.

Задачи: заинтересовать учеников к физике.

Методы обучения: информационно – сообщающий, решение задач.

Межпредметные связи: алгебра, история, техника.

Материально- техническое оснащение:

Мультимедиа проектор, экран, презентация к уроку, плакат «Алгоритм решения задач по динамике»; Портреты Аристотеля, Н. Коперника, Г.Галилея, Р. Гука, Р.Декарта, Дж. Бруно, И. Кеплера, И. Ньютона.

Демонстрации: демонстрационные и лабораторные динамометры, набор грузов, наклонная плоскость, секундомеры, сосуд с неньютоновской жидкостью.

На доске: название темы.

Время: 45 минут

План урока:

Этапы урока

Ход урока:

I. Организационный момент

Проверка готовности класса к уроку.
Настрой на работу.

Учитель:
В окружающем нас мире мы наблюдаем, что движение тел начинаются и прекращаются, становятся более быстрыми и, наоборот, более медленными, что изменяется направление движения. Во всех этих случаях происходит изменение движения, т.е. изменение скорости тела. Это означает, что появляется ускорение. Понятно, насколько важно уметь находить (вычислять) ускорения, без этого нельзя решать задачи механики, нельзя управлять движением. Но чтобы находить ускорения, нужно управлять движением. Но чтобы находить ускорения, нужно знать, почему и как они возникают. Физика вообще всегда стремится выяснить, не только как происходит то или иное явление, но и почему оно происходит, почему оно происходит так, а не иначе.

Механика была первой в истории физики (да и вообще науки) законченной теорией, правильно описывающей обширный класс явлений — движения тел. Один из современников Ньютона, А. Поп, так выразил свое восхищение этой теорией в стихах (перевод С. Я Маршака):

Был этот мир
Глубокой тьмой окутан.
Да будет свет!
И вот явился Ньютон.

II. Постановки целей и задач урока. (слайд 1)

Учитель: Механика была первой в истории физики (да и вообще науки) законченной теорией, правильно описывающей обширный класс явлений — движения тел. Один из современников Ньютона, А. Поп, так выразил свое восхищение этой теорией в стихах (перевод С. Я Маршака):

Был этот мир
Глубокой тьмой окутан.
Да будет свет!
И вот явился Ньютон.

Учитель: Цель, которую мы сегодня ставим перед собой – изучить биографию Ньютона, подробно рассмотреть алгоритм решения задач, с помощью законов Ньютона.

III. Повторение пройденной темы. (слайд 2)

Земная механика многим обязана гению Ньютона. Он сформулировал три закона движения тел, с помощью которых механики до сих пор рассчитывают самые сложные конструкции, определяют скорость и ускорение многочисленных механизмов и транспортных средств, оценивают прочность конструкций. Законы Ньютона позволяют нам теперь ответить на многие вопросы «почему», которые я задаю вам:
1. Почему, при каких условиях тело совершает прямолинейное равномерное движение или находится в покое? Ответ дает 1-й закон Ньютона (ученик дает формулировку закона).

2. Почему и при каких условиях тело движется равноускоренно? Ответ дает на этот вопрос 2-й закон Ньютона (ученик зачитывает формулировку закона).
3. Как вообще возникает сила? Ответ на этот вопрос дает 3-й закон Ньютона (ученик зачитывает формулировку закона).

Однотипные задачи (условия записаны на экране).
Законы движения выражаются простыми, на первый взгляд, формулами, но содержится в них необыкновенно много. Ведь вокруг нас происходят самые разнообразные движения.

Учащиеся приводят примеры: течет вода в реках, низвергаются водопады, проносятся над землей ветры и ураганы, мчатся по дорогам автомобили, ходят по морям корабли, летают в воздухе самолеты, в космическом пространстве движутся галактики, звезды, планеты, созданные человеком космические корабли.

И эти движения, и тела, которые их совершают, не похожи друг на друга! Различны и силы, действующие на них. Но для всех движений и тел справедливы законы Ньютона, которые вышеприведенными математическими выражениями, на вид такими простыми.

Физика!
Какая емкость слова!
Физика — для нас не просто звук.
Физика – основа и опора
Всех, без исключения наук!

Законы Ньютона позволяют решить любую задачу механики. Но как? Пусть помогут нам законы Ньютон.
IV. Импровизация.

Учитель:

— Он родился вьюжной зимой 1643 года, после Рождества, когда метель особенно тоскливо выла в высоких каминных трубах Вулсторна.

Сценка 1. /Кэтрин — служанка//Джейн — служанка Ньютонов/

Кэтрин: Хэлло, Джейн! В такую погоду даже хорошие слуги плохих господ сидят дома.

Джейн: О, Кэтрин, как я с тобой согласна. В такую метель я бы тоже с удовольствием посидела на кухне, но моя хозяйка Анна Ньютон…

Кэтрин: Да, да! Я хорошо знаю твою хозяйку и поэтому хочу тебя спросить… Она скоро должна родить?

Джейн: Господи да ведь ты ничегошеньки не знаешь. Сегодня, в обед, у нее начались схватки, а четверть часа назад она родила сына.

Кэтрин: Так почему ты на улице? Куда ты направляешься?

Джейн: Меня послали сбегать в соседнюю деревню..,

Кэтрин: Что-то с матерью?

Джейн: Нет! С ее новорожденным сыном…

Кэтрин: Что такое?

Джейн: Понимаешь, он родился преждевременно и очень слабый. Когда я побежала, он едва дышал, и головка его безжизненно свисала на жаркую цыплячью грудку — тоненькая шейка не выдерживает тяжести…

Кэтрин: Господи! У этого Ньютона потомство такое слабое!

Джейн: Но это еще не все. Он родился такой маленький, что его можно искупать в кружке…

Кэтрин: Бедная Анна! Ну, беги.

Джейн: Да, по-моему, можно не торопиться…. Я уверена, что его душа вознеслась на небеса

/Расходятся в разные стороны/.

Учитель:

Но он как-то выжил и странно, за всю свою долгую жизнь почти никогда не болел, к 84 годам потерял лишь один зуб.

Он не знал своего отца, который умер до его рождения. Когда ему было 3 года, отчим с матерью уехали, а мальчик остался с бабушкой. Так они и жили — в маленьком сельском домике из серого камня, окруженном редким плетнем.

Он окончил сельскую школу и мог удовлетвориться этим, но, к счастью, родные послали его в Королевскую школу в Грэнтэм — маленький городок в десяти милях от родной деревушки. Поселился Исаак у дальнего родственника — аптекаря Кларка.

В Тринти — колледже, в Кембридже, он живет как-то незаметно, сторонится веселых студенческих компаний, избегает вечеринок. Из-за отсутствия денег на учебу становится сайзером (сайзеры — бедные студенты, обучаемые бесплатно, прислуживающие мастеру колледжа или старшим членам учебного совета).

Учился он как-то тоже незаметно, средне, и невозможно проследить, как буквально за несколько лет происходит это сказочное превращение вчерашнего провинциального школьника в самостоятельного и оригинального исследователя.

Потом, спасаясь от ужасов чумы (в одном только Лондоне сожгли 31 тысячу трудов), он уезжает на два года в родную деревушку.

В апреле 1695 года, когда Ньютон был смотрителем лондонского монетного двора, необыкновенный гость из Росси трижды приезжал туда, чтобы познакомиться с техникой чеканки монет (пресс для чеканки монет был изготовлен Ньютоном). Окружающие называли его “десятником”, но относились с большим уважением. И, наверное, они встретились там, в деревне Тауэре — царь Петр и Исаак Ньютон,

Ньютон умер 31 марта 1727 года в Кенсингтоне, под Лондоном. Каменная болезнь почек жестоко мучила его, но здесь как будто утихла, он смеялся, беседовал с врачом, читал газеты. А ночью тихо умер. Угас.

V. Основная часть. (слайд 3)

Учитель: Законы движения были сформулированы, а не открыты Ньютоном. Дело в том, что изучением движения занимались многие учен6ые, жившие до него. Ньютон писал в одном из своих писем английскому физику Р. Гуку, ученик читает: «Если я видел дальше, чем другие, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов».

Учитель:

Законы Ньютона позволяют людям не только изучать движения, но и управлять ими.

Например, ученым, которые управляют полетом космического корабля, необходимо знать положение корабля в любой момент времени. Они узнают его, пользуясь упоминавшейся «цепочкой» (указываю на доску). Им известно начальное положение корабля на стартовой площадке и его начальная скорость. Им известно начальное положение корабля на стартовой площадке и его начальная скорость. Им известны и силы, действующие на корабль в любой точке траектории. Пользуясь этими данными, они решают задачу механики применительно к космическому кораблю. Но сил, действующих на корабль, очень много, они все время, изменяются, и вычислять надо не одну координату, а все три — движение происходит в пространстве. Поэтому вычисления настолько сложны, что приходится привлекать на помощь ЭВМ.

В школе при изучении механики мы решаем более простые задачи. Давайте вспомним, в какой последовательности они решаются, (вспомним алгоритм).

Решение задач (10 – 20 мин.).

Учитель (после сбора тетрадей учащихся):

Снова возвращаемся к законам движения тел. Приведите примеры проявления этих законов в обыденной жизни (по 2 – 3 примера на каждый закон).
Обобщая эти примеры, следует отметить, что законы движения надо и знать и помнить машинистам поездов, водителям автомашин и вообще всем, кто управляет транспортными средствами, а также пешеходам, пересекающим оживленную улицу, — ведь для остановки движущихся тел нужны время и пространство.
Повторение правил дорожного движения.

VІ. Физкультминутка. Гимнастика для рук и глаз.

Утром рано он закрыт,

Но к полудню ближе

Раскрывает лепестки,

Красоту их вижу.

К вечеру цветок опять

Закрывает венчик, И теперь он будет спать

До утра как птенчик.

VІІ. Практическая работа.

Учитель:
Вспомним, какие силы мы рассматриваем, которые действуют на предполагаемый груз:

1. Сила тяжести F тяж. – сила, с которой все тела притягиваются к Земле.

2. Сила упругости F упр. — сила, возникающая при деформации пружины.
Когда тело покоится на Земле.
|F тяж.| = |F упр.|.

3. Вес тела P – сила, действующая на подвес.
Когда тело покоится на Земле. P = mg.

4. Сила тяги F тяги – сила, вызывающая движение.

5. Сила трения F тр. – сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого.

|F тяги| = |F тр.|, если V= const

С помощью динамометра измерим все силы, действующие на предлагаемый груз.
После выполнения работы результаты проверяются.

Учитель:
Бурно развивающаяся техника требует решения ряда научных проблем, в первую очередь в механике. Ньютон видел в науке важный способ совершенствования производства. Вот что об этом он написал…

Ученик–Ньютон читает по плакату:

«Если дети будут хорошо обучены и воспитаны опытными учителями, то со временем народ получит более умных моряков, кораблестроителей, архитекторов, инженеров и лиц всевозможных математических профессий для работы, как на море, так и на суше».

Учитель:
Эти слова ученого не потеряли своего значения и в наше время. Изучая основы динамики, вы должны овладеть ее основными понятиями и законами, научиться решать задачи и, что особенно важно, знать применение законов динамики в технике. Это поможет вам в дальнейшем понять принципы устройства и работы тех машин и механизмов, с которыми придется иметь дело на производстве, в армии, в быту.

VІІІ. Подведение итогов урока.

Учитель: Оценивая Вашу работу на уроке, я увидела, что практически каждый из вас внес вклад в наш урок. Мне очень понравилось с вами работать, спасибо за внимание. До свиданья.

(слайд 13) Домашнее задание: повторить § .

Приложение 1.

Слайд 1. Слайд 2.

Слайд 3. Слайд 4.

Слайд 5. Слайд 6.

Слайд 7. Слайд 8.

Приложение 2.

Слайд 9. Слайд 10.

Слайд 11. Слайд 12.

Слайд 13.