Physics 10: 5E

Третий закон Ньютона

• Класс: 10
• Продолжительность: 45 минут
• Контент: Глобальный
• Предметные компетентности: Научное обоснование (объяснение) физических явлений, закономерностей. (ПК2)

Цель

• Ученики смогут объяснить и применить Третий закон Ньютона, объясняя его на примерах из повседневной жизни и оценивая взаимодействия сил в различных ситуациях.

Этап 1: Вовлечение (Engage) (5 минут)

• Действия учителя:
  • Начинает урок с вопросов:
    • Что происходит, когда вы прыгаете с места? Почему вы поднимаетесь вверх?
    • Что чувствует земля, когда вы прыгаете?
  • Демонстрирует: прыжок, шарик с воздухом (надуть воздушный шар и отпустить его, чтобы он полетел по комнате) и видео lewin, video 2 soviet, air baloon
  • Вовлекает учеников в диалог, побуждая их рассуждать о повседневных ситуациях, с которыми они сталкиваются.
  • Направляет обсуждение, не давая сразу правильные ответы.
• Действия учеников:
  • Активно участвуют в обсуждении, высказывают свои предположения.
  • Делятся собственным опытом и пытаются найти объяснение явлениям.

Этап 2: Исследование (Explore) (10 минут)

• Действия учителя:
  • Разделение на группы
  • Организует учеников для выполнения:
    1. Один ученик слегка толкает другого.
       Вопросы:
       • "Что вы почувствовали, когда толкали?"
       • "Что почувствовал тот, кого толкнули?"
       • Какие силы действуют?
    2. Один ученик прислоняется спиной к стене и пытается толкнуть её
       Вопросы:
       • "Что вы чувствуете, когда толкаете стену?"
       • "Почему стена не движется, но вы чувствуете давление на свои руки?"
         Цель: Продемонстрировать действие и противодействие даже в случае, когда объект (стена) не движется.
    3. Ученики по очереди подпрыгивают как можно выше.
       • "Какие силы действуют на вас, когда вы прыгаете?"
       • "Почему вы подпрыгиваете, отталкиваясь от земли?"
         Цель: Объяснить, что когда человек отталкивает землю ногами (действие), земля толкает его вверх с такой же силой (противодействие).
  • Наблюдает за выполнением задания и задаёт вопросы, направленные на размышление:
• Действия учеников:
  • Оба описывают, что они почувствовали и как их тела отреагировали на взаимодействие.
  • Делятся своими наблюдениями и обсуждают с классом, что они испытали.

Этап 3: Объяснение (Explain) (10 минут)

• Действия учеников:
  • Вместе с учителям объясняют примеры .
    • Прыжок вверх — вы толкаете землю, и земля толкает вас обратно.
    • Толкание стены
    • Ходьба — вы отталкиваетесь от земли, и земля толкает вас вперёд.
  • Задают вопросы, если что-то непонятно.
• Действия учителя:
  • Объясняет Третий закон Ньютона
  • Подчеркивает важные моменты: силы действуют на разные объекты, они равны по величине и противоположны по направлению.

Этап 4: Углубление (Elaborate) (15 минут)

• Действия учителя:
  • Предлагает ученикам самостоятельно привести примеры действия Третьего закона Ньютона из своей жизни.
  • Предлагает задачи для решения
    • Если два ученика разной массы сталкиваются друг с другом ( например в коридоре ) кто из них приобретает большее ускорение?
    • Два человека на коньках стоят на льду, касаясь друг друга руками. Один человек массой 50 кг толкает другого, массой 70 кг, с силой 100 Ньютонов. Какую силу испытывает первый человек? Каковы будут ускорения обоих людей?
    • Сила между Земля-Луна Earth from google maps
• Действия учеников:
  • Отвечают на вопросы, пытаясь связать новый материал с повседневным опытом.
  • Пытаются объяснить суть этих примеров с точки зрения Третьего закона Ньютона.
  • Решают задачи

Этап 5: Оценка (Evaluate) (5 минут)

• Индивидуальное задание
• Действия учителя:
  • Задает несколько вопросов для проверки понимания:
    • Что происходит, когда вы толкаете стену?
    • Почему ракеты взлетают в космос?
    • С какой силой Земля действует на вас(ученика) и вы на Землю? Что это за сила?
  • Собирает письменные ответы, чтобы оценить уровень усвоения материала.
• Действия учеников:
  • Письменно отвечают на вопросы учителя.
  • Применяют полученные знания для объяснения предложенных ситуаций.

Домашнее задание

Задача: Лодка и причал

Азамат стоит на лодке, пришвартованной у причала. Он решает сойти на берег, оттолкнувшись ногой от лодки. Как только Азамат делает шаг к берегу, лодка отходит в противоположную сторону, и ему приходится удерживать равновесие, чтобы не упасть в воду. При этом, чем сильнее Азамат отталкивается от лодки, тем быстрее она начинает двигаться назад, что заставляет его осторожно делать следующий шаг.

Вопросы:

1. Действие и противодействие: Объясните, почему лодка начинает двигаться назад, когда Азамат отталкивается от нее. Как это связано с Третьим законом Ньютона? Почему оба объекта — Азамат и лодка — реагируют на этот толчок?
2. Зависимость от массы лодки: Если бы лодка была очень легкой, например, надувной, как изменилось бы её движение при толчке Азамата? Почему более легкая лодка сильнее отреагировала бы на его действие, чем тяжелая лодка? Используйте примеры взаимодействия тел разной массы для объяснения.
3. Равновесие и устойчивость: Почему Азамат может потерять равновесие при сильном толчке? Как действующие на него силы и движение лодки в противоположную сторону влияют на его устойчивость? Какие советы можно дать Азамату, чтобы снизить вероятность падения при сходе на берег?
4. Задача с расчетом силы: Допустим, масса Азамата 60 кг, а масса лодки 150 кг. Если Азамат толкнулся с силой 120 Н, с какой силой лодка отреагирует? В какую сторону и с каким ускорением лодка начнет двигаться? Рассчитайте, какое влияние окажет сила Азамата на лодку и её обратное действие на него.
5. Реальные примеры: Приведите примеры похожих ситуаций, где объекты отталкиваются друг от друга и приходят в движение, как это произошло с Азаматом и лодкой.