Урок 12 9 класс
Тема урока: Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона.
Цели урока: Сформировать понятие об инерциальной системе отсчета. Изучить первый
закон Ньютона.
Ход урока.
Организационный момент.
Повторение (вопросы классу).
- В чем состоит основная задача механики?
- Когда тело можно считать материальной точкой?
- Какие виды систем координат вы знаете?
- Что такое система отсчета?
III. Новый материал.
Сегодня мы начинаем изучать главный раздел механики - динамику. Этот раздел рассматривает взаимодействие тел, которое является причиной изменения скоростей этих тел.
Кинематика отвечает на вопрос: как движется тело? Динамика же выясняет причины движения тел.
В основе динамики лежат три закона Ньютона.
Если неподвижно лежащее тело начинает двигаться, то всегда можно обнаружить предмет, который на него воздействует (например, рукой толкают или тянут книгу, или к железному шарику подносят магнит).
Эксперимент 1
Возьмем кусок мела в руки и разожмем пальцы: мел упадет на стол.
(вопрос классу):
- Какое тело подействовало на мел? (Земля)
Этот и другие примеры говорят о том, что изменение скорости тела всегда является причиной действия на данное тело каких-либо других тел. Если на тело не действуют другие тела, то скорость тела никогда не меняется, т.е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.
Однако, со времен Аристотеля, до второй половины 17 века все были убеждены, что для поддержания постоянной скорости тела необходимо, чтобы что-то (или кто-то) действовало на него. Аристотель считал покой относительно Земли естественным состоянием тела, не требующим особой причины.
В действительности же, свободное тело, т.е. тело, которое не взаимодействует с другими телами, может сохранять свою скорость постоянной сколь угодно долго или находиться в покое. Только действие на него других тел способно изменить его скорость. Если бы не было трения, то автомобиль с выключенным двигателем сохранял бы свою скорость постоянной.
Первый закон механики, или закон инерции, как его часто называют, был установлен еще Галилеем. Но строгую формулировку этого закона дал и включил его в число основных законов физики Ньютон. Закон инерции относится к самому простому случаю движения - движению тела, на которое не оказывают действия другие тела. Такие тела называют свободными телами.
Первый закон Ньютона формулируется так:
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.
Такие системы отсчета называют инерциальными.
Систему отсчета, связанную с Землей, можно приближенно считать инерциальной, но гораздо точнее брать за инерциальную систему отсчета, связанную с Солнцем. Строго говоря, и Солнце, и Земля не являются инерциальными системами отсчета, но эффекты, связанные с этой неинерциальностью, незначительны. В определенных случаях этими эффектами пренебрегают.
Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.
Эксперимент 2
Подвесим шарик на нити. Пока нить не перерезана, шарик находится в покое. Если перережем нить, шарик будет двигаться к Земле. Если бы можно было убрать Землю, шарик двигался бы в противоположном направлении.
(вопрос классу):
- О чем говорит этот пример?
( О том, что свободных тел в реальности нет. Есть тела, действие на которые других тел
скомпенсировано. В примере действие Земли компенсируется действием нити.)
Закрепление изученного материала.
Вопросы для закрепления:
- В чем состоит явление инерции?
- В чем состоит первый закон Ньютона?
- При каких условиях тело может двигаться равномерно и прямолинейно?
- Какие системы отсчета используются в механике?
- Каким опытом внутри закрытой каюты корабля можно установить, движется корабль равномерно и прямолинейно или стоит неподвижно?
( Никаким.)
Домашнее задание.
Выучить §10, ответить на вопросы в конце параграфа.
Выполнить упражнение 10.
