4 631 перегляд(ів)

Урок фізика 8 клас: Інерція. Взаємодія тіл. Маса

Мета: сформувати знання учнів про яви­ще інерції, поняття про взаємодію тіл, поняття інертності і поняття маси, сформувати вміння  практично застосовувати їх при розв’язуванні задач, розвивати уяву та творчі здіб­ності учнів.

Основні поняття: інерція, швидкість, маса, кілограм, інертність.

Обладнання: похила площина, два візки, пісок, сталева пластина, нит­ки, сірники, тягарець.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Пані Природо!

Вас не можна перехитрити та обдурити,

але вас можна пізнати й зрозуміти,

щоб жити з Вами в мирі та злагоді.

М. Балашов

Хід уроку

  1. Розминка

Учитель звертає увагу учнів на епіграф уроку. Вони зачитують його, обговорюють.

  1. II. Актуалізація опорних знань.
  2. Аналіз контрольної роботи.
  3. Інтерактивна вправа «Коректор».

Вставте пропущені літери в термінах і сформулюйте їхні визначення:

Мех…ий р..х, шв…сть, ч…с, тр…ія, ш…х, пр.. .ий р.. .х, год.. .ик.

III. Мотивація та сприйняття навчального матеріалу

Є на світі люди діяльні, рухливі. Вони не можуть і хвилини всидіти на місці. У механіці такі тіла також зустрічаються. Не встигли на тіло дмухнути, а його на місці вже немає. Де поділося? Рушило, змінило свою швидкість. А ще у механіці відомі такі тіла, які з місця лег­ко не зрушиш. Штовхаєш, штовхаєш — і все дарма. Зате коли таке тіло розігнати, то все — тікай з дороги! Зупинити його так само важко, як і розігнати. Думав-гадав професор Галілей, як усе це коротко назвати. І назвав властивість тіла не відволікатися на дрібниці «бездіяль­ністю». А оскільки він української не знав, ви­користав слово з латини. «Бездіяльність» там читається як «інерція». Отож, ознайомимося з поняттям  «інерція».

Інерція.

Як ми вже з вами пригадали, механічний рух – це зміна положення тіла відносно ін­ших тіл. Механічні рухи супроводжують нас усюди, і відсутність руху навколо себе людина сприймає як катастрофу. Запитання, чому тіла рухаються, віддавна хвилювало мислителів і викликало не менше суперечок, ніж теорія бу­дови навколишнього світу. Перша теорія руху тіл була створена давньогрецьким мислителем Аристотелем.

Він помітив, що тіла нерухомі доти, доки на них не діють інші тіла. Це спостереження підтверджу­вали тоді і підтверджують зараз численні досліди: м’яч, що лежить на землі, починає рухатися тоді, коли на нього налетить інший м’яч або коли по ньому вдарять ногою. Але якщо на м’яч не діють інші тіла, то він сам не змінить своєї швидкості, не почне рухатися.

Зменшення швидкості руху та зупинка тіла та­кож не відбуваються самі собою, а спричиняються дією інших тіл. М’яч, що котиться, зупиняється внаслідок тертя об землю.

Напрям швидкості також змінюється під дією якого-небудь тіла. Кинутий м’яч змінює напрям руху від удару об стінку або руку.

Продемонструємо дослід. На столі похило вста­новлено дошку. На невеликій відстані від кінця дошки насипано купку піску. На похилу дошку поставимо візок. Візок, скотившись на стіл і по­трапивши в пісок, зупиняється. Вирівнявши пісок, знову пускають візок по дошці з попередньої ви­соти. Тепер візок, перш ніж зупинитися, пройде певну відстань. Отже, чим менша дія іншого тіла на візок, тим довше зберігається його рух, тим цей рух ближчий до рівномірного.

Отже, перший висновок Аристотеля був та­ким: спокій – це природний стан тіла. А поруши­ти свій природний стан спокою тіло може тільки тоді, коли на нього діють інші тіла.

Аристотель зробив також і другий висно­вок – навіть для того, щоб тіло рухалося рівною горизонтальною поверхнею, його треба штовхати або тягти.

Лише через 2000 років народився геніальний учений, фізик і математик Галілео Галілей, який засумнівався у правильності другого висновку Аристотеля. Якщо стосовно стану спокою він ціл­ком сприймав Аристотелеву точку зору, то на рух тіла рівною горизонтальною поверхнею у Галілея був свій погляд. Він довів, що тілу так само при­родно здійснювати горизонтальний рух із незмін­ною швидкістю, як і перебувати у стані спокою.

Відкрите Галілеєм явище  збереження тілом стану спокою або рівномірного і прямолінійного руху отримало назву інерції («інерція» в перекладі з латини означає «бездіяльність, нерухомість»).

Важлива характеристика механічного руху – його швидкість. Якщо швидкість тіла під час руху зовсім не змінюється, рух називається рівномірним. Зрозуміло, що швидкість тіла не змінюється і тоді, коли тіло взагалі не рухається: у цьому випадку вважають, що швидкість дорівнює нулю.

Про явище інерції можна сказати так: інерція це властивість тіла зберігати свою швидкість незмінною тоді, коли на нього не діють інші тіла.

Явище інерції, відкрите Галілеєм, виявилося настільки важливим, що на ньому, як на фундамен­ті, тримається все вчення про рух тіл. Через рік по смерті Галілея в Англії народився ще один ге­ній – Ісаак Ньютон, який створив нову науку – класичну механіку. Явище інерції відображається у класичній механіці в першому законі Ньютона.

Поняття взаємодії.

Звернімося до досліду.

До візка прикріпимо пружну пластинку. Пластинку зігнемо і зв’яжемо ниткою. Візок пере­буває в спокої відносно стола. Чи почне він руха­тися, якщо пластинка випрямиться? Перевірмо. Перепалимо нитку. Візок залишився нерухомим.

Тепер дослід повторимо, тільки з другого боку від пластинки поставимо ще один такий самий ві­зок. Коли перепалити нитку, обидва візки почнуть рухатися і роз’їдуться в різні боки. Отже, щоб змі­нити швидкість візка, потрібне друге тіло. Обидва тіла подіяли одне на одне, тобто можна сказати, що відбувається не просто дія, а взаємодія. Коли ви кулаком стукнете об стіл, то на ваш кулак також подіяв стіл і ви це відчули. Під час пострілу куля і рушниця взаємодіють і рухаються в різні боки. Відбувається явище відбою.

Іноді, прокинувшись уранці, ми маємо поганий настрій. І ми не можемо зрозуміти, звідки така напасть. А буває, що настрій псується, коли хтось штовхає нас у переповненому автобусі. Тоді ми знаємо, хто зробив нам зле. Ньютон у автобусах не їздив, але чітко знав, що говорити про силу можна лише за умови існування хоча б двох тіл: тоді зрозуміло, хто штовхається, а в кого псується настрій. Утім, сам же Ньютон і довів, що під час штовханини настрій у першого тіла також не по­кращиться – дія сили завжди супроводжується такою самою протидією!

Поняття інертності.

Звернімося знову до досліду.

Тепер на один із візків покладемо додатковий вантаж. Перепаливши нитку, ми бачимо, що візки роз’їжджаються з різними швидкостями. Більш навантажений ві­зок рухався з меншою початковою швидкістю і в результаті цього пройшов менший шлях. Чим ви можете це пояснити?

Цей дослід, а також повсякденний досвід свід­чить про те, що всі тіла мають спільну властивість: швидкість руху різних тіл у процесі їх взаємодії змінюється по-різному і протягом певного часу. Ця властивість тіл дістала назву інертності. Всі тіла інертні, але інертність різних тіл різна. Із двох тіл, що взаємодіють, інертність більша у того тіла, яке в результаті взаємодії повільніше змінює швид­кість. Отже, інертність – це швидкість зміни швидкості.

Характеристика інертності (маса).

Для характеристики інертності тіл використо­вують уже відому нам фізичну величину (здога­дайтесь, яку …) – масу.

Головне завдання маси як фізичної вели­чини – оцінити здатність тіла до інерції. Тіло малої маси легко змінює свою швидкість: вітерець дмухнув – пір’їна полетіла. Маса її маленька, здатність до інерції – не велика. А спробуйте дмухнути на свинцеву шротину – легко вона на цю дію не піддасться: маса шротинки більша, ніж маса пір’їни. Коли біжить носоріг, усі йому посту­паються дорогою. Тіло з такою масою зупинити непросто. Але й носорогу бажано знати закон інер­ції: розігнавшись, повернути праворуч або ліворуч буде нелегко.

Маса міра інертності.

Масу мають усі тіла – від порошинки до Галактики.

Масу тіл визначають зважуванням на терезах.

Під час зважування тіла його масу порівнюють із масою зразка (еталона).

Еталон маси.

Еталоном маси ще від часів французької рево­люції (1799 р.) було визнано один кубічний санти­метр води, узятий за температури 4 °С. Ця одиниця називалася грам. Для практичних потреб вона була замалою, і поруч із грамом використовувала­ся одиниця у тисячу разів більша – кілограм. Це рівно один кубічний дециметр, або один літр води, узятої за температури 4 °С. Возитися із водою дуже незручно, тому вчені виготовляли зі спеціального сплаву платини тіло у формі циліндра, обробляли і полірували його доти, доки він не зрівноважувався на шальках терезів одним літром води.

В усьому світі до еталонів фізичних величин ставляться дуже серйозно. Перший еталон кі­лограму у вигляді платино-іридієвого циліндра був виготовлений у Франції. Його помістили у Національному Архіві Франції і відтоді називають «кілограмом Архіву». У 1821 р. дві ретельно ви­готовлені копії міжнародного еталона кілограма були відправлені до США. Наприкінці XIX ст. Міжнародний конгрес видатних учених виконав величезну роботу з перегляду усіх еталонів. Тоді ж були виготовлені нові дублікати еталону маси і надіслані в різні країни світу.

Знадобилися спеціальні і дуже ретельні дослі­ди, які б засвідчили, що штучно обраний еталон маси підходить, як еталон інертних властивостей тіл. Фізики їх виконали, і тепер ніяких обмежень щодо застосування одиниці маси – кілограма – немає.

Зараз еталон кілограма зберігається у Міжнародному бюро мір і ваг, яке розміщене у па­лаці Бретель, що у місті Севр поблизу Парижа.

На практиці використовують і інші одиниці:

1 тонна (т) = 1000 кг,

1 центнер (ц) = 100 кг,

1 грам (г) = 0,001 кг,

1 міліграм (мг) = 0,000001 кг,

1 карат = 200 мг.

Способи визначення маси.

  1. Зважування.
  2. Порівняння швидкостей, яких набувають тіла в результаті взаємодії (можна визначити, у скільки разів маса одного тіла більша, ніж маса другого).
  3. Якщо тіло виготовлено з однієї речовини, то всі його частинки однакові і маса тіла дорівнює добутку маси однієї частинка на загальне число частинок

 (т = т 0N.)

  1. Якщо відомі густина та об’єм, то можна ви­значити масу за формулою т = ρ∙V

ІV. Осмислення об’єктивних зв’язків

Запитання – відповідь.

Учитель зачитує запитання, а учні по черзі намагаються дати  відповідь на  них.

Запитання:

  • Людина, що зістрибнула з підніжки трамвая під час його руху, пробігає декілька кроків уперед. Чому вона не може зупинитися одразу, як би їй цього не хотілося?
  •  В цирку клоун однією лівою піднімає здоро­венну гирю, на якій написано «500 кг». Насправді маса гирі значно менша. Визначте її масу, якщо відомо, що її об’єм 0,2 м3, а густина – 25 кг/м3.
  • Надягаючи молоток на руків’я, сокиру на со­кирище, мітлу або лопату на держало, ми вдаряємо цими палицями об землю. Поясніть.
  • Розкажіть та поясніть процес збивання по­казів медичного термометра.
  • Чи відрізняється маса трьох кубометрів дере­вини від маси трьох кубометрів диму?
  • Петрик їхав до бабусі електропоїздом, і всю дорогу над ним глумилися якісь два невідомі для нього явища. Одне з них на кожній зупинці електропоїзда штовхало Петрика вперед, а друге, коли вагон рушав, – штовхало його назад. Що це за бешкетливі явища, і чи може з ними впоратися транспортна міліція?
  • Чому під час пострілу снаряд і гармата на­бувають різних швидкостей?
  • Продовжте розповідь і поясніть: діти на санчатах з’їжджають з гори і наїжджають на пе­ньок…
  • На одній шальці терезів сидить Людоїд, маса якого 280 кг, а на другій, високо над землею, сто­ять та плачуть чотири Люди масою по 40 кг кожна. Скільки ще таких Люд необхідно поставити на другу шальку, щоб установилася рівновага? Що буде, коли Людоїд подарує кожній Люді по одному важкому подарунку?
  • У вогнищі згоріли поліна, перетворившись на купку легкого попелу. Куди «зникла» маса?
  • Колесо автомобіля зіскочило з осі під час руху. Воно обганяє машину і котиться в тому само­му напрямку, що й машина. Чому?
  • Коли ми відкидаємо лопатою сніг або зем­лю, то робимо різкий рух убік. Лопата зупиняється і залишається в руках, а сніг або земля летять далі. Чому?
  • Мідну деталь нагріли. Чи зміниться при цьому маса деталі, її об’єм, густина? Відповідь поясніть.
  • Розв’яжіть та запишіть задачу: що більше — маса директора чи маса повітря в його кабінеті, якщо маса директора 70 кг, а розміри кабінету 4мх6мхЗм? Об’єм, що займають меблі і сам директор, вважайте рівним 3 м3.
  1. VI. Узагальнення знань
  2. Колективне складання опорного конспекту (О.К.).
  3. У кінці зошита продовжуємо заповнювати та­блицю «Фізичні величини»:

 

Назва фізичної величини Позна-чення Основна одиниця Формула Вимірювальний прилад
11 маса m кг т = т 0N, т = ρ∙V терези

 

VII. Підсумки уроку

Вправа «Літачок».

Учитель запускає паперового літачка. Поблизу кого він приземлився, той говорить одне речення-підсумок і запускає літачок далі.

VIII. Домашнє завдання

  1. § 14,15,16. (підручник В. Сиротюк).
  2. № 101, 102 (підручник В. Сиротюк).
  3. Розв’язати задачу:

Яка маса правого візка, якщо він набув у 1,5 рази більшої швидкості, ніж лівий візок, маса якого 450 г?

Скачав конспект! Скачай презентацію-->
загрузка...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *