Законы Ньютона

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

PowerPoint Presentation:

Урок по теме: Законы Ньютона.

PowerPoint Presentation:

Основные законы классической механики Законы Ньютона I Закон II Закон III Закон

Первый закон Ньютона. Инерция :

Первый закон Ньютона. Инерция

Цель::

Цель: Повторение основных понятий , графиков и формул, связанных с первым законом Ньютона

Динамика – раздел механики:

Динамика – раздел механики Динамикой называют раздел механики , в котором изучают различные виды механических движений с учетом взаимодействия тел между собой . Основы динамики составляют три закона Ньютона , являющиеся результатом обобщения наблюдений и опытов в области механических явлений, которые были известны еще до Ньютона и осуществлены самим Ньютоном .

Ограничения динамики:

Ограничения динамики Законы динамики Ньютона (иначе называемой классической динамикой ) имеют ограниченную область применимости . Они справедливы для макроскопических тел , движущихся со скоростями, много меньшими, чем скорость света в вакууме

Инерция:

Инерция Такие случаи практически не возможны , поэтому движе-ние по инерции – это идеальный случай , к кото-рому реальные движения могут приближаться в той или иной мере. Явление сохранения скорости тела, когда на тело в направлении движения не действуют никакие другие тела , называется инерцией .

Первый закон Ньютона:

Первый закон Ньютона Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЬЮТОНА:

ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЬЮТОНА По книге: И. Ньютон. Математические начала натуральной философии. пер. с лат. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна . Во-первых , термин « тело » надо заменить на « материальная точка », так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил может совершать и вращательное движение. Во-вторых , и это главное, Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта , то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает .

Примеры:

Примеры Равнодействующая равна нулю Равнодействующая равна нулю Равнодействующая равна нулю

Инерциальные системы отсчета:

Инерциальные системы отсчета Так как движение и покой относительны , в различных системах отсчета движение изолированного тела будет разным . В одной системе отсчета тело может находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью , в другой системе это же тело может двигаться с ускорением. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называют инерциальными системами отсчета . Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем

Алгоритм решения типовой задачи::

Алгоритм решения типовой задачи: 1 . Кратко записываем условие задачи. 2. Изображаем условие графически, указав действующие на тело (точку) силы. 3. Корректируем и обозначаем на рисунке систему отсчета. 4. Проводим решение, применяя 1 закон Ньютона. 5. Записываем ответ.

Пример решения: :

Пример решения: Кратко записываем условие задачи. Изображаем условие графически, указав действующие на шар силы. Рисуем начальные условия. На рисунке сразу обозначаем систему координат. Проводим общее решение, применяя 1 закон Ньютона. В соответствии с этим законом, шар будет сохранять состояние равномерного прямолинейного движения относительно Земли . Пока скорость каюты будет постоянной, он будет с точки зрения наблюдателя в каюте, выглядеть неподвижным . К потолку каюты равномерно идущего теплохода подвешен тяжелый шар. Какое произойдет изменение его положении, если теплоход : а ) ускорит ход; б) повернет в сторону; в) уменьшит ход?

а) Пароход увеличивает скорость. :

а) Пароход увеличивает скорость . В системе отсчета, связанной с землей, это будет выглядеть так, как будто бы пароход начал уходить от шара вперед. Движение каюты начнет опережать движение шара и уведет верх подвеса вперед, шар отстанет.

б) Пароход поворачивает в сторону. :

б) Пароход поворачивает в сторону . В системе отсчета, связанной с землей, это будет выглядеть так, как будто бы пароход начал уходить от шара в сторону, а шар будет оставаться на месте. Движение каюты уведет верх подвеса в сторону, шар отклонится в каюте в сторону, противоположную повороту.

в) Пароход уменьшает скорость. :

в) Пароход уменьшает скорость. Шар по инерции будет продолжать движение и уведет низ подвеса вперед. Движение каюты будет отставать от движения шара Ответ. С точки зрения наблюдателя в каюте при увеличении скорости парохода произойдет отклонение шара назад, при повороте - отклонение в сторону, противоположную повороту, при уменьшении скорости - отклонение вперед.

Связь графиков:

Связь графиков при отсутствие действия сил – это графики прямолинейного равномерного движения t , с F , Н 0 t , с t , с t , с 0 0 0 S , м а, м/с 2 V , м/с Равнодействующая сил равна нулю Тело движется без ускорения Скорость постоянна График движения прямая Расчетная формула : s = vt

Сущность первого закона Ньютона может быть сведена к трём основным положениям::

Сущность первого закона Ньютона может быть сведена к трём основным положениям: Все тела обладают свойствами инерции ; существуют инерциальные системы отсчёта, в которых выполняется первый закон Ньютона; движение относительно если тело   А   движется относительно тела отсчета   В   со скоростью  υ, то и тело   В , в свою очередь, движется относительно тела   А  с той же скоростью, но в обратном направлении  υ = – υ'.

ИТОГИ::

ИТОГИ: Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока приложенные к нему внешние силы не изменят это состояние Закон инерции

Второй закон Ньютона. Инерция:

Второй закон Ньютона. Инерция

Цель::

повторение основных понятий, графиков и формул, связанных со вторым законом Ньютона. Цель:

Сила – причина ускорения:

Сила – причина ускорения Сила , приложенная к телу, является причиной его ускорения .

Ускорение обратно пропорционально массе:

Ускорение обратно пропорционально массе Опыт показывает, что ускорения, сообщаемые телам одной и той же постоянной силой, обратно пропорциональны массам этих тел.

PowerPoint Presentation:

Ускорения, сообщаемые телам одной и той же постоянной силой , обратно пропорциональны массам этих тел

Ускорение прямо пропорциональным силе:

Ускорение прямо пропорциональным силе При действии разных по модулю сил на одно и то же тело, его ускорение оказывается прямо пропорциональным силе .

PowerPoint Presentation:

Ускорение прямо пропорциональным силе

Второй закон Ньютона:

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона:

Второй закон Ньютона II закон Ньютона: В инерциальной системе отсчета ускорение тела прямо пропорционально векторной сумме всех действующих на тело сил и обратно пропорционально массе тела:

Примеры: :

Примеры: силы, действующие на самолет, и направление вектора скорости в какой-то момент времени ( F  – сила тяги,  F c  – сила лобового сопротивления,  F т  – сила тяжести,  F п  – подъемная сила). будет двигаться самолет дальше, если: a)  F т  =  F п ,  F  =  F с Самолет будет двигаться равномерно, прямолинейно, т.к. действие всех сил скомпенсировано; б)  F т  =  F п ,  F  >  F с Самолет будет двигаться прямолинейно, ускоренно (увеличивать скорость), т.к. равнодействующая всех сил направлена по направлению скорости; в)  F т  >  F п ,  F  =  F с  Самолет будет двигаться ускоренно криволинейно вниз, т.к. равнодействующая всех сил направлена вниз; г)  F т  <  F п ,  F  =  F с  самолет будет двигаться ускоренно криволинейно вверх, т.к. равнодействующая всех сил направлена вверх.

PowerPoint Presentation:

Используем проекции на координатную ось γ m∙m 2 /r 2 = ma Примеры: F т – rv = ma

Еще один хороший пример проявления второго закона Ньютона мы можем привести, если перепишем его следующими словами::

Еще один хороший пример проявления второго закона Ньютона мы можем привести, если перепишем его следующими словами: Сила равна произведению массы на скорость, деленному на время. Эта формулировка особенно полезна спортсменам: она объясняет, как, например, надо ловить мяч, чтобы его не упустить или чтобы он не очень сильно ударил ловящего. Надо расслабить все мускулы, податься с мячом немного назад. Правильное поведение увеличивает время ловли мяча и тем уменьшает удар.

Упражнение: Используя второй закон Ньютона, объясните::

Упражнение: Используя второй закон Ньютона, объясните: а) Почему падение на мерзлую землю опаснее, чем на рыхлый снег? б) Почему прыгнув с высоты нескольких этажей на натянутый брезент, можно остаться невредимым?

Рассмотрим более сложный пример:

Рассмотрим более сложный пример

1. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2 :

1. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 30 0 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с 2 α Х У mg N F т F т h a mg x = - mg sin α N x = 0 F т x = F т F тр x = - F тр mg y = - mg cos α N y = N F т y = 0 F тр y = 0 - mg sin α + F т - F тр = m a - mg cos α + N = 0 a x = a a y = 0

Алгоритм решения задач динамики :

Алгоритм решения задач динамики Изобразите силы, действующие на каждое тело в инерциальной системе отсчета. Запишите для каждого тела второй закон Ньютона в векторной форме. Выберите координатные оси. (Если известно направление ускорения, то целесообразно направить одну ось вдоль ускорения, а вторую перпендикулярно ему.) Проецируя второй закон Ньютона на координатные оси, получите систему уравнений для нахождения неизвестных величин. Решите систему уравнений, используя аналитические выражения для всех сил и дополнительные условия. Y

Итоги::

Итоги:

Третий закон Ньютона:

Третий закон Ньютона

Цель::

повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с третьим законом Ньютона. Цель:

Силы взаимодействия двух тел:

Силы взаимодействия двух тел

В инерциальных системах отсчета все силы возникают только парами:

В инерциальных системах отсчета все силы возникают только парами Силы взаимодействия между гирей и скамьей Силы взаимодействия между человеком и землей при ходьбе Силы взаимодействия между Землей и Луной Силы взаимодействия между сгоревшими газами и ракетой

PowerPoint Presentation:

Действие силы тяжести и архимедовой силы на тело, погруженное в жидкость

Тела действуют друг на друга с силами, противоположно направленными:

Тела действуют друг на друга с силами, противоположно направленными

Вывод:

Вывод Обе пружины действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению F 1 F 2

PowerPoint Presentation:

Силы взаимодействия на примере динамометра

PowerPoint Presentation:

Силы, с которыми тела действуют друг на друга , равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны .

PowerPoint Presentation:

Третий закон Ньютона справедлив и в случае взаимодействия на расстоянии Дополнение

Обратите внимание:

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 .

PowerPoint Presentation:

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

PowerPoint Presentation:

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 :

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:

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

Случай системы связанных тел:

Случай системы связанных тел Выделим пары сил 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::

Итоги: Третий закон Ньютона отражает тот факт, что сила есть результат взаимодействия тел, и устанавливает, что силы, с которыми действуют друг на друга два тела, равны по величине и противоположны по направлению.

PowerPoint Presentation:

§ 14-а . Первый закон Ньютона . Учебник "Физика-9". Физика. Ру . //[Электронный ресурс] // http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14a.htm § 7 . Первый закон Ньютона . Инерциальные системы отсчета. Социальный навигатор. Справочник для абитуриентов, ищущих работу молодежи //[Электронный ресурс] // http://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/dyn/dyn7.html 1 закон Ньютона. Движение тела при отсутствии сил, при равенстве нулю равнодействующей. UMS //[Электронный ресурс] // http://izotovmi.chat.ru/Fizika/Mehanika/zdina030.htm Гутник , Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник , А. В. Перышкин . - М.: Дрофа, 2009. – 302 с. § 14-а. Первый закон Ньютона. Учебник "Физика-9". Физика. Ру . //[Электронный ресурс] // http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14a.htm § 7. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Социальный навигатор. Справочник для абитуриентов, ищущих работу молодежи //[Электронный ресурс ] // http ://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/dyn/dyn7.html 1 закон Ньютона. Движение тела при отсутствии сил, при равенстве нулю равнодействующей. UMS //[Электронный ресурс] // http:// izotovmi.chat.ru/Fizika/Mehanika/zdina030.htm ЛИТЕРАТУРА

PowerPoint Presentation:

8. § 14-б. Второй закон Ньютона. Тема 14. Законы динамики. Учебник 9 класса. Физика.ру . //[Электронный ресурс]// http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14b.htm 9. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/4cef336c-d0fc-df93-3527-ce130a6bb0e7/00144675433969382.htm 10. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bc791-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_9.swf 11. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// files . school - collection . edu . ru / dlrstore /1 e 15840 d - b 62 b -4489- a 818-04 bc 3135735 f /9_202. swf 12. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// school - collection . edu . ru / catalog / res /6 b 58 d 576- f 1 f 7-4 ade - b 3 b 8-5 b 79 d 5 d 85 f 1 a / view / 13. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http :// school - collection . edu . ru / catalog / res / fefb 061 a - ccfb -400 f - b 788-7 e 9 e 72 f 54786/ view / Гутник , Е. М., Физика. 7 класс. Учебник

PowerPoint Presentation:

14. § 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 15. Гутник , Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник , А. В. Перышкин . - М.: Дрофа, 2009. – 302 с. 16. 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 17. 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 18 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 19 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 20 Тема 4. Законы Ньютона. / /[Электронный ресурс]// http://egephizika.26204s024.edusite.ru/DswMedia/mehanika4.htm 21 1.9 . Третий закон Ньютона. Открытая физика //[Электронный ресурс]// http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph9/theory.html

authorStream Live Help