Парная работа на уроках физики: как научить школьников решать задачи без страха

10 класс

Урок физики в 10 классе по теме: «Решение задач на применениезаконов Ньютона»

Цель урока: Систематизация знаний о законах Ньютона.

Задачи урока:

Познавательные:Объединить изученные законы в систему представлений о причине механического движения.

Развивающие:Углубить знания, полученные на базовом уровне, освоить методику решения задач для системы тел, связанных невесомой нерастяжимой нитью.

Воспитательные:Подчеркнуть познавательное и мировоззренческое, практическое и воспитательное значение законов Ньютона.

План урока:

Организационный момент – 1 мин.

Повторение и обобщение пройденного материала –10 мин. (тест)

Решение задач парами сменного состава.

Подведение итогов урока – 3 мин.

Задание на дом – 1 мин.

К арточка 1. Наклонная плоскость.

1. Те­леж­ка мас­сой 0,1 кг удер­жи­ва­ет­ся на на­клон­ной плос­ко­сти с по­мо­щью нити (см. ри­су­нок).

Чему равна сила на­тя­же­ния нити?

Р ешение.

На те­леж­ку дей­ству­ет три силы: сила тя­же­сти, сила ре­ак­ции опоры и сила на­тя­же­ния нити. Все силы изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке.

Используем второй закон Ньютона в векторном виде (запишите самостоятельно), а=о. Тогдавто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции на ось Ox при­об­ре­та­ет вид:

.

Сле­до­ва­тель­но, сила на­тя­же­ния нити равна

.

К арточка 2. Сила натяжения нити.

1.Лифт мас­сой 800 кг, за­креп­лен­ный на тросе, под­ни­ма­ет­ся вер­ти­каль­но вверх. На ри­сун­ке изоб­ра­жен гра­фик за­ви­си­мо­сти мо­ду­ля ско­ро­сти лифта от вре­ме­ни . Определите модуль натяжения нити троса.

Решение.

Н а те­ло дей­ству­ют две силы: сила тя­же­сти, сила натяжения нити. Все силы изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке.

Используем второй закон Ньютона в векторном виде (запишите самостоятельно).

Тогдавто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции

на ось Oу при­об­ре­та­ет вид:

T – m·g = - m·a;

T = mg - ma =m · (g - a);

По графику зависимости скорости от времени определим ускорение

a = ;

a = = - 0,2;

Ускорение векторная величи­на, и она требует указания значения и направления. Отрицательный знак означает, что ускорение происходит в обратном направлении по отноше­нию к избранному положительному направлению скорости. В этом случае оно также известно как замедление или торможение.

Т.к. мы на рисунке уже указали направление ускорения, то решая задачу, берем значение ускорения по модулю.

T = 800 кг · (10 .– 0,2.) = 7840 H = 7,84 кН;

Ответ: 7,84 кН.

Карточка 3. Сила трения.

1 .После удара клюшкой шайба массой 0,15 кг скользит по ледяной площадке. Её скорость при этом меняется в соответствии с уравнением  ʊ = 20- 3t. Коэффициент трения шайбы о лед равен …

Решение.

На те­ло дей­ству­ют две силы: сила тя­же­сти, сила ре­ак­ции опоры.Все силы изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке.

Используем второй закон Ньютона в векторном виде (запишите самостоятельно).

Тогдавто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции

на ось Ox при­об­ре­та­ет вид:

-Fтр = -am; (1)

(Fтр=μN); (2)

на ось Oу при­об­ре­та­ет вид:

N-mg=0, значит N=mg; (3)

Тогда a·m=μN;

μ= = = ;

Из уравнения скорости ʊ = 20- 3t получим, что модуль ускорения равен 3.

μ== 0,3;

Ответ: 0,3.

Карточка 4. Вес тела.

1. Самолет делает «мертвую петлю» радиусом 100 м и движется на ней со скоростью 288 км/ч. С какой силой летчик массой 80 кг будет давить на сиденье самолета в нижней точке петли? Какую перегрузку испытывает летчик в этой точке?

Р
ешение.

Переведем в СИ ʊ =288= 80 .

Применяем второй и третий законы Ньютона, учитывая, что тело обладает центростремительным ускорением.a_ц.с=.

Алгоритм решения задачи.

1) Сила, с которой тело лётчика давит на сиденье, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой сиденье давит на тело лётчика = - (третий закон Ньютона).

2) На тело лётчика действуют 2 силы: сила тяжести и сила реакции кресла. Совместно они сообщают телу лётчика центростремительное ускорение.
Записываем второй закон Ньютона в проекции на вертикально направленную вниз осьOу :

а) в верхней точке:
mg+N = m;
N = m(-g+) = 80 кг ·(- 10 + ) = 4320 Н.
Значит,F _давл= 4320 Н.

б)в нижней точке:
mg − N = − m;

N = m(g+) = 80 кг ·(10+ ) = 5920 Н
Значит,F _давл= 5920 Н.

ОТВЕТ: в верхней точке 4,32 кН , в нижней точке — 5,92 кН.

Перегрузка - отношение прижимающей силы к весу лётчика.

К=;

Перегрузки, испытываемые лётчиком, составляют:
а) в верхней точке: k = 5,4;
б) в нижней точке: к= 7,4.

Карточка 5. Движение связанных тел.

Задача 1. Невесомым блок укреплен на конце стола. Гири 1 и 2 одинаковой массы m₁= m₂ = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Коэффициент трения гири 2 о стол k = 0,1. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т. Трением в блоке пренебречь. 

Решение:

Задача 2. Два тела, связанные невесомой нерастяжимой нитью тянут с силой 15 Н вправо по столу. Массы брусков m₁= 1 кг и m₂ = 4 кг, μ = 0,1. С каким ускорением движутся бруски? Чему равна сила натяжения нити?

На те­ла дей­ству­ютсилы.Все силы изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке.

Используем второй закон Ньютона в векторном виде для обоих тел (запишите самостоятельно).

Тогдавто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции для 1-ого тела

на ось Ox при­об­ре­та­ет вид:

Fн₁-Fтр₁=m₁a;

Fн₁=m₁a+Fтр₁; (1)

на ось Oу при­об­ре­та­ет вид:

N – mg =0;

N = mg;

Fтр₁ =μN₁=μm₁g;

Запишемвто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции для 2-ого тела

на ось Ox при­об­ре­та­ет вид:

Fтяг- Fн₂– Fтр₂=m₂a;

-Fн₂= m₂a+Fтр-Fтяг;(2)

Fн₂=Fтяг-m₂a-Fтр;

на ось Ox при­об­ре­та­ет вид:

N₂-m₂g=0;

N₂=m₂g;Fтр₂=μm₂g;

Fн₁=Fн₂, т.к. система связанных тел.

Решим систему уравнений, приравняв (1) и (2):

m₁a + Fтр₁=Fтяг - m₂a - Fтр₂;

m₁a+m₂a=Fтяг - Fтр₁- Fтр_2;

a·(m₁+m₂)=Fтяг-μm₁g-μm₂g;

a = ;

a=2;

Fн₁=3Н;

Ответ: 2 ; 3Н.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/240038-rabota-v-parah-smennogo-sostava