Сила - ДВИЖЕНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ

ЦЕЛЬ

Учащиеся должны усвоить, что:

♦ сила — физическая величина, описывающая такое действие одного тела на другое, которое приводит к изменению скорости тела или к его деформации (изменению формы);

♦ единица силы 1 Н (ньютон) — сила воздействия, которое за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с;

♦ сила упругости (F_yпp) — сила, описывающая действие деформированного тела на соприкасающееся с ним тело;

♦ сила упругости направлена противоположно деформации тела;

♦ сила трения скольжения, качения, покоя (F_тр, F_тр.п.) — сила, описывающая действие поверхности тела на тело, движущееся иди пытающееся сдвинуться по этой поверхности;

♦ сила трения направлена противоположно направлению движения (или попытки движения);

♦ сила сопротивления (F_c) — сила, описывающая действие жидкости или газа на движущееся в них тело;

♦ сила сопротивления направлена противоположно скорости движения.

Учащиеся должны научиться:

♦ распознавать воздействия, к которым применимо понятие «сила».

ВИД ДОСКИ

Сила

ФАКТ Разные воздействия на одно и то же тело изменяют его скорость больше или меньше. Свойство — сила воздействия

ПЗ 12. Ввести физическую величину, описывающую силу воздействия

СПОСОБ ОЦЕНКИ по изменению скорости

1 Н (ньютон) — это ...

НАЗВАНИЕ сила

ОБОЗНАЧЕНИЕ F

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Сила — это...

ФАКТ Воздействия могут производиться в разных направлениях

ПЗ 13. Как описать направление силы воздействия?

ИЗВЕСТНЫЕ юг, север, влево, вверх, вниз или

СПОСОБЫ стрелками

ДЛЯ СИЛЫ

НАЗВАНИЕ вектор силы

ОБОЗНАЧЕНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Сила — векторная величина

Направление сил разного вида

ПЗ 14. Установить характерное направление сил тяжести, упругости и трения

Сила тяжести к центру Земли

Сила упругости противоположно деформации:

• вдоль оси тела

• перпендикулярно поверхности

Сила трения противоположно скорости

• качения, скольжения

• поко.

противоположно попытке движения тела

Сила сопротивления среды противоположно скорости

ОТВЕТ F_тяж направлена ...

F_упр направлена ...

F_тр направлена ...

F_тр.п направлена ...

F_тр, F_с направлена ...

Д/з. § 11, конспект; повторить сведения о видах взаимодействий

СЦЕНАРИЙ

Этап актуализации знаний

П. (Организует повторение видов взаимодействия по конспекту предыдущего урока.)

Мотивационный этап

П. (Демонстрирует сообщение разной скорости шарику сжатой пружиной при разной ее деформации.) Назовите вид взаимодействия в первом и втором случаях.

У. Пружина была деформирована, значит, взаимодействие упругое в обоих случаях.

П. Одинаковы ли эти взаимодействия? Если нет, то в чем состоит их различие?

У. Не одинаковы. В первом случае скорость шарика изменилась больше, пружина действовала сильнее.

П. Любое из выделенных видов воздействия на тело приведет к изменению его скорости. Воздействия на одно и то же тело различаются тем, что приводят к большему или меньшему изменению скорости этого тела. Это свойство воздействия называют силой. Запишем этот факт. Какую познавательную задачу можно поставить в связи с этим фактом? (Выслушивает учащихся.)

Этап «создания» нового знания

П. Запишем познавательную задачу 12: Ввести физическую величину, описывающую силу воздействия.

Как решаются задачи такого типа?

У. Нужно разработать способ оценки этого свойства воздействия; ввести название, обозначение; ввести единицу новой физической величины; составить определение.

П. Как установить, во сколько раз силы воздействия пружины различаются при разном ее сжатии?

У. Можно измерить скорость шарика в первом и втором случаях. Во сколько раз скорость шарика больше во втором случае, во столько раз больше сила воздействия пружины.

П. Какое воздействие выбрать за единичное? (Выслушивает предложения учащихся.)

Откройте учебник на с. 31. Прочтите два последних абзаца § 11. Какова единица силы воздействия?

У. (Учащиеся воспроизводят определение 1 Н.)

П. Как сравнить силу упругости пружины с 1 Н?

У. Нужно прикрепить к сжатой пружине тело массой 1 кг и найти изменение скорости за 1 с.

П. Это для нас пока сложно. Поэтому отложим вопрос о способе измерения силы воздействия. Сейчас лишь введем название и обозначение этой физической величины. Называют эту величину силой, обозначают F. Что обозначает термин «сила»?

У. Сила — физическая векторная величина, описывающая свойство воздействия изменять больше или меньше скорость определенного тела.

П. В определении подчеркнем тот факт, что воздействие приводит к изменению скорости или к деформации тела. (Организует запись определения силы и единицы силы.)

Мы знаем три вида механических взаимодействий: тяготение, упругое взаимодействие, трение. Сила — это физическая величина, описывающая любое взаимодействие. Дня разных взаимодействий используют специальные названия и обозначения сил. Силу, описывающую всемирное тяготение, называют силой тяготения. Силу, описывающую притяжение к Земле (космическому телу) называют силой тяжести. Силу, описывающую упругое взаимодействие, называют силой упругости. Силу, описывающую трение, называют силой трения. (Организует запись определений сил разных видов.) Соответственно для обозначения вида силы около буквы F ставят индекс. (Записывает обозначения сил.)

Этап применения нового знания

П. (Организует выполнение задания 19.)

Мотивационный этап

П. (Демонстрирует опыты, в которых сила упругости направлена горизонтально и вертикально.) Назовите воздействующее тело и вид силы в этих опытах.

У. Пружина действует на груз с силой упругости F_ynp.

П. Чем различаются воздействия пружины в этих случаях?

У. Пружина действует в разных направлениях: первый раз горизонтально, а второй — вертикально, и груз в результате приобретает скорость в разных направлениях.

П. Итак, воздействия могут производиться в разных направлениях. Какая задача вытекает из этого факта?

У. Поскольку в реальных ситуациях нужно знать, как может измениться скорость, в каком направлении начнет двигаться тело или куда будет поворачивать, то нужно заранее знать направление действия других тел. Нужно выяснить общие правила для направления воздействий. (Высказывают другие суждения.)

Этап «создания» нового знания

П. Сначала выясним, как описать направление воздействия. Запишите познавательную задачу 13.

Вспомните существующие способы описания направления в пространстве, подберите подходящий способ и опишите направление действия пружины. (Изображает на доске две пружины с грузами — вертикальную и горизонтальную.) У вас — 2 мин.

У. Направления в пространстве описывают словами: на юг, север, вправо, влево, вверх, вниз или указывают стрелкой. (Изображает стрелками действия пружины.)

П. Чтобы изобразить действие одного тела на другое, используют отрезок со стрелкой. Начало отрезка — точка тела, на которое производится воздействие. Стрелка указывает направление воздействия. Длина отрезка равна числовому значению сипы в выбранном масштабе. (Поясняет.) Отрезок со стрелкой, изображающий силу воздействия, обозначают буквой со стрелкой. (Записывает.)

Физические величины, описывающие не только числовое значение, но и направление, называют векторными. Сила — векторная величина. Отрезок со стрелкой — это условное изображение вектора. Отрезок со стрелкой и обозначением , изображающий силу воздействия, называют вектором силы. Начало вектора силы имеет специальное название — точка приложения силы. (Подписывает.)

Составим определение силы как векторной величины. (Организует обсуждение и запись определения.)

Вернемся к примеру с пружиной. В первом случае сила пружины направлена вверх, во втором — вправо. Что общего в этих случаях. Можно сформулировать общее правило для направления силы пружины?

У. Если растягиваем пружину в каком-то направлении, то сила пружины направлена в противоположную сторону.

П. (Отмечает и подписывает направление деформации.)

Назовите известные вам виды механических взаимодействий. 1: (Выслушивает ответы учащихся.) Следующая познавательная задача 14: Установить направления воздействия всех видов. Подумайте, как это сделать. У вас — 2 мин.

У. Нужно подобрать несколько ситуаций: построить вектор силы для каждой ситуации; выделить общее в направлении и составить правило для направления силы данного вида Взаимодействия.

П. Работаем по группам. Каждая группа рассматривает один вид силы. (Раздает задания группам.) По окончании работы сделайте рисунки на доске. У вас — 5 мин.

У1. (Изображает силу упругости.) Общее для направления силы упругости во всех случаях ее связь с направлением деформации. Сила упругости направлена противоположно деформации.

У2. (Изображает силу тяжести.) Сила тяжести направлена к центру Земли.

У3. (Изображает силу трения.) Сила трения в обоих случаях направлена противоположно скорости движения тела относительно поверхности, по которой оно движется.

У4. (Изображает силу сопротивления.) Сила сопротивления направлена противоположно скорости движения тела относительно среды.

У5. (Изображает силу трения покоя.) Сила трения покоя направлена противоположно тому направлению, в котором пытаются двигать тело относительно поверхности другого тела.

П. (Организует формулировку и запись ответа.)

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

1. Заготовка таблицы для домашнего задания.

Сведения о механических взаимодействиях

№	Вид взаимодействия	Условия возникновения	Название силы	Направление силы	Изображение силы
1	Всемирное тяготение	Всегда, заметно со стороны массивных тел	Сила тяжести	К центру Земли (космического тела)
2	Упругое		Сила ………………........	………………. деформации ………………. подвес. ………………. опор.
3	Трение сухое		Сила трения ……. Сила трения ……... Сила трения …….	………………. скорости движения (или ………………. ............. движения) относительно ……………….
4	Трение вязкое		Сила ……………….	………………. скорости движения относительно ……………….

2. Демонстрационные опыты, в которых тело под действием силы упругости изменяет свое положение в разных направлениях.

3. Задания группам (на карточках).

Задание 1. Составьте правило для направления силы упругости.

1. Постройте F_yпp для следующих ситуаций:

№	Ситуация	Сила упругости	Общий признак направления силы упругости
1	Горизонтальная сжатая пружина сообщает скорость шарику
2	Вертикальная сжатая пружина сообщает скорость шарику
3	Прогнутая рейка не дает упасть грузу
4	Футбольный мяч отскакивает от прогнувшейся сетки

2. Выделите общий признак для направления силы.

3. Сформулируйте ответ.

Сила упругости направлена____________________ ________________­____________________.

Задание 2. Составьте правило для направления силы тяжести.

1. Постройте F_т для следующих ситуаций:

№	Ситуация	Сила тяжести	Общий признак направления силы тяжести
1	Тело, поднятое над поверхностью Земли, падает вниз
2	Луна движется вокруг Земли
3	Подброшенный мяч летит вверх и останавливается

2. Выделите общий признак для направления силы.

3. Сформулируйте ответ.

Сила тяжести направлена ________________­____________________.

Задание 3. Составьте правило для направления силы трения качения, скольжения.

1. Постройте F_тр для следующих ситуаций:

№	Ситуация	Сила трения качения, скольжения	Общий признак направления силы трения
1	Брусок скользит по поверхности стола и останавливается
2	Мяч катится по дороге и останавливается

2. Выделите общий признак для направления силы.

3. Сформулируйте ответ.

Сила трения скольжения, качения направлена ________________­__________________________.

Задание 4. Составьте правило для направления силы сопротивления среды.

1. Постройте F_c для следующих ситуаций:

№	Ситуация	Сила сопротивления	Общин признак направления силы сопротивления
1	Перышко падает в воздухе
2	Лодка на воде останавливается, когда перестают грести

2. Выделите общий признак для направления силы.

3. Сформулируйте ответ.

Сила сопротивления среды направлена ________________­______________­________________.

Задание 5. Составьте правило для направления силы трения покоя.

1. Постройте F_тp.п для следующих ситуаций.

№	Ситуация	Сила трения покоя	Общий признак направления силы трения покоя
1	Груз, стоящий на листе бумаги, приходит в движение, когда тянут лист
2	Шкаф толкают, но он не движется

2. Выделите общий признак для направления силы.

3. Сформулируйте ответ.

Сила трения покоя направлена _________________________ тому направлению, в котором ______________­_________________.