Презентация "Инерция. Первый закон Ньютона" 9-11 класс

Инерция. Первый закон Ньютона Подготовка к ГИА Учитель: Попова И.А. МОУ СОШ № 30 г. Белово Белово 2010 Цель:

• повторение основных понятий, графиков и формул, связанных с первым законом Ньютона, а также разбор задач различного уровня сложности в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

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

• 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

• Явление сохранения скорости тела, когда на тело в направлении движения не действуют никакие другие тела, называется инерцией.
• Такие случаи практически невозможны, поэтому движение по инерции – это идеальный случай, к которому реальные движения могут приближаться в той или иной мере.

Инерция покоя Инерция движения Первый закон Ньютона

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

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

Равнодействующая равна нулю

Равнодействующая равна нулю

Равнодействующая равна нулю

Инерциальные системы отсчета

• Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем.
• 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.

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: 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?

• 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.

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.

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.

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

• Графики движения 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/с2

V, м/с

Равнодействующая сил равна нулю

Тело движется без ускорения

Скорость постоянна

График движения прямая

Расчетная формула: s = v∙t

ИТОГИ: Рассмотрим задачи: Подборка заданий по кинематике (из заданий ГИА 2008-2010 гг.) ГИА-2008-2. Лошадь тянет телегу. Сравните модули силы F1 действия лошади на телегу и F2 действия телеги на лошадь при равномерном движении телеги.

• 1. F1=F2
• 2. F1>F2
• 3. F1<F2
• 4. F1>>F2

ГИА-2009-3. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют ...

• 1. свободным падением.
• 2. инерцией.
• 3. законом сохранения количества движения.
• 4. законом сохранения скорости.

ГИА-2009-3. Утверждение о том, что всякое тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или их действия компенсируют друг друга, называется ...

• 1. первым законом Ньютона.
• 2. вторым законом Ньютона.
• 3. третьим законом Ньютона.
• 4. законом равномерного прямолинейного движения.

ГИА-2008-6. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости тела от времени для прямолинейно движущегося тела. Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю

• Только на участках АВ и CD
• На участках OA и BC
• Только на участке AB
• Только на участке ОА

КИМ - 2003 - А3. На рисунке изображен график зависимости модуля скорости вагона от времени в инерциальной системе отсчета. В течение каких промежутков времени суммарная сила, действующая на вагон со стороны других тел, равнялась нулю, если вагон двигался прямолинейно

• 0 – t1, t3 – t4
• 0 – t4
• t1 – t2, t2 – t3
• Таких промежутков времени нет

ЕГЭ-2007-А3. Парашютист спускается вертикально с постоянной скоростью 2 м/с. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. В этом случае

• вес парашютиста равен нулю
• сила тяжести, действующая на парашютиста, равна нулю
• сумма всех сил, приложенных к парашютисту, равна нулю
• сумма всех сил, действующих на парашютиста, постоянна и не равна нулю

ЕГЭ-2010-А2. Самолет летит по прямой с постоянной скоростью на высоте 9 000 м. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной. Какое из следующих утверждений о силах, действующих на самолёт в этом случае, верно?

• На самолет не действует сила тяжести.
• Сумма всех сил, действующих на самолет, равна нулю.
• На самолет не действуют никакие силы.
• Сила тяжести равна силе Архимеда, действующей на самолет

ЕГЭ-2005-А26.. Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Система отсчета, связанная с автомобилем, тоже будет инерциальной, если автомобиль

• движется равномерно по прямолинейному участку шоссе
• разгоняется по прямолинейному участку шоссе
• движется равномерно по извилистой дороге
• по инерции вкатывается на гору

Литература

• § 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.
• Законы Ньютона. Словари и энциклопедии на Академике //[Электронный ресурс] // http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/3321
• Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
• Инерция движения. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/ac58c5c4-5489-4016-bd20-a3b0904e94bd/view/
• Инерция покоя. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/65ba3c72-44d4-4c50-b48c-639604bc5525/view/
• Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
• Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
• Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/