Что может происходить с телом под действием другого тела

Урок физики. 7-й класс

Разделы: Физика

Класс: 7

Эпиграф:

“…Сущность Вселенной не имеет в себе силы, которая смогла бы противостоять мужеству познания”

1. Приветствие; сообщение темы, целей и задач урока, плана работы.

2. Опрос: тест (на столах лежат листы с текстом и бланки ответа)

1) Может ли тело без действия на него других тел прийти в движение?

А) Может
Б) Не может
В) Может, но не каждое тело
Г) Человек и животные могут

2) Может ли тело без действия на него других тел двигаться равномерно?

А) Может
Б) Не может
В) Может, но не каждое тело
Г) Человек и животные могут

3) Может ли тело без действия на него других увеличивать или уменьшать свою скорость

А) Может
Б) Не может
В) Может, но не каждое тело
Г) Человек и животные могут

4) Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют:

А) Механическим движением
Б) Инерцией
В) Движением тела

5) В каком направлении упадет человек, выпрыгнув на ходу из трамвая?

А) По ходу движения трамвая
Б) Перпендикулярно направлению движения трамвая
В) Против хода трамвая

1) Если на тело не действуют другие тела, то оно…

А) Находится в покое
Б) движется
В) движется с изменяющейся скоростью
Г) Находится в покое или движется прямолинейно и равномерно

2) Если на тело действуют другие тела, то его скорость…

А) Не изменится, оно находится в покое
Б) Не изменится, оно движется равномерно и прямолинейно
В) Увеличивается или уменьшается

3) Тело находится в движении, и на него действуют другие тела. Что произойдет с телом, если действие других тел прекратится? Как оно будет двигаться?

А) Движение тела прекратится
Б) Тело станет двигаться равномерно и прямолинейно
В) Скорость тела будет уменьшаться

4) Как называется явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел:

А) Механическим движением
Б) Инерцией
В) Диффузией

5) Автобус, движущийся по шоссе с юга на север, круто повернул на восток. В каком направлении будут двигаться пассажиры некоторое время?

Проводится взаимопроверка теста

1 вариант 1) Б 2) А 3) Б 4) Б 5) А

2 вариант 1) Г 2) В 3) Б 4) Б 5) А

3. Содержание нового материала: 1) Мотивация учебной деятельности: “Знал бы, где упасть, так соломки бы подстелил”- гласит народная поговорка. А можно ли предсказать поведение движущихся тел? Найти причину всякого движения или его отсутствия? Знание причин позволяет предсказать течение событий и своевременно на них отреагировать.

2) Создание модели “взаимодействие тел”

Сегодня мы попытаемся выяснить причину движения.

Опыт 1: Ученик садится на легкоподвижную тележку, обхватив колени руками и наклонив голову к коленям. Ему дается задание привести в движение тележку, не прикасаясь ни к чему, и не спрыгивая с тележки. Все попытки сдвинутся, остаются безрезультатными, тележка остается на месте.

Вывод: Тело само не может привести себя в движение.

Вопрос: Что необходимо предпринять, чтобы привести в движение тележку?

Вывод: Чтобы изменить скорость движения тележки необходимо другое тело.

Опыт 2: На другую тележку садится ученик примерно такой же массы. Тележки сближаем на расстояние вытянутой руки. Один ученик должен оттолкнуться от ученика на другой тележке. Обе тележки приходят в движение относительно пола, они разъезжаются в разные стороны.

Вывод: Скорость тележки можно изменить только с помощью другого тела. При этом меняется и скорость другой тележки.

ДЕЙСТВИЕ ОДНОГО ТЕЛА НА ДРУГОЕ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОДНОСТОРОННИМ, ОБА ТЕЛА ДЕЙСТВУЮТ, ДРУГ НА ДРУГА Т.Е. ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ. В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБА ТЕЛА МОГУТ ИЗМЕНЯТЬ СВОЮ СКОРОСТЬ.

Опыт 3: На тележки садятся ученики разной массы. После взаимодействия тележки разъезжаются в противоположные стороны на разные расстояния.

Вопрос: Почему покоящиеся тела в результате взаимодействия приобрели разные скорости?

ВО СКОЛЬКО РАЗ СКОРОСТЬ ПЕРВОГО ТЕЛА БОЛЬШЕ СКОРОСТИ ВТОРОГО ТЕЛА (ПОСЛЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ), ВО СТОЛЬКО РАЗ МАССА ПЕРВОГО ТЕЛА МЕНЬШЕ МАССЫ ВТОРОГО ТЕЛА.

Вопрос: Движение какого тела больше похоже на движение по инерции?

Вывод: Чем больше масса тела, тем труднее изменить скорость движения данного тела. Такое тело называют более инертным. Чем больше меняется скорость тела при взаимодействии, тем меньшую массу оно имеет.

Вывод: Для всех тел характерно свойство по-разному изменять свою скорость при взаимодействии. Это свойство тела, которое проявляется в том, что для изменения его скорости движения необходимо, чтобы действие другого тела длилось некоторое время, называется инертностью.

3) Масса тела, инертность, единицы массы.

Вопрос: Какая физическая величина является мерой инертности?

Массу обозначают буквой m

За единицу массы в СИ принят 1 кг.

Единица массы определяется, как масса цилиндра из платиноиридиевого сплава хранящегося в Международном бюро мер и весов.

Справка: Международное бюро мер и весов МБМВ (учреждено в 1875 г.)

Учреждено в 1875г. Вместе с подписанием Метрической конвенции. Основная задача Бюро заключается в обеспечении существования единой системы измерений во всех странах- участницах этой конвенции. В МБМВ хранятся международные эталоны основных единиц и выполняются международные метрологические работы, связанные с разработкой и хранением международных эталонов и сличением национальных эталонов с международными между собой. В МБМВ также проводятся исследования в области метрологии, направленные на увеличение точности измерений.(6)

Эталон 1 кг. Образец, хранящийся в Севре, является международным эталоном (материальным прототипом) с помощью которого изготавливают копии для метрологических центров разных стран. Цилиндр из сплава платины и иридия хранится в Севре с 1889 г.

Эталон килограмма хранится в закрытом помещении, без солнечного света, его достают лишь в редких случаях для изготовления копий и сравнения с национальными эталонами, которые были изготовлены в десятках экземпляров.(7)

Старинные русские меры веса (массы)

1 берковец= 10 пудов (163,8 кг.)

1 пуд= 14 фунтов (16,4 кг.)

1 фунт= 96 золотников = 9216 долей (409,5 г.)

1 лот=3 золотникам (12,8 г.)

1 золотник=96 долей (4,3 г.)

(Сообщения учащихся: берковец,пуд,золотник,фунт)

Существуют специальные меры массы драгоценных камней:

Карат- единица массы, с древнейших времен используется в торговле драгоценными камнями и в ювелирном деле.

Существуют так же дольные и кратные единицы массы:

1 т.=1000 кг.	1 г.=0,001 кг.
1 ц.=100 кг.	1 мг.=0,000001 кг.

4) Способы определения массы тела.

Вопрос: Каким образом можно определить массу тела?

1. Сравнивая скорости приобретенные телами при взаимодействии.

Наиболее простым средством для взвешивания являются рычажные и пружинные весы

Мы с вами на уроках будем пользоваться рычажными весами (показ весов и набора гирь)

Принцип взвешивания на рычажных весах заключается в уравновешивании. В состоянии равновесия суммарная масса гирь известной массы равна массе взвешиваемого тела. (Демонстрация)

4. Актуализация знаний: (тест устно)

В каком случае тележка А прийдет в движение если пережечь нитку?

1) в положении 1 и 2

2) в положении 1 и 3

3) в положении 2 и 3

2. Изменение скорости движения тела происходит:

1) пока действует на него другое тело

2) без действия на него другого тела

3) после действия на него другого тела

3. При выстреле из винтовки скорость пули 600 м/с, а скорость винтовки при отдаче 1,5 м/с, у какого тела масса больше и во сколько раз?

4. Почему при полете крыло бабочки движется медленнее, чем крыло осы?

5. Упражнение 6 (1) стр. 46 учебника.

5. Домашнее задание: п.18, 19 вопросы, упр 6.

Источник

Что может происходить с телом под действием другого тела

Тела действуют друг на друга, то есть взаимодействуют.
Как это происходит?

1. Что называется взаимодействием тел?

Действие одного тела на другое не может быть односторонним, то есть оба тела действуют друг на друга.

Взаимодействием тел называется действие тел друг на друга.

а) Если человек, сидящий в лодке, отталкивает от себя другую лодку, то происходит взаимодействие.
В результате обе лодки действуют друг на друга (взаимодействуют) и приходят в движение.

б) Если человек прыгает с лодки на берег, то лодка отходит в сторону, противоположную прыжку.
Человек подействовал на лодку.
Но и лодка действует на человека, сообщая ему некоторую скорость, направленную к берегу.

2. Что происходит с телами в результате взаимодействия?

В результате взаимодействия оба тела могут изменить свою скорость и по величине и по направлению.

б) Если толкнуть мяч навстречу катящемуся второму мячу, то в результате удара-взаимодействия оба мяча (в зависимости от того, каковы их массы и начальные скорости) изменят не только величину своей скорости, но могут изменить и направление движения.

в) Если едущий легковой автомобиль догоняет и на ходу врезается в двигающийся впереди него грузовик, то, очевидно, грузовик может только увеличить свою скорость в том же направлении, а легковой сначала затормозит, а затем и отскочит назад, то есть изменит величину и направление скорости.

3. Что является причиной изменения скорости тела?

Изменение скорости тела происходит под действием другого тела.

Например:

а) Конькобежец бежит дистанцию, вдруг навстречу ему возникают порывы сильного ветра, в результате взаимодействия с воздушной массой скорость конькобежца уменьшается.

б) Если посильнее подуть на лежащий на столе лист бумаги, то он отлетит в сторону, то есть скорость листа, первоначально равная нулю, изменится.

в) Перестав крутить педали, велосипедист еще какое-то время движется вперед, но затем останавливается. В результате взаимодействия колес велосипеда с землей скорость велосипедиста изменилась.

Источник

Взаимодействие тел

Масса, объем и плотность

Масса

Как ни странно, начнем мы с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.

В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.

Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

F — сила, действующая на тело (равнодействующая) [Н]

В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.

Закон Всемирного тяготения

F = GMm/R2

F — сила [Н]
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная

Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне.

Откуда берется масса

Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Например, доказано, что у электронов масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.

А еще Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не было бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.

Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.

Источник: Википедия

Бозон Хиггса невозможно представить — это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.

Объем тела

Масса зависит от двух величин: плотности и объема. Начнем с известной нам из математики величины — с объема.

А если вернуться к задачкам, то чтобы рассчитать объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно перемножить три его параметра.

Вычисляем объем по формуле:

Формула объема параллелепипеда

V = a*b*c

А для цилиндра будет справедлива такая формула:

Формула объема цилиндра

V = S*h

S — площадь основания [м^2]

Плотность вещества

Плотность — скалярная физическая величина. Определяется как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

Формула плотности вещества

р — плотность вещества [кг/м^3]

m — масса вещества [кг]

V — объем вещества [м^3]

Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.

Маленькое исключение

С водой такая история не работает: плотность воды меньше плотности льда.

Объяснение кроется в молекулярной структуре льда. Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, она изменяет молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами увеличивается. Соответственно, плотность льда меньше плотности воды.

Ниже представлены значения плотностей для разных веществ — это поможет при решении задач по физике:

Твердое вещество

кг/м3

г/см3

Жидкость

кг/м3

г/см3

кг/м3

Где самая большая плотность?

Самая большая плотность во Вселенной — в черной дыре. Плотность черной дыры составляет около 1014 кг/м3.

Средняя плотность

В школьном курсе чаще всего говорят о средней плотности тела. Дело в том, что если мы рассмотрим какое-нибудь неоднородное тело, то в одной его части будет, например, большая плотность, а в другой — меньшая.

Если вы когда-то делали ремонт, то знакомы с такой вещью, как цемент. Он состоит из двух веществ: клинкера и гипса. Чтобы найти плотность цемента, можно сделать так: отдельно найти плотность гипса, плотность клинкера по формуле выше, а потом найти среднее арифметическое двух плотностей.

А можно просто массу цемента разделить на объем цемента и мы получим ровно то же самое. Просто в данном случае мы берем не массу и объем вещества, а массу и объем тела.

Формула плотности тела

р — плотность тела [кг/м^3]

Инертность

Масса придает телу такое свойство, как инертность. Но не напрямую — у этого есть некая последовательность. Если посмотреть, как строитель толкает тачку или родитель везет ребенка на санках — можно заметить, что и тачка, и санки, изменяют свою скорость только при наличии нескомпенсированного действия — силы, которую прикладывают и строитель, и родитель.

Так как быстрота изменения скорости характеризуется ускорением тела, можем заключить, что причиной ускорения является некомпенсированное действие одного тела на другое. Но одно тело не может действовать на другое, не испытывая его действия на себе. Следовательно, ускорение появляется при взаимодействии тел. Ускорение приобретают оба взаимодействующие тела.

Давайте вернемся к нашим строителям и родителям. Если строитель приложит к тачке ту же силу, что и родитель, то ускорение не обязательно будет одинаковым.

Чем меньше ускорение приобретает тело при взаимодействии, тем инертнее это тело.

Например, движущийся по дороге автомобиль не может мгновенно остановиться — для уменьшения скорости требуется некоторое время.

Чем инертнее тело, тем больше его масса. Чем больше инертность, тем меньше ускорение. Следовательно, чем больше масса тела, тем меньше его ускорение. Эту закономерность описывает второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

Мы уже упоминали его в начале статьи, давайте разберемся подробнее.

Второй закон Ньютона

F — сила, действующая на тело (равнодействующая) [Н]

В этом законе есть такое понятие, как равнодействующая сила. Часто можно встретить, что она обозначается не буквой F, а буквой R. Равнодействующая является векторной суммой всех сил, приложенных к телу.

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причина тому — сила.

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

А в чем разница между инертностью и инерцией?

Инертность — это свойство тело, инерция — явление сохранения скорости тела.

Первый закон Ньютона

Понятие «инерция» сформулировали отдельно друг от друга Галилео Галилей и Исаак Ньютон:

Галилео Галилей

Исаак Ньютон

Формулировка закона инерции

Когда тело движется по горизонтальной поверхности, не встречая никакого сопротивления движению, то его движение — равномерно, и продолжалось бы постоянно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца.

Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить это состояние.

Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или покоится, если на него не действуют другие тела.

Инерция – это физическое явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

Варианты формулировки не противоречат друг другу и говорят, по сути, об одном и том же, просто разными словами — выбирайте ту, что вам нравится больше.

Ньютоновская формулировка закона инерции по-другому называется первым законом Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость постоянной, в том числе равной нулю, если действие на него других сил отсутствует или скомпенсировано.

Первый закон Ньютона

R = 0, если v=const

R — результирующая сила, сумма всех сил, действующих на тело [Н]

const — постоянная величина

А вы небось уже подумали, что мы про первый закон Ньютона забыли и сразу перескочили ко второму. Все в порядке — первый тоже на месте.

В этом законе встречается такое словосочетание, как «система отсчета». Оно изучается в самом начале курса физики, но там это понятие читают в контексте «такие системы отсчета». Напрашивается вопрос: какие такие системы отсчета?

Системы отсчета: инерциальные и неинерциальные

Чтобы описать движение, нам нужны три штуки:

В совокупности эти три опции образуют систему отсчета:

Рассмотрим разницу между этими системами отсчета на примере задачи.

Аэростат — летательный аппарат на картиночке ниже — движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно движется автомобиль.

Выберите правильное утверждение:

1) Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.

2) Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.

3) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.

4) Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной.

Решение:

Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна. Да, планета движется и вращается, но для всех процессов вблизи планеты этим можно пренебречь. Во всех задачах систему отсчета, связанную с землей можно считать инерциальной.

Поскольку система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится — по первому закону Ньютона тоже инерциальна.

Движение аэростата удовлетворяет этому условию, так как оно равномерное и прямолинейное, а равноускоренное движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.

Ответ: 1.

Третий закон Ньютона

Он честно-пречестно последний.

Третий закон Ньютона обобщает огромное количество опытных фактов, которые показывают, что силы — результат взаимодействия тел.

Он формулируется так: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Если попроще: сила действия равна силе противодействия.

Если вам вдруг придется объяснять физику во дворе — можно сказать и так: на каждую силу найдется другая сила 🙈

Третий закон Ньютона

F1 = — F2

F1 — сила, с которой первое тело действует на второе [Н]

F2 — сила, с которой второе тело действует на первое [Н]

Источник

• ← Что может происходить с людьми в полнолуние
• Что может происходить с человеком если его приворожили →