Тема: «Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил.»

Цель урока: создать условия для:

1.формирования у обучающихся понятия равнодействующей силы как векторной суммы всех сил, действующих на тело; умений сложения и вычитания сил, решать задачи на нахождение равнодействующей сил;

2.развития речи, умений анализировать познавательный объект(текст, задачу), выделять главное, использовать наблюдение, эксперимент как научные методы познания,умений осуществлять самоконтроль, самооценку и самокоррекцию учебных действий;

3. формирования позитивного отношения к учебной деятельности, интереса к изучению предмета. добросовестного отношения к труду, умения работать в парах.

Оборудование: динамометры лабораторные и демонстрационный, набор грузов, ТСО(ноутбук),магниты,красный мел, красный маркер,жетоны.

Тип урока: комбинированный.

Форма проведения: проблемная беседа, исследовательская работа.

План:

1.Организационный этап(+ постановка цели урока) - 1,5мин.

2. Этап актуализации опорных знаний (повторение изученного на прошлом уроке в виде фронтального опроса, выполнения теста и решением индивидуальных заданий на доске) -5мин.

3.Этап изучения нового материала - 17мин.

4.Этап закрепления новых знаний -3 мин

5.Рефлексия- 2мин.

6.Заключительный этап - 1мин.

7.Домашнее задание – п.29 упр.11

Ход урока:

1.Организационный этап : Здравствуйте, ребята! Сегодня мы продолжаем изучение главы « Взаимодействие тел». Сегодня на уроке мы сформируем понятие « равнодействующая сила»,как векторная сумма всех сил,действующих на тело,научимся складывать и вычитать силы.

Запишем тему урока(тема урока написана на доске заранее).

Ребята, не забудьте во время урока соблюдать правильную осанку при сидении .

2.Этап актуализации опорных знаний:

У меня имеется индивидуальное задание для некоторых учеников - *** для работы у доски, а класс сейчас выполняет тест по изученным физическим величинам, который лежит на каждом столе: всю эту работу мы должны сделать за 5 минут .

1.Сила является мерой…

А. массы;Б. длины;В. Взаимодействия тел;Г. площади;

2.Результат действия силы на тело зависит от…

А. его массы; Б. от её модуля и направления; В. От точки приложения;

Г. от её модуля, направления и точки приложения;

3. Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется…

А. силой упругости; Б. силой тяжести; В. Весом тела;Г. законом Гука;

4.Сила упругости возникает в теле, если его…

А. покрасили; Б. деформировали; В. Спрятали; Г. сжали;

5.Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле…

А. падает на Землю; Б. деформируется;В. Действует на опору или подвес;Г. растягивается;

6.Сила – физическая величина, которая измеряется в…

А. метрах; Б. граммах;В. Ньютонах; Г. Амперах;

Задания у доски поверяют два ученика, которые на месте выполняли такие же задания и ставят оценку стоящему у доски.

Тесты друг у друга проверяют также соседи по парте и ставят друг другу оценки, потом тест проверяю я

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ НАШЕЙ РАБОТЫ: правильные ответы

1.В; 2.Г; 3.Б; 4.Б; 5В; 6.В.

Проверим, можно ли кого похвалить за работу: 6 верных ответов - оценка 5; 5 верных ответов - оценка 4, 4 верных ответов - оценка 3.

3 . Этап изучения нового материала .

Ребята, в повседневной жизни мы встречаемся с тем, что на тело действует не одна, а не несколько сил одновременно. Кадр 1. Например, на тело,которое скатывается вниз по наклонной плоскости действуют сразу 4 силы, кадр 2 , а на тело, висящее на пружине, действует 2 силы. Кадр 3 ,а на репку действует сразу 6 сил. В каждом из этих случаев все силы, которые одновременно действуют на тело можно заменить одной, которая по своему действию равноценна этим силам. Эта сила называется равнодействующая. Найдите в книге определение равнодействующей силы и прочитайте его вслух.

Сегодня мы рассмотрим случай, когда на тело действует 2 силы,которые направлены по прямой.

Ребята, давайте подумаем, какие варианты действий сил мы можем рассмотреть.

1 вариант: силы, действующие на тело направлены в одну сторону (плакат 1):прикрепить к доске магнитом

2 вариант: силы, действующие на тело направлены в разные стороны (плакат 2): прикрепить к доске магнитом.

Изучим 1 вариант:проведём исследовательскую работу (по 4 человека).Объясняю ход выполнения работы.

Ученики выполняют.

Найдем равнодействующую двух сил, действующих на тело по одной прямой в одну сторону.

Исходя из этого делаем вывод:

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил.

Изобразим эти силы графически, выбрав масштаб: 1 клеточка= 1 Н. Рисую на плакате № 1

тогда можно записать формулу: R=F1+F2

R – равнодействующая сил, действующих на тело;

F1 и F2 – силы, действующие на тело.

Изучим 2 вариант:Часто проводят соревнование по перетягиванию каната. А как направлены в этом случае силы? Ответы обучающихся.

Теперь проведём эксперимент. Опыт с демонстрационным динамометром.

Теперь найдем равнодействующую двух сил, действующих на тело по одной прямой в разные стороны.

Изобразим эти силы графически, выбрав масштаб: 1 клеточка= 1Н.Рисую на плакате № 2, тогда можно записать формулу: R=F1-F2

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а ее модуль равен разности модулей составляющих сил.

Вопрос обучающимся: (на смекалку). Продолжите фразу: если к телу приложены две равные по модулю, но противоположные по направлению силы, то тело ……

Физкультминутка

4.Этап закрепления новых знаний:

Кадр 4, Кадр 5

5.Рефлексия

Задаю обучающимся вопросы:

Я приобрёл….. , было интересно…..,теперь я могу ……

6.Заключительный этап: подсчёт числа жетонов. На этом уроке следующие ученики получили оценки....

7. Домашнее задание: §29, упр. 11комментирую домашнее задание

Задание 305. Как измерить силу, с которой игрушечный паровозик тянет по полу вагончики?
Закрепить за место вагонов динамометр, удерживая его, запустить паровоз.

Задание 306. На рисунке 33 изображен прибор для измерения силы - динамометр. Определите цену деления его шкалы.

Цена деления = 5 Н.

Задание 307. К пружине подвесили сначала грузик массой 204 г (рис. 34, а), затем его заменили на грузик массой 306 г (рис. 34, б). С какой силой растягивается пружина в каждом случае?

Задание 308. Сделайте рисунок в тетради: к штативу на нити подвешен груз 102 г. Покажите на рисунке стрелками силы, действующие на груз. Масштаб выберите сами.

Задание 309. Под действием гирьки весом 4,5 Н длина пружины динамометра равна 8 см, а при подвешивании гирьки весом 3 Н длина пружины равна 6 см. Определите длину пружины динамометра без нагрузки.

Задание 310. К динамометру подвешены грузики весом: 1,2 Н, 1,2 Н и 0,8 Н. Каким должен быть вес груза, которым можно заменить эти три грузика, чтобы показание динамометра не изменилось? Определите равнодействующую сил. Изобразите графически силы, действующие на грузики, на пружину динамометра, а также равнодействующую сил.

Задание 311. На столе лежит яблоко (рис. 35) весом 0,6 Н. В выбранном вами масштабе изобразите графически силу тяжести яблока и его вес.

Задание 312. Две гири в 50 г и 10 г висят на одной веревочке (рис. 36). Определите силу натяжения веревочки.

Задание 313. Человек массой 70 кг держит груз массой 30 кг. С какой силой давит человек на землю?

Задание 314. Рабочий массой 65 кг пытается поднять с земли груз массой 40 кг, прилагая силу в 250 Н. С какой силой рабочий давит на землю? С какой силой давит на землю груз?

Задание 315. Вычислите суммарную силу тяги, действующую на поезд, который везут два тепловоза. Один развивает силу тяги 80 кН, другой 85 кН.

Задание 316. Силы 2 Н и 18 Н, действующие на тело, направлены по одной прямой в одну сторону. Найдите их равнодействующую и изобразите силы графически.

Задание 317. Подъемный кран поднимает равномерно вертикально вверх груз весом 8 кН. Изобразите силы, действующие на груз, векторами в масштабе: 1 см соответствует 2 кН.

Задание 318. На горизонтальном участке пути сила тяги паровоза 30 кН, сила сопротивления движению 10 кН. Изобразите эти силы векторами в масштабе: 1 см соответствует 10 кН. Будет ли поезд двигаться равномерно? Почему?

Задание 319. С помощью стального троса буксир тянет баржу (от буксира к барже протянут стальной трос) в спокойной воде. Баржа движется равномерно. Укажите, какие силы действуют на баржу.

Задание 320. На рисунке 37 дан график скорости движения поезда. Что можно сказать о соотношении силы тяги и силы сопротивления движению на различных участках пути поезда?

Задание 321. На рисунке 38 показан график пути поезда. Перечертите его в тетрадь и выделите на графике участки, на которых действующие на поезд силы уравновешены.

Задание 322. Найдите величину равнодействующей двух сил 12 Н и 16 Н, если силы действуют:
а) в одном направлении;
б) противоположно друг другу.
Изобразите оба случая графически.

Задание 323. Изобразите силы, равные 800 Н и 100 Н, приложенные к одной точке и направленные по одной прямой, но в противоположные стороны. Определите равнодействующую этих сил и покажите ее графически.

Задание 324. Пароход тянет три баржи. Сопротивление воды движению каждой баржи 15 кН. С какой силой пароход натягивает буксирный канат?

Задание 325. Силы 50 Н, 15 Н, 75 Н, 20 Н и 40 Н приложены к одной точке и направлены по одной прямой в одну сторону. Найдите их равнодействующую.

Задание 326. На чашке весов стоит уравновешенный стакан, в который налита вода. На пружине висит гиря, растягивая пружину. Останутся ли весы в равновесии и пружина по-прежнему растянутой, если гирю погрузить в воду в стакане (рис. 39)?

Архимедова сила уменьшит натяжение пружины. Сила, равнодействующая архимедовой, увеличит вес чаши. Равновесие нарушится.

Задание 327. Парашютист равномерно спускается на землю. Сила сопротивления воздуха 800 Н. Определите силу тяжести, действующую на парашютиста вместе с парашютом.

Движение равномерное, значит, сопротивление воздуха уравновешивает силу тяжести. Искомая сила равна 800 Н.

Задание 328. Приведите примеры, когда равнодействующая сил меньше каждой из составляющих сил.
Ластик лежит на столе. Равнодействующая равна нулю, хотя силы действуют.

Задание 329. Найдите равнодействующую четырех сил, если известно, что F1 = 150 Ни F2 = 770 Н направлены в одну сторону, a F3 = 880 Н и F4 = 1200 Н - по той же прямой, но в противоположную сторону.

Задание 330. Приведите примеры, когда две силы, действующие на тело, взаимно уравновешены.

Задание 331. На точку действуют две силы: 12 Н и 16 Н под углом 90° друг к другу. Найти величину равнодействующей.

Задание 332. При каком расположении сил равнодействующая двух равных сил будет равна одной из составляющих?

Задание 333. К крючкам двух пружинных весов привязаны концы бечевки, на которой висит груз 12 Н. До какого деления растягиваются пружины весов, если:
а)весы расположены параллельно друг другу (рис. 40, а);
б) весы образуют между собой угол в 120° (рис. 40, б)?

Задание 334. Три силы в5Н,6Ни5Н действуют на тело. Все силы расположены в одной плоскости, причем направление каждой из сил составляет угол в 120° с направлением в каждой из остальных сил. Найти равнодействующую этих сил.

Задание 335. Найдите построением равнодействующую сил в 100 Н и 60 Н, действующих под углом 60°.

Задание 336. Найдите построением равнодействующую сил в 90 Н и 120 Н, действующих под прямым углом.

Задание 337. Найдите равнодействующую двух равных сил, действующих под углом 120°.

Задание 338. Чему равна равнодействующая трех равных сил, действующих в одной плоскости под углом 120°?
Равна нулю.

Задание 339. Два трактора, идущие по берегам канала, тянут баржу. Баржа движется равномерно, причем натяжение буксирных канатов одинаково и равно 2 кН. Канаты образуют угол 45°. Определите силу сопротивления воды.

Задание 340. На одну точку тела действуют следующие силы: 170 Н вертикально вверх, ИОН вертикально вниз, 180 Н горизонтально вправо и 100 Н горизонтально влево. Определите равнодействующую этих сил.

Задание 341. На наклонных бревнах находится бочка, масса которой равна 80 кг. Бревна наклонены под углом 30° к горизонту (рис. 41). Определите силу, прижимающую бочку к бревнам, и силу, скатывающую бочку вниз.

Задание 342. Что устойчивее: повозка, нагруженная камнем, или повозка, на которой находится груз такой же массы из пустых ящиков?
Повозка нагруженная камнями устойчивее, т.к ее центр масс находится ниже, чем у повозки с ящиками.

Задание 343. Зачем основания легких высоких предметов заливают свинцом?
Снизить центр масс, повысить устойчивость.

Задание 344. Какой ящик легче опрокинуть - пустой или таких же размеров наполненный книгами? Почему?
Пустой ящик опрокинуть проще т.к он легче.

Задание 345. Почему человек, неся в правой руке ведро, наклоняется влево?
Что бы сместить центр масс влево.

Задание 346. Почему человек, поднимаясь в гору, наклоняется вперед, а спускаясь с горы, отклоняется назад?
Человек стремится сохранить привычное вертикальное положение хотьбы.

Задание 347. Почему переднее колесо велосипеда, если оно хорошо отрегулировано, не устанавливается в любом положении на оси, а всегда повертывается так, что клапан (ниппель) шины опускается вниз?
Центр тяжести колеса смещен к никелю.

§ 31. Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил — Физика 7 класс (Перышкин)

Краткое описание:

Чаще бывает, что на тело действует не одна сила, а две или несколько. Тогда как узнать результат действия этих сил? Куда под действием этих сил будет двигаться тело? Вот тут вам понадобится понятие «равнодействующая сила». Она одна, но она может заменить все силы, действующие на тело, и результат её действия будет точно таких же, как от них всех вместе взятых.
В параграфе тридцать один разъясняется, как узнать равнодействующую силу для самых простых случаев – когда все силы, действующие на тело, направлены вдоль одной прямой. Их нужно складывать или вычитать.
Научившись делать пока это, в старших классах вы сможете определять равнодействующую силу для более сложных случаев, когда силы, действующие на тело, направлены под углом друг к другу. Для этого надо получше изучить математику, сложение векторов.
Правила сложения сил выводятся на опыте, в учебнике описан этот опыт. Раз получив эти правила, надо их запомнить, они интуитивно понятны, поэтому запоминаются легко.

7 класс.

Равнодействующая сила. Сложение двух сил,

направленных по одной прямой.

Цель урока: изучить понятие равнодействующей силы как векторной суммы всех сил, действующих на тело; научить находить равнодействующую сил, направленных по одной прямой; развивать навыки работы с приборами, логическое и абстрактное мышление; воспитывать личность через работу в коллективе.

Подготовка к уроку: карточки с изображением лебедя, рака и щуки, нарисовать «воз» на доске, карточки 26 - А, 26 - Б.

Ход урока.

Организационный момент.

Повторение изученного материала (фронтальный опрос)

Объявление темы и цели урока:

Почему падают капли дождя на землю? (Под действием силы тяжести)

Почему резиновый мяч отскакивает от пола? (Под действием силы упругости)

Почему прогибается стул, на котором мы сидим? (Вес)

Т.е. что является причиной изменения скорости или формы тела? (Сила)

Сила - величина векторная. Что это значит? (Имеет величину, направление и точку приложения)

Назовите единицу измерения силы. (Ньютон)

Как называется прибор для измерения силы? (Динамометр)

Как обозначается направление силы? (Стрелкой)

Приведите примеры изменения скорости тела под действием силы.

А возможен ли случай, когда на тело действует не одна, а несколько сил одновременно? Приведите примеры (Перетягивание каната, катание на санках)

Я вам предлагаю послушать еще один пример, когда на тело действует несколько сил одновременно. Звучит басня Крылова «Лебедь, рак и щука»

Когда в товарищах согласья нет,

На лад их дело не пойдет,

И выйдет из него не дело, только мука.

Однажды Лебедь, Рак и Щука

Везти с поклажей воз взялись

И вместе трое все в него впряглись;

Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу!

Поклажа бы для них казалась и легка:

Да Лебедь рвется в облака,

Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.

Кто виноват из них, кто прав - судить не нам;

Да только воз и ныне там.

Мы сегодня попробуем с вами разобраться, в самом ли деле «воз и ныне там»? Будет ли двигаться тело в этом случае? Как вообще движутся тела под действием нескольких сил?

Объяснение нового материала. Введение понятия «равнодействующая сила»:

Часто тела движутся под действием нескольких сил. При этом удобнее все действующие на тело силы заменить одной силой, равноценной по своему действию, которая называется равнодействующей . Запишем тему урока.

Равнодействующей называется сила, которая вызывает такое же действие, как несколько одновременно действующих сил.

Чтобы определить равнодействующую силу нескольких сил, надо найти их геометрическую сумму. Для этого необходимо соединить конец одной стрелки, изображающей силу, с началом другой. Результирующая сила будет показана стрелкой, соединяющей начало первой и конец последней.

Разберем са мые простые примеры:

1. Пусть к телу приложены две силы F 1 и F 2 , направленные по одной прямой в одну сторону . Обратимся к рисунку (стр. 68 учебника).

Тогда равнодействующая сила F р по направлению совпадает с направ- лением сил F 1 и F 2 , а ее величина равна их сумме: F р = F 1 + F 2 .

2. Две силы, приложенные к телу, направлены вдоль одной прямой, но в противоположных направлениях .

Если F 1 > F 2 , тогда величина равнодействующей силы F р = F 1 - F 2 , и на- правлена по направлению силы F 1 .

Если F 1 < F 2 , то F р направлена по направлению действия силы F 2 .

Если две противоположно направленные силы равны по величине , то их равнодействующая сила равна нулю, т.е. F р = F 1 - F 2 = 0. В этом случае говорят, что силы себя уравновешивают.

Вернемся к вопросу, поставленному в начале урока, и попробуем найти результирующую силу.

Мы видим, что Крылов не мог утверждать, что «воз и ныне там». Хотя это не меняет смысла басни.

Примеры движения тела под действием нескольких сил.

Закрепление изученного. Решение задач (один ученик выполняет чертеж на доске):

Подведение итогов урока.

Д/з: § 29, упр. 11.

Стр. 30 (методичка Ф-7, Дрофа)

Карточка 26 - А, 26 - Б.

При движении парашютиста безопасная скорость при приземле-нии (5-7м/с) достигается большой площадью купола парашюта (40-З0м 2 ). Это создает такую силу сопротивления воздуха, которая уравновешивает силу тяжести.

Тройка лошадей быстрее мчит сани, чем одиночная.

Перетягивание каната.