Введение. Цель работы –овладеть основными приемами демонстрации опытов по второму закону Ньютона и по применению законов динамики; научиться работать с прибором “Диск

ТЕМА № 10

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА (1-ый и 3-ий законы Ньютона)

Введение

Цель работы –овладеть основными приемами демонстрации опытов по второму закону Ньютона и по применению законов динамики; научиться работать с прибором “Диск вращающийся с принадлежностями”, с прибором для демонстрации взаимодействия тел.

Научиться определять принадлежность демонстраций к конкретной школьной теме 7-9 классов и 10-11 классов, используя нормативные документы (федеральный компонент государственного образовательного стандарта общего образования), рекомендованные учебники физики для образовательных учреждений, программы по физике.

При изучении данной темы можно рекомендовать следующее распределение ее по урокам в 9 – м классе.

Таблица 3.

В курсе элементарной физики в качестве наиболее простой изучают динамику материальной точки, т.е. законы движения тела с учетом причин, обусловливающих характер данного движения.

Механическое движение тел изменяется в процессе их взаимодействия друг с другом. Меру взаимодействия тел, в результате которого они приобретают ускорение, называют силой.

При отсутствии внешних воздействий тела сохраняют состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Это свойство, присущее всем телам, называют инерцией, а тела — инертными. Меру инертности тел называют массой тел.

Основой динамики служат три закона Ньютона, сформулированные для материальной точки и тел, движущихся поступательно в ИСО (инерциальной системе отсчета).

Первый закон Ньютона: Существуют такие системы отсчета, относительно которых материальная точка находится в покое или равномерно прямолинейно движется, если равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке, равна нулю.

Из первого закона Ньютона следует: свободное движение частиц с постоянной скоростью — движение по инерции – есть естественное состояние частиц, как и покой.

При демонстрации первого закона Ньютона надо понимать, что он не допускает прямой опытной проверки, устанавливается на основе анализа результатов движения тела в условиях, когда сила трения постепенно уменьшается (опыт № 1).

При изучении второго закона Ньютона ā = F ⁄ m большую экспериментальную трудность составляет его опытное подтверждение. Опыт по необходимости должен быть количественным и в то же время поставлен так, чтобы зависимость ускорения движения тела от силы была видна и не требовала длительных вычислений.

В техническом отношении опыт рекомендуется осуществлять для случая равномерного движения тела по окружности.

Прибор “Диск вращающийся с принадлежностями” (см. рис.10) состоит из:

— стального диска (d=430 мм) на шарикоподшипнике в центре (одет на центробежную машину или электродвигатель);

— на диске: имеются маятниковый тахометр (1), желоб с делениями и роликом на одном конце (2), два стальных катка (m=250г, m= 500г)(3), трубка с желобом и шариком (4)

Перед началом опыта добиваются строгой горизонтальности диска.