ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ В 9 И 10 КЛАССАХ 1. Методические подходы к изучению законов и основных динамических понятий 2. Методика изучения законов Ньютона. - презентация

1 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ В 9 И 10 КЛАССАХ 1. Методические подходы к изучению законов и основных динамических понятий 2. Методика изучения законов Ньютона 3. Дальнейшее формирование принципа относительности

2 Дидактические цели темы : 1. Продолжение решения основной задачи механики с использованием законов Ньютона. 2. Дальнейшее формирование пространственно- временных представлений, причинно- следственных связей, методологических знаний; 3. Показ фундаментальности и значимости законов Ньютона для классической физики; 4. Углубление понятий «масса», «сила». Введение понятия «импульс тела» и «импульс силы»

3 Структура динамики действие взаимодействие сила ускорение время инертность масса причина характеристика условие характеристика

4 Основные понятия динамики, изучаемые в школе Взаимодействие тел, динамика, инерция, инертность, инерциальные системы отсчета, материальная точка, свободное тело, сила, масса, неинерциальная система отсчета, виды сил в механике ( тяготения, тяжести, вес, упругости, сухого трения, вязкого трения ), невесомость, Основные идеи и принципы динамики : Дальнодействие, суперпозиция сил, относительность, причинность.

5 Распределение часов по классам 7 класс – 14 часов; 9 класс – 8 уроков; 10 класс «Динамика» – 19 часов. Сравнение с кинематикой : 7 класс – « Взаимодействие тел » (3 часа ), 9 класс – « Законы взаимодействия и движения тел » (12 часов ), 10 класс – « Механика. Кинематика материальной точки, кинематика твердого тела » (10 часов )

6 Последовательности изучения темы в 9 и 10 классах по некоторым учебникам ИСО и НИСО, принцип относительности Инерция, 1 закон сила F ~ a 3 закон F/a =m, масса 2 закон Согласно учебнику Г.Я.Мякишева и др., (физика -10) Согласно учебнику Касьянова В.А. (физика -10) Согласно учебнику Тихомировой С.А. (физика -10) 1 закон сила 3 закон масса 2 закон ИСО, принцип относительности 1 закон 2 закон сила масса 3 закон ИСО, НИСО

7 В настоящее время формулировки 1 и 2 законов изменились. Смотри далее … Формулировки законов Ньютона по механике И. Кикоина

8 Возможные определения инерциальных систем отсчета. 1. ИСО – система отсчета, в которой тело, не взаимодействующее с другими телами, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения (Касьянов). 2. Система отсчета, в которой тела, находящиеся в состоянии покоя, не испытывают действия сил (Ландау) (тело в самой системе отсчета) 1. Существуют системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых свободные тела движутся равномерно и прямолинейно (1 закон Ньютона, 9 и 10 кл. Перышкин,Мякишев и др) 2. ИСО - система отсчета, по отношению к которой тело, свободное от внешних воздействий, покоится или движется равномерно и прямолинейно (Тихомирова). (тело вне системы отсчета) 3. ИСО – система, в которой справедливы законы Ньютона (энциклопедия). Формулировки – идентичны на основании принципа относительности Галилея: во всех ИСО законы классической динамики одинаковы

9 Не путать « инерцию » и « инертность »!!! « Инерция – движение тела без внешних воздействий » Проявление инертности тел Инертность – свойство тела оказывать сопротивление изменению скорости. Масса – мера инертности.

10 Перед изучением 2 закона повторить существенные признаки сил по 7 классу. Углубление в 10 классе: количественная мера действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорение, называется силой (Мякишев и др). (Добавить о деформации) Использовать принцип суперпозиции сил: если на тело действует несколько сил, то каждая из них сообщает ему такое же ускорение, что и в отсутствие других сил. Отсюда: В инерциальной системе отсчета ускорение тела прямо пропорционально векторной сумме всех действующих на тело сил и обратно пропорционально массе тела.

11 Из 2 закона следует : Пружина В падает на пористую поверхность, правая на жесткую. Пружина В тормозит дольше, поэтому сила, действующая на нее меньше. Применение 2 закона Ньютона

12 а ) силы возникают попарно ; б ) термины « действие » и « противодействие » условны и взаимозаменяемы : в ) силы нельзя складывать, они не уравновешиваются ; г ) силы одинаковой природы ; д ) силы направлены по одной прямой 3 закон о взаимодействии тел F1- F2 3 закон о способах взаимодействия тел Силы, с которыми действуют друг на друга тела, равны по модулю и противоположны по направлению

13 1) Груз висит на подвесе ; 2) груз лежит на опоре ; 3) Земля вращается вокруг Солнца ; 4) лошадь – телега, лошадь – Земля, телега – Земля и т. д. Необходим анализ взаимодействий : силами упругости, тяготения, трения. Например : - F2 - F1

14

15 Научно - методический анализ раздела о механических колебательных и волновых явлениях в 9 и 11 классах. Особенность и трудность изучения колебательных процессов в 9 классе. Методика формирования понятий, характеризующих состояние колебательных систем и колебание в целом. Изучение колебательных систем.

16 Задача обучения темы : 1. Ввести понятие о колебательном движении: признаке, особенности задач; 2. Ввести понятие о гармонических колебаниях: признаке, условии, причине; 3. Формировать основные понятия, характеризующие гармоническое колебание: амплитуда, период, частота, фаза; 4. Объяснять возникновение свободных, затухающих и вынужденных колебаний, резонанса.

17 Содержание темы « Механические колебания и волны » в 9 классе (7 часов ) 1. Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы. Маятник. 2.Величины, характеризующие колебательное движение. 3. Лабораторная работа «Исследование зависимости периода и частоты свободных колебаний нитяного маятника от его длины». 4.Величины, характеризующие колебательное движение. 5. Превращение энергии при колебательном движении. Затухающие колебания. 6. Вынужденные колебания. 7.Резонанс. Применение резонанса и борьба с ним.

18 Особенность теории колебаний Общие признаки колебательных систем, математического аппарата, законов колебания, независимо от природы колебаний; Одинаковая система понятий: характеристики колебаний в целом и повременно, характеристики колебательной системы. Общие задачи: а) определение положения тела в любой момент времени; б) описать колебание в целом (найти период, частоту). «Каждая из областей физики – оптика, механика, акустика – говорят на своем национальном языке. Но есть «интернациональный язык» и это язык теории колебаний» Л.И.Мандельштам

19 Свободные колебания изучаются на примере груза на пружине Указать положение равновесия. Сила упругости всегда направлена к положению равновесия и изменяется при движении по модулю и направлению.

20 а ) Признак колебаний – периодичность, повторяемость, целостность. б) колебательная система – способная совершать колебания под действием внутренних сил. Части колебательной системы – «упругий», инертный элементы. Свойства: 1. Отсутствует потеря энергии или она мала; 2. Обладает положением устойчивого равновесия: 3. В положение устойчивого равновесия система приходит сама и проходит ее вследствие инертности: 4. Колебательная система обладает собственной частотой, зависящей от ее параметров.

21 в) Маятники: нитяной (???), пружинный. «Математический маятник – материальная точка, колеблющаяся на не меняющемся со временем расстоянии от точки подвеса, называется математическим маятником». Изменить определение!

22 Гармоническое колебание изучается из опыта по записи колебания. «Гармоническими называются колебания, которые происходят под действием силы, пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно этому смещению» 9 класс. (определение дано по причине колебания). Колебания, совершающиеся по закону синуса или косинуса, называются гармоническими (определение дано по внешнему признаку)