Зависимость между силой, массой и ускорением. Второй закон Ньютона

Образование и воспитание » Методика изучения законов Ньютона в средней школе » Зависимость между силой, массой и ускорением. Второй закон Ньютона

Данную зависимость с точностью, которая возможна в демонстрационном эксперименте, устанавливают на опыте,

Поскольку согласно принятой в стабильном учебнике методике сначала устанавливается только способ задания некоторой силы «безразлично какой именно!», в опытах можно варьировать только значение массы и ускорения и, следовательно, устанавливать зависимость =const.

Установить такую зависимость для прямолинейного движения сложнее, чем для вращательного, поэтому целесообразно для опыта использовать установку (рис.12), основу которой составляет уже знакомый учащимся прибор (см. рис. 9). В установке посредине стержня 1 с помощью винта 2 закрепляют хомутик 3, имеющий вверху петельку для нити 4, которую одним концом привязывают к телу 5 массой т, а другим — к крючку трубчатого динамометра 6.

Описание: 11.jpg

Рис. 12

Приведя прибор во вращение, показывают, что при одном и том же растяжении пружины произведение массы на ускорение для различных тел остается неизменным.

Опыты позволяют заключить, что о значении силы упругости всегда можно судить по значению произведения , т.е. или в векторной форме .

Далее на примере силы тяжести следует показать, что произведение является также мерой и других сил. Для этого можно рассмотреть пример с подвешенной на пружине гирей.

Желательно показать, что и для силы трения . Для опыта можно использовать прибор (см. рис. 12), в котором на среднюю часть стержня 1 надевают резиновую пробку. В пробку на определенную глубину втыкают иголку с ниткой, второй конец которой привязывают к телу 5 массой т. Приводят прибор во вращение и добиваются того,чтобыиголка, удерживаемаянекоторойсилой трения , была выдернута из пробки. Расчетами находят произведение .Повторяют опыт с другим телом массой при той же силе трения и убеждаются,что Следовательно,.

Делают вывод: для любых сил в механике.

Учащимся говорят, что это и есть важнейший закон динамики — второй закон Ньютона. (Авторы многих руководств по физике дают ему поэтому дополнительно «специальное» название — «основной закон динамики».)

Формула позволяет установить единицу силы. В СИ это известная учащимся единица силы — ньютон, которая теперь может быть строго определена как сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2,

Используя второй закон Ньютона, с помощью опыта, подобного показанному на рисунке 12, можно проградуировать пружину в ньютонах. Практически тех же целей проще достичь, подвешивая к пружине гири и используя то обстоятельство, что при их равновесииЭто известный учащимся статический метод измерения сил.

Полезная информация:

Структура системы высшего и послевузовского профессионального образования
Структура системы высшего и послевузовского профессионального образования представляет собой совокупность: - государственных образовательных стандартов высшего и послевузовского профессионального образования и образовательных программ высшего и послевузовского профессионального образования; - имеющ ...

Программно-целевое моделирование содержания образования на уровне предмета: от содержания курса к содержанию темы и урока
Успехи и неудачи учителя на уроке закладываются задолго до того, как прозвенел звонок, в ходе подготовки к новому учебному году. Это изучение программ по предметам, учебников, методической литературы; определение системы ведущих знаний, способов деятельности, компетентностей, которые должен усвоить ...

Основные подходы к оптимизации методов обучения
Одним из базовых понятий дидактики является обучение. Обучение - это целенаправленное, заранее запроектированное общение, в ходе которого осуществляются образование, воспитание и развитие обучаемого, усваиваются отдельные стороны опыта человечества, опыта деятельности и познания. Обучение как проце ...

Категории

Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.oxoz.ru