Дата публікації допису: 10 січ. 2018 11:14:43
Тема: Графічне зображення сил. Додавання сил.
Мета уроку: навчити учнів графічно зображувати сили й знаходити рівнодійну кількох сил; продовжувати роз’яснювати зв’язок між фізикою і повсякденним життям.
Тип уроку: комбінований урок.
Обладнання: демонстраційний динамометр, лабораторний динамометр, набір важків.
Демонстрації: 1. Дія сил, прикладених в одному напрямку.
2. Дія сил, прикладених у протилежних напрямках.
Структура уроку
І. Контроль знань (7 хв.).
ІІ. Вивчення нового матеріалу (23 хв.).
1. Зображуємо сили.
2. Складаємо сили, що діють уздовж однієї прямої.
3. З'ясовуємо умову компенсації сил.
ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу (13 хв.).
ІV. Домашнє завдання (2 хв.).
Хід уроку
І. Контроль знань.
Фронтальне опитування:
1. Що характеризує інертність тіла?
2. Чому не можна різко гальмувати, коли швидко їдеш на велосипеді?
3. Що таке маса тіла? У яких одиницях вона виміряється?
4. Тіло зрівноважене набором гир 100г, 10г, 1г. Чому дорівнює маса тіла?
Давайте згадаємо вивчену нами інформацію про силу, (згадування відбувається по технології «гронування», схема заповнюється на дошці і учнями в зошитах).
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Зображуємо сили.
Наступним етапом у формуванні поняття «сила» є ознайомлення з графічним зображенням сил, рівнодійною двох сил, напрямлених уздовж однієї прямої, і визначенням сили. Знаючи тільки числове значення сили, ще не можна вказати, яким буде результат її дії. Важливо знати напрямок сили й точку її прикладання. Сила — величина векторна, й у кожний момент часу вона характеризується:
1) числовим значенням;
2) напрямком у просторі;
3) точкою прикладання.
Розберемо на прикладах, як графічно зображувати різні сили. Наприклад, зображення сили, що штовхає тіло ззаду:
Для того, щоб зобразити силу на рисунку, потрібно:
Ø Намалювати тіло (чи його умовне позначення).
Ø Записати значення сили.
Ø Вибрати масштаб.
Ø Вибрати точку прикладання сили.
Ø Накреслити пряму, вздовж якої діє сила.
Ø Вздовж прямої від точки прикладання сили в вибраному масштабі накреслити стрілку пропорційну силі.
Ø Позначити силу її умовним позначенням.
2. Складаємо сили, що діють уздовж однієї прямої.
Після повідомлення про те, що часто на тіло одночасно діють кілька сил, учням ставлять запитання: як знайти силу, яка за своєю дією на тіло дорівнювала б дії цих кількох сил? Спочатку аналізують випадок, коли сили напрямлені в один бік, а потім — у протилежні.
Демонстрація 1. Дія сил, прикладених в одному напрямку.
Демонстрація 2. Дія сил, прикладених у протилежних напрямках.
Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій в один бік, напрямлена в той ж бік, а її модуль дорівнює сумі модулів складових сил.
Рівнодійна двох сил, напрямлених по одній прямій у протилежні боки, збігається з напрямком більшої за модулем сили, а її модуль дорівнює різниці модулів складових сил:
Звертають увагу на те, що розглянуті сили можуть бути прикладені й до різних точок тіла. Необхідно лише дотримання однієї умови: точки прикладання сил мають лежати на прямій, що збігається з напрямком дії сил. При додаванні сил спочатку краще виконати два рисунки: на одному вказати складові сили, а на другому — їх рівнодійну. Якщо складові й рівнодійну показувати на одному рисунку, то він виходить невиразним і, головне, у деяких учнів створюється враження, нібито на тіло діють три сили: дві складові й рівнодійна. • Рівнодійною двох сил, які діють на тіло й змінюють його швидкість, є сила, що викликає таку саму зміну швидкості тіла.
3. З'ясовуємо умову компенсації сил.
А чи може тіло під дією кількох сил не змінювати свою швидкість? Очевидно, відповідь на це запитання буде позитивною, якщо одна із сил, що діють на тіло, буде скомпенсована іншою.
• Під дією двох сил, протилежних за напрямком, але рівних за модулем, тіло рухатиметься прямолінійно рівномірно або перебуватиме в стані спокою.
R = 0
Так, наприклад, щоб автомобіль рухався по горизонтальній і прямолінійній ділянці шосе з постійною швидкістю, необхідно, щоб сила, яка приводить у рух автомобіль, була скомпенсована силою опору руху автомобіля:
А для того щоб урівноважити сили, які не лежать на одній прямій, вони повинні мати певні напрямки й значення. Наприклад, як сказано в одній відомій байці: «А віз і нині там...»
ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.
1. Чому стрілки для різних сил мають різні напрямки й довжину?
2. Чи може автомобіль рухатися по дорозі, якщо рівнодійна всіх сил, прикладених до нього, напрямлена протилежно до напрямку руху? Якщо так, наведіть приклад.
3. На тіло діють три сили, напрямлені вздовж однієї прямої. Дві з них мають значення 30 і 50 Н. Якою може бути третя сила, якщо рівнодійна всіх сил дорівнює 100 Н? Скільки розв'язків має ця задача? Виконайте в зошиті схематичні рисунки, що відповідають кожному з цих розв'язків.
4. Чи може рівнодійна двох сил, що діють на тіло вздовж однієї прямої й дорівнюють 2 і 10 Н, дорівнювати: а) 5 Н; б) 8 Н; в) 12 Н; г) 20 Н?
Поміркуй
1. Чи може автомобіль рухатися по дорозі, якщо рівнодійна всіх сил, прикладених до нього, спрямована протилежно до напрямку руху? Якщо так, наведіть приклад.
2. Чи може тіло рухатися угору, якщо рівнодійна всіх сил, прикладених до тіла, спрямована вниз? Якщо так, то наведіть приклад.
ІV. Домашнє завдання.
Опрацювати навчальний матеріал за підручником. (§ 17,20,22).
Розв'язати задачі:
№1. Парашутист вагою 800 Н спускається з розкритим парашутом. Чому дорівнює сила опору повітря при рівномірному русі парашутиста? Чому дорівнює рівнодійна сил у цьому випадку?
№2. Двоє хлопчиків везуть сани. Один штовхає сани позаду із силою 20 Н, а другий тягне їх за мотузку із силою 30 Н. Зобразіть діючі сили графічно, уважаючи, що вони спрямовані горизонтально.