I,II, III закон Ньютона

1.

Пермский государственный педагогический университет
Шестакова М.А.,
студентка физического факультета
законы Ньютона
Пермь - 2007

2.

«Вся трудность физики состоит в том,
чтобы по явлениям движения распознать
силы природы, а затем по этим силам
объяснить остальные явления»
Исаак Ньютон

3. Галилео Галилей

◼
◼
◼
◼
◼
◼
◼
5.02.1564 -8.01.1642
Галилео Галилей итальянский физик, механик и
астроном, поэт, филолог и
критик
Один из основателей
естествознания
Установил законы инерции
Заложил основы современной
механики
Построил телескоп
Открыл четыре спутника
Юпитера
Активно защищал
гелиоцентрическую систему
мира

4. Исаак Ньютон

◼
◼
◼
◼
◼
25.12.1642 - 20.03.1727
Сформулировал основные
законы классической
механики
Открыл закон всемирного
тяготения
Разработал основы
дифференциального и
интегрального исчислений
Главный труд “Математические начала
натуральной философии”
(1687) был отправным пунктом
всех работ по механике и
небесной механике в течение
последующих двух веков
В книге “Оптика” он объяснил
большинство световых
явлений с помощью развитой
им корпускулярной теории
света

5. I закон Ньютона

«Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии
покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и
поскольку оно не принуждается приложенными силами
изменять это состояние»
И. Ньютон, 1687г.,
«Математические начала натуральной философии»

6.

Состояние покоя
◼
Тело находится в состоянии покоя, если
действия на него других тел уравновешены

7.

Равномерное движение
•Тело сохраняет свою скорость, если на него
не действуют другие тела

8.

Равномерное движение
Тело сохраняет свою скорость, если
действия на него других тел уравновешены
◼

9.

Равномерное движение
Тело сохраняет свою
скорость, если действия
на него других тел
уравновешены
◼
Инерция

10.

инерция
Инерция – явление сохранения скорости тела,
если на него ничего не действует или действия
других тел уравновешены
Инерция покоя
и движения

11. I закон Ньютона

Существуют такие системы отсчета,
относительно которых поступательно
движущееся тело сохраняет свою скорость
постоянной, если на него не действуют другие
тела (или действия других тел компенсируются)
I закон Ньютона

12.

◼
Инерциальные системы отсчета – это такие
системы отсчета,
относительно которых
поступательно движущееся тело сохраняет
свою скорость постоянной, если на него не
действуют другие тела (или действия других
тел компенсируются)
◼
Любая
система
отсчета,
движущаяся
прямолинейно и равномерно относительно
инерциальной системы отсчета является
инерциальной системой отсчета

13.

◼
Система отсчета, движущаяся относительно
инерциальной
системы
с
ускорением
называется неинерциальной системой отсчета
1. Можно ли считать систему отсчета, связанную
с нашей планетой инерциальной системой
отсчета?
2. Почему при решении большинства задач не
учитывают
неинерциальность
системы
отсчета, связанной с Землей?

14. Практическое использование закона инерции

15. II закон Ньютона

«Изменение
количества
движения
пропорционально
приложенной движущей силе и происходит по направлению
той прямой, по которой эта сила действует»
И. Ньютон, 1687г.,
«Математические начала натуральной философии»

16.

17.

взаимодействие тел
Взаимодействие – действие тел друг на друга
Взаимодействие
Взаимодействие тележек

18.

__________
Инертность – это свойство тел, которое
заключается в том, что для изменения
скорости тела необходимо время
Инертность

19.

масса
ЭТАЛОН МАССЫ
Масса – это мера
• количества вещества
• инертности
• инерции
КИЛОГРАММ (1 кг)

20.

сила
сила
-
мера взаимодействия
-
причина изменения скорости тела
Действие силы зависит:
• модуль
• направление
• точка приложения
Действие силы

21. Измерение силы

1 Н («ньютон») – это сила, которая за 1 с
меняет скорость тела массой 1кг на 1 м/с
1Н=1кг м/с2

22. Масса и ускорение

а
F
m
а/2
m
m
F
Масса и ускорение

23. II закон Ньютона

Ускорение тела прямо пропорционально
равнодействующей сил, приложенных к телу, и
обратно пропорционально его массе
a=F:m
(F = m a)
II закон Ньютона
Направление
силы и ускорения

24. II закон Ньютона

Сила, действующая на тело, равна произведению
массы тела на сообщаемое этой силой
ускорение
F=ma

25. равнодействующая

равное
◼ Равнодействующая
действие
–
сила, которая
оказывает на тело такое же действие как
несколько одновременно действующих сил
(векторная сумма всех сил, действующих на тело)
Равнодействующая

26. Силы направлены в одну сторону

F
F1
F2
F
◼ Направление сохраняется
◼ F = F1 + F2 (модули складываются)

27. Силы направлены в противоположные стороны

F
F2
F1
F
◼ Направление большей силы
◼ F = F1- F2 (модули вычитаются)

28.

На тело действуют две силы, направленные вдоль
одной прямой (рис.1). Чему равна равнодействующая
этих сил и куда она направлена?
1Н
2Н
Рис.1
1)
15 Н
2)
3)
4)
15 Н
5Н
5Н

29. Сложение векторов

1) Правило треугольника
2) Правило параллелограмма

30. Равнодействующая

31.

движение
равномерное
неравномерное
взаимодействие
1. нет
2. действия
уравновешены
есть
действие

32.

взаимодействие тел
Взаимодействие – действие тел друг на друга

33.

взаимодействие тел
Опыт по
взаимодействию тел

34. III закон Ньютона

Тела действуют друг на друга с силами,
равными по модулю и
противоположными по направлению
F1= - F2
F1= F2
III закон Ньютона

35.

Возникающие при взаимодействии силы:
◼ Одной природы
◼ Появляются парами
◼ Не складываются (приложены к разным
телам)

36. Задача

◼
Лошадь тянет телегу. В результате лошадь и телега
движутся с ускорением. Из третьего закона Ньютона
следует, что с какой силой лошадь тянет телегу, с
такой же точно силой, но в обратную сторону телега
действует на лошадь. Почему же в таком случае
лошадь и телега всё -таки движутся с ускорением?

37.

II закон Ньютона
(решение задач)

38. Задача

С какой силой Фукс должен держать
контрабас, чтобы два бандита не
могли его отобрать? Бандиты тянут с
силами 100 Н и 200 Н.

39.

F1
F2
F5
F3
F4
На тело действуют четыре силы. В каком направлении и
какая по величине должна действовать на тело пятая сила,
чтобы оно сохраняло свою скорость?
Масштаб: 1 клеточка - 1 Н

40. II закон Ньютона

Ускорение тела прямо пропорционально
равнодействующей сил, приложенных к телу, и
обратно пропорционально его массе
a=F:m

41. II закон Ньютона

Сила, действующая на тело, равна произведению
массы тела на сообщаемое этой силой
ускорение
F=ma

42.

Алгоритм решения задач
на II закон Ньютона
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Нарисовать рисунок
Указать силы, действующие на тело
и направление его ускорения
Выбрать систему координат
Записать II закон Ньютона в
векторной форме
Найти проекции II закона Ньютона на
оси координат
Решить систему уравнений
Проверить результат решения

43. Пример №1

у
N
Fтр
mg + N + F + Fтр = ma
a
F
mg
х
Ох: mgх= 0; Nx=0; ax=a;
Fx=F; Fтрx= - Fтр
Оу: mgу= - mg; Nу=N;
Fу=0; Fтру= 0; aу = 0
Ох: F - Fтр = ma
Оу: - mg + N = 0
Fтр = N

44.

Пример №2
mg + N + F + Fтр = ma
a
F
N
Ох: mgх= - mg sin ; Nx=0;
Fx= F; Fтрx= - Fтр; ax=a;
Fтр
Оу: mgу= - mg cos ; Nу=N;
Fу=0; Fтру= 0; aу = 0
mg
Ох: F – Fтр – mg sin = ma
Оу: - mg cos + N = 0
Fтр = N

45.

Пример №3
У
a
Т
a
Т
m1g + T = m1a
m2g + T = m2a
ox: m1g - T = m1a
oу: - m2g + T = m2a
m2g
Х
m1g

46. Тест «II закон Ньютона»

1) Какая единица массы принята в качестве основной
в Международной системе?
А. 1 мг
Б. 1г
В. 1 кг
Г. 1 ц
Д. 1т
2) Какая из названных ниже величин векторная?
1. Масса 2. Сила 3. Ускорение 4. Время
А. 1
Б. 2
В. 3
Г. 4
3) Как может двигаться тело, если векторная сумма
всех действующих на него сил равна нулю?
А. Только равномерно и прямолинейно
Б. Только находится в покое
В. Равномерно и прямолинейно или находится в покое
Г. Равномерно по окружности
Д. Равноускоренно и прямолинейно

47.

4) Какая из приведенных ниже формул выражает второй
закон Ньютона?
А. a=(υ - υ0)/t Б. a=F/m В. F1= - F2 Г. a= υ2/r
5) Действующая на тело сила увеличилась в 2 раза.
Как изменилось его ускорение?
А. Увеличилось в 2 раза Б. Уменьшилось в 2 раза
В. Не изменилось Г. Среди предложенных ответов нет верного
6) Как будет двигаться тело массой 6 кг под действием
силы 3 Н?
А. Равномерно, со скоростью 2 м/с
Б. Равномерно, со скоростью 0,5 м/с
В. Равноускоренно, с ускорением 2 м/с2
Г. Равноускоренно, с ускорением 0,5 м/с2

48.

7) Две силы 14Н и 4Н приложены к одной точке тела и
действуют вдоль одной прямой. Определите модуль
равнодействующей сил.
А. 10Н
Б. 14Н
В. 18Н
Г. 14Н
8) Две силы 4Н и 3Н приложены к одной точке тела.
Угол между векторами этих сил составляет 900.
Определите модуль равнодействующей сил.
А. 1Н
Б. 5Н
В. 7Н
Г. 1Н
9) Тело совершает равномерное движение по
окружности (рис.1).
Указать направление равнодействующей силы (рис. 2)
υ
А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4
2
1
Рис. 1
3
4
Рис. 2

49.

10) Изменение силы, действующей на тело, происходит
так, как представлено на графике (рис. 3).
Как изменяется скорость тела при движении?
F
2
1
3
t
Рис. 3

50. Ответы

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
В
Б, В
В
Б
А
Г
А, В
Б
Г
Скорость тела
увеличивается на всех
участках

51. Критерии оценки

Всего –10 баллов
min
«5» - 9 баллов
«4» - 7 баллов
«3» - 5 баллов

52. Домашнее задание

◼ прочитать §11;
устно ответить на вопросы после
параграфа;
◼ выучить определение II закона Ньютона;
◼ выполнить письменно упр. 11 (стр. 47).
◼

53. Дополнительное домашнее задание

◼ записать в рабочей тетради примеры
применения II закона Ньютона в
природе и технике;
◼ изготовить прибор для определения
ускорения – акселерометр.

54. Домашнее задание

◼ прочитать §10
◼ устно ответить на вопросы после
параграфа

55. Дополнительное домашнее задание

записать в рабочей тетради примеры применения
явления инерции в природе и технике;
◼ изготовить прибор для объяснения явления инерции
(полет из катапульты);
◼ провести и заснять на видео опыты,
подтверждающие I закона Ньютона (инерция в быту,
инерция в природе, инерция в технике);
◼ написать рефераты на тему: «История открытия I
закона Ньютона», «I закона Ньютона в природе и
технике»
◼

56. Домашнее задание

◼ прочитать §12;
◼ устно ответить на вопросы после
параграфа;
◼ выучить определение III закона
Ньютона; алгоритм решения задач и
примеры его применения;
◼ выполнить письменно упр. 12 (стр. 51).

57. Долгосрочное домашнее задание

Подготовиться к контролю по теме «Основы
динамики»:
◼ выучить формулы, определения законов и
основных понятий темы;
◼ знать алгоритм решения задач и примеры
его применения;
◼ повторить основные формулы темы «Основы
кинематики».

58. Дополнительное домашнее задание

◼
◼
провести и заснять на видео опыты,
подтверждающие действие законов Ньютона ;
написать рефераты на тему: «История
открытия III закона Ньютона», «III закона
Ньютона в природе и технике»