Современное значение законов Ньютона Физика. 9-й класс, базовый курс, 2 часа

Был этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет! И вот явился Ньютон!

Цели урока:

  • Актуализировать и углубить знания учащихся о
    фундаментальной науке – классической механике,
    убедиться в том, что ЗАКОНЫ НЬЮТОНА играют
    огромную роль в современной жизни каждого
    человека
  • С помощью опережающего задания активизировать
    поисково-познавательную деятельность учащихся в
    работе с учебными, оригинальными текстами;
  • Формирование у старшеклассников
    коммуникативных умений (публично выступать по
    теме, вести диалог, участвовать в дискуссии,
    активно слушать, работать в группе).

Тип урока:

Урок обобщения по теме “Законы
движения и взаимодействия тел. Механические
колебания и волны. Звук”

Форма урока

: Урок-конференция.

Оборудование:

Таблица, карточки на магнитах,
системный блок, мультимедиа-плеер.

Структура урока и методика его проведения.

За 3 недели до начала урока класс разбивается на
5 групп (по 4 человека), состав которых
определяется по желанию учащихся. Участники
групп выбирают руководителя группы и получают
задание – исследовать современное значение
законов Ньютона и систематизировать знания по
основам классической механики по единой схеме
изучения фундаментальной физической теории.
Результаты исследований могут быть представлены
в различных видах (таблица, плакат, презентация и
др.)

Временная диаграмма урока

: урок проводится в
течение 45 минут.


№ этапа Содержание этапа урока Время (мин.)
1. Актуализация проблемы урока учителем 3
2. Вводный тест 5
3. Сообщение “Исаак Ньютон”. (М. Гнеп) 5
4. Защита проекта группой и дополнения по
её выступлению
25
5. Заключительное слово учителя 5
6. Рефлексия урока 2

Ход урока

Перед началом урока ребята рассаживаются в
классе за парты по группам. Урок начинает
учитель, который в очень кратком вступлении
актуализирует проблему (ПРИЛОЖЕНИЕ №1),
рассматриваемую на уроке. Далее для актуализации
знаний по этой теме проводится тестовая работа,
содержащая все основные понятия по исследуемой
проблеме (ПРИЛОЖЕНИЕ №2). Сообщение “Ньютон И.”
(ПРИЛОЖЕНИЕ №3) позволит учащимся узнать новые
факты из биографии Ньютона и настроиться на
защиту проектов. Затем группы начинают защиту
проектов, используя подготовленный материал и
наглядность, отвечают на вопросы экспертов или
представителей других групп. Учащиеся класса
могут сделать дополнения и уточнения по
отдельным структурным элементам таблицы.
Эксперты оценивают выступления группы по своей
теме и учитывают их активность в обсуждении
других вопросов. В процессе выступления групп
учащиеся дополняют свои таблицы “Классическая
механика”. После завершения обсуждения всех
выступлений, учитель подводит итог по проблеме
урока. У каждого учащего по итогам урока должна
остаться таблица примерно следующего
содержания.

КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА


ОСНОВАНИЕ ЯДРО СЛЕДСТВИЕ
Факты Идеализированный объект Понятия, физические
величины
Принципы Законы Математические уравнения Объяснение явлений, фактов,
закономерностей
Применение законов
динамики
1.Кинематические закономерности
движения тел (материальных точек, планет
Солнечной системы).

2. Законы Кеплера

Материальная точка 1. Система отсчета.

2. Пространство,
время, перемещение, координата, скорость,
ускорение.

3. Взаимодействие.

4. Сила.

5. Масса.

6. Импульс силы.

7 Импульс тела.

8. Энергия.

9. Работа.

1. Инерции.

2. Дальнодействия.

3. Суперпозиции

4. Причинности

5. Относительности

1. Существуют такие системы отсчета,
относительно которых поступательно движущееся
тело сохраняет свою скорость постоянной, если на
него не действуют другие тела или их действие
скомпенсировано.

2. Ускорение, приобретаемое
телом в ИСО, прямо пропорционально векторной
сумме сил и обратно пропорционально массе
системы тел.

3. Тела действуют друг на друга силами равными
по модулю и противоположными по направлению.

1. Механическая схема описания движения:
зная положение материальной точки в СО и
скорости движении в определённый момент времени,
можно определить параметры движения на все
последующие и предыдущие моменты времени.

2.
Свободное падение тел в газах, жидкостях.
3.Научное толкование статики, гидро- и
аэродинамики.

1. Движение тел переменной массы.

2.
Вывод и анализ законов сохранения импульса,
энергии, сложения скоростей.

3. Определение средней плотности планет, тел.

4. Движение под действием одной или нескольких
сил.

5. Соударение тел или частиц (упругий и
неупругий удар).

6. Движение жидкостей и газов (уравнение
Бернулли).

Оценка работы.

Работа каждого ученика
оценивается баллами от 3 до 5. Экспертами на уроке
являются все учащиеся, при выставлении отметки
учитывается общая (единая для группы) отметка,
полученная группой за составленную ими таблицу в
ходе подготовки к уроку и активность учащегося в
ходе урока.

Рефлексия урока

. Обратная связь по итогам
урока осуществляется с помощью карточек
самооценки.

Руководители групп: Кравец Никита, Гнеп
Михаил, Ботникова Евгения, Чустеев Иван,
Кочергина Дарья

Темы работы групп

: Первый закон Ньютона и его
значение, Второй закон Ньютона и его значение,
Третий закон Ньютона и его значение, Закон
всемирного тяготения и его значение, Закон
сохранения импульса и его значение.

Каждая группа при подготовке к уроку:

заполняет свою версию таблицы:

Физическая картина мира (ФКМ) – обобщенная
модель природы, включающая в себя представления
физической науки (на данном этапе её развития) о
материи, движении, взаимодействии, пространстве
и времени, причинности и закономерности.

КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА


ОСНОВАНИЕ ЯДРО СЛЕДСТВИЕ
Факты Идеализированный объект Понятия, физические
величины
Принципы Законы Математические уравнения Объяснение явлений, фактов,
закономерностей
Применение законов
динамики

  • Готовит отчет по теме проекта в виде
    презентации, плаката, буклета.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

И. Ньютон 1667 г. “МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАЧАЛА
НАТУРАЛЬНОЙ ФИЛОСОФИИ”

Классическая механика – самая ранняя
физическая теория, получившая свое завершение с
выходом в свет в 1676 году работы И. Ньютона
“Математические начала натуральной философии”.
Термин “натуральная философия”
свидетельствовал о тесной связи науки и
философии, которые, как и в эпоху возникновения
науки в Древней Греции, работали вместе.

Механические явления были наиболее ясными и
наглядными; в изучении этих явлений физика
достигла наибольших успехов, и механическое
мировоззрение явилось отражением этих успехов.
Ньютон заложил новые основы механического
мировоззрения в своем труде “Математические
начала натуральной философии”. В “Началах”
содержатся основные понятия механики,
формулировка основных законов механики,
приложения законов механики к теории движения
под действием центральных сил, обоснование ЗВТ и
изложение системы мира, т.е. теории движения
планет и спутников на основе ЗВТ. Таким образом,
это первый в истории курс теоретической
механики, включающий и небесную механику.
Отдельные результаты предшественников Ньютона,
начиная с Галилея, были обобщены и развиты
Ньютоном в этом гигантском труде. Ньютон
завершил работу предыдущих поколений и открыл
путь последующим поколения физиков и механиков.

“Математические начала натуральной
философии” — книга, вошедшая в золотой фонд
науки. Законы Ньютона в течение веков
заучивались в авторской формулировке. Так было
во всех школах мира. Поколения людей
воспитывались на законах Ньютона, которые
казались незыблемым фундаментом научного
познания природы. Ньютон вложил в руки ученых
мощный инструмент познания мира. Использование
законов Ньютона на практике позволило решать
любые задачи механики, что привело к её бурному
развитию. Классическая механика сыграла
положительную роль в развитии физики. Почти вся
современная техника, сооружения, транспорт,
космическая техника создаются и работают ,
опираясь на законы Ньютона.

Два чумных года 1665-16666 гг. (в Англии свирепствует
чума, только в Лондоне сожгли 31 тысячу трупов)
можно назвать “болдинской осенью” Ньютона. “Я
был в расцвете изобретательских сил и думал о
математике и философии больше, чем когда-либо” -
пишет о себе И. Ньютон. И только через 20 лет мир
узнает о его великих творениях в “болдинскую
осень”. В характере ученого есть одна странность
- он не любит публиковать своих работ. Он очень
нетороплив и обстоятелен. “Я гипотез не
измышляю” — любимое его изречение, почти девиз.
Он спорит всю жизнь: с Гуком, с Гюйгенсом, с
Флэмстидом. С желчным раздражением пишет он
слова, которые и в наши дни звучат справедливо:
“…Я убедился, что-либо не следует сообщать
ничего нового, либо придется тратить все силы на
защиту своего открытия”.

В апреле 1695 года, когда Ньютон был смотрителем
лондонского Монетного двора, необыкновенный
гость из России трижды приезжал туда, чтобы
познакомиться с техникой чеканки монет.
Окружавшие называли его “десятником”, но
относились с высоким уважением. Они встретились
царь Петр. И Исаак Ньютон. О чем говорили эти два
великих человека?! Но когда Ньютон составлял
список адресов, по которым следовало разослать
его “Математические начала..”, он специально
пометил “6 — царю, для него самого и для главных
библиотек Московии”.

Научный подвиг Ньютона по достоинству оценён и
современниками, и потомками. Метод Ньютона
служил примером Амперу и Фарадею, Томсону и
Максвеллу, Эйнштейну и Дираку. Новая физика
изменила представления Ньютона о пространстве и
времени, о массе и действии, но не отбросила его
механику, а только определила границы её
применимости. И сегодня мы постоянно пользуемся
творениями великого ученого, идейное богатство
его работ вдохновляет творческую физическую
мысль. По словам С.И. Вавилова, “ньютоновская
механика – не историческая реликвия, а основа
естествознания сегодняшнего дня”.

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Урок-конференция “Современное
значение ЗАКОНОВ НЬЮТОНА” (вводный тест)

Фамилия, имя:


№ п/п Определение Величина, понятие Правильно Условное обозначение Правильно
1. Изменение положения тела в
пространстве относительно других тел с течением
времени.
2. Модель, соответствующая телу, размерами
которого можно пренебречь в данной СО.
3. Две основные формы существования
материи
4. Совокупность системы координат,
связанной с телом отсчета и покоящихся
относительно него часов
5. Линия, по которой движется тело в данной
СО
6. ВФВ, вектор, соединяющий начальное и
конечное положения тела
7. ВФВ, характеризующая быстроту движения,
равная отношению вектора перемещения к
промежутку времени, за который оно совершено.
8. ВФВ, характеризующая скорость
изменения скорости, равная отношению изменения
вектора скорости к промежутку времени, за
который оно совершено
9. Процесс взаимного влияния тел (частей
тела) друг на друга
10. ВФВ, мера взаимодействия тел (частей
тела) друг на друга
11. СВФ, мера инертности тела
12. ВФВ, равная произведению массы тела на
его скорость.
13. ВФВ, равная произведению вектора силы и
времени её действия
Итого Итого
Отметка: 21-19 –“5” 18-15-“4” 14-10 –
“3”
Всего Отметка

ПРИЛОЖЕНИЕ №3

ИСААК НЬЮТОН

Он самый счастливый, систему мира можно
установить только один раз (Лагранж)

Этот человек сформулировал основные законы
механики, открыл закон всемирного тяготения,
законы разложения белого света в спектр и
выдвинул корпускулярно-волновую теорию света,
разработал дифференциальное и интегральное
исчисления, закон охлаждения нагретого тела,
открыл закон сопротивления движению в вязкой
жидкости, сконструировал один из первых
термометров, впервые построил отражательный
телескоп. Лагранж сказал о нем: “Он самый
счастливый – систему мира можно установить
только один раз”.

Он родился вьюжной зимой 1642 года, после
рождества, в Вулсторпе. Родился до срока, таким
хилым и слабым, что священник считал, что он не
жилец на этом свете. Сам Ньютон говорил
впоследствии: “По словам матери, я родился таким
маленьким, что меня можно бы было выкупать в
пивной кружке” Но этот слабый младенец выжил
всем на удивление, и за всю свою долгую жизнь
(почти 85 лет) почти никогда не болел. Он не знал
своего отца, он умер ещё до его рождения, да и мать
уехала вместе с отчимом, когда ему было 3 года.
Мальчик остался со своей бабушкой, жили они
вместе в маленьком сельском домике из серого
камня, окруженного редким плетнем. Он окончил
сначала сельскую школу, а затем Королевскую
школу в Грэнтеме.- маленьком городке в десяти
километрах от родной деревушки.

Ньютон был удивительным домоседом и за всю свою
жизнь никогда не отъезжал от родного дома дальше,
чем на 180 км.

Он был человеком ниже среднего роста, с самой
незаурядной внешностью, чаще молчаливый,
неостроумный. Он был плохим собеседником и мог в
разговоре вдруг замолчать и задуматься. Тогда
взгляд его быстрых, живых глаз как бы застывал.
Такие мужчины не пользуются успехом у женщин, и
Ньютон так и не женился. И влюбился он тоже всего
один раз, ещё мальчишкой. Её звали мисс Сторей, и
она была очень хорошенькая. Эта девочка –
единственный романтический образ его жизни. Но
верность ему он сохранил навсегда, даже в
старости навещал старушку, в которую
превратилась девочка.

В отроческие и юношеские годы Ньютон отличался
от сверстников равнодушием к шумным забавам,
весёлым студенческим вечеринкам. Но проявлял
небывалый интерес к любой работе, требовавшей
каких-нибудь орудий, инструментов и
приспособлений. Он мог часами наблюдать за
плотником и кузнецом, а потом повторял увиденное.
Учеником и студентом он был всегда прилежным,
интересовался математикой, но учился как-то
незаметно, средне, и невозможно проследить, как
буквально за несколько лет происходит это
сказочное превращение вчерашнего
провинциального школьника в совершенно
самостоятельного и оригинального исследователя.
И можно только догадываться какой процесс шел
постоянно в глубинах его могучего мозга.

Незадолго перед смертью, словно оглядывая свою
жизнь, такую тихую и спокойную внешне и такую
неистово бурную внутренне, Исаак Ньютон сказал:
“Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я
кажусь мальчиком, играющим на морском берегу,
развлекающимся тем, что от поры до времени
отыскиваю камешек более цветистый, чем
обыкновенно, или красную раковину, в то время как
великий океан истины расстилается передо мною
неисследованным”


Следующий: