Масса и сила

Масса и сила
Урок физики и
информатики
в 7 классе
Содержание:
•
•
•
•
Взаимодействие тел
Масса тела
Плотность вещества
Сила
Кодировка:
Переход на
следующий слайд
Завершить показ
Возврат на
предыдущий слайд
Содержание
Профессор кот Ньютон
Взаимодействие тел
Взаимодействие тел
Наблюдение за движением тел
показывает, что действие тел
друг на друга бывает
двусторонним.
Определение:
Действие тел друг на друга
носит характер
взаимодействия.
Со взаимодействием тел мы
сталкиваемся постоянно. В природе нет
тел, которые не взаимодействовали бы с
другими телами.
Взаимодействие – сложное явление.
Предположим, что один из мальчиков на
катке толчком руки заставил двигаться
другого. Одновременно он и сам
откатится назад. При этом кто бы из них
ни толкал, результат будет одинаковым.
Если бегущая девочка и медленно
идущий мальчик столкнуться, то оба
изменят свою скорость.
При взлёте птицы ветка, на которой она
сидела, отклоняется назад.
Взаимодействие тел
Если вы наблюдаете, что
тело при взаимодействии не
меняет скорости, например
покоится, то обнаружите его
взаимодействие с ещё каким
– нибудь телом. Совместное
действие на
рассматриваемое тело со
стороны других тел может
быть скомпенсировано. В
этом случае скорость тела не
меняется.
Действие тел друг на друга
всегда носят характер
взаимодействия, так что
получается не действие ,а
взаимодействие.
Масса тела
Эталон массы
Как вы знаете, единица измерения массы
– 1 килограмм. Гири с надписью "1 кг",
используемые в лабораториях или
магазинах, имеют массу 1 кг лишь
приблизительно. Массу точно 1 кг имеет
только единственная в мире гиря – так
называемый международный эталон
килограмма. Он сделан из особого
металла, имеет цилиндрическую форму и
хранится в специальном помещении в
городе Севре близ Парижа. Там созданы
условия для сохранения эталона в
неизменном виде на много веков. Все
гири, которые применяются в нашей
жизни, сравниваются с копиями этого
эталона, хранящимися в каждой стране.
Измерение массы методом
взаимодействия
Этот способ измерения массы
основан на сравнении инертных
свойств взвешиваемого тела и гирь.
Рассмотрим опыт. Имеются две
одинаковые тележки с упругими
пластинками. На левой тележке
находится взвешиваемое тело, на
правой – гири. Подкатим тележки
друг к другу, согнув пластинки, и
перевяжем их тонкой нитью. Если
ее пережечь, пластинки начнут
распрямляться, отталкивая друг
друга. При этом тележки разъедутся
в стороны, приобретя некоторые
скорости. В этом случае говорят, что
произошло взаимодействие тележек.
Если масса гирь на правой тележке мала,
то за время взаимодействия она
приобретет большую скорость, чем
тележка с телом. Подбирая массу гирь,
можно заставить тележки разъезжаться с
одинаковыми скоростями. Это
произойдет лишь в том случае, когда
масса тела и гирь станет одинакова.
Подсчитав общую массу гирь, мы найдем
массу "взвешиваемого" тела.
Постоянство массы тела
Масса тела - одно из самых
постоянных его свойств. Тело можно
изогнуть, нагреть, расплавить,
опустить в глубокую шахту или
поднять в небо на самолете - масса
тела останется прежней. Взгляните
на рисунок. Он иллюстрирует, что
масса тела не изменяется, если его
погружают в жидкость.
Плотность вещества
Определение плотности вещества
Заметим, что при делении
массы каждого слитка на его
объем получаются
приблизительно одинаковые
значения частного для всех
чугунных слитков
( 7 кг/дм3) и для всех
алюминиевых ( 3 кг/дм3).
То есть независимо от
конкретных значений массы и
объема их частное остается
постоянной величиной для
данного вещества. Эта
удивительная закономерность
послужила поводом для
введения в физику новой
физической величины –
плотности вещества. Она
вычисляется делением массы
вещества на его объем:
r
– плотность, кг/м3
m
– масса тела, кг
V
– объем тела, м3
Числовое значение
плотности вещества
показывает массу
единицы объема этого
вещества. Например,
плотность чугуна –
7 кг/дм3. Это значит, что
1 дм3 чугуна будет иметь
массу 7 кг. Плотность
пресной воды – 1 кг/л.
Значит, масса 1 л воды
равна 1 кг.
Сила
Сила
Взгляните на рисунок. Когда мальчик
несет
стопку
книг,
он
с
силой
поддерживает их. Кирпич, упавший на
пружину, будет с силой подброшен ею
вверх. В этих примерах "с силой" есть
нечто общее: действие одного тела на
другое. Руки действуют на книги, а
пружина – на кирпич. То есть обобщенно
можно сказать, что сила – термин,
служащий для краткого обозначения
действия одного тела на другое.
Сила может быть больше или меньше.
Например, сила давления медведя на
гамак больше, чем сила давления
бабочки. Следовательно, термин "сила"
имеет и второе значение: сила –
физическая
величина,
количественно
характеризующая действие одного тела
на другое.
Сила
Друг на друга действуют не только соприкасающиеся тела. Например, Земля
притягивает летающих птиц, не прикасаясь к ним. Тогда возникает вопрос: как
узнать, что на рассматриваемое тело действует сила? Для этого служат признаки
действия силы: изменение скорости или направления движения тела; изменение
формы или размеров тела. Перестав взмахивать крыльями, птица станет лететь не
только вперед, но и вниз. Другими словами, тело птицы изменит направление
движения. По мере падения птицы скорость движения ее тела также не будет
оставаться постоянной: она будет быстро увеличиваться. Рассмотрите шуточный
рисунок с бабочкой и медведем. Вы легко увидите и оставшиеся два признака
действия силы: изменение формы и размеров натянутого гамака.
На рисунках и чертежах силу изображают в виде стрелки. Ее направление
символизирует направление действия силы, а длина – числовое значение силы.
Стрелку, изображающую силу на чертеже, называют вектором этой силы. Например,
вектор силы, с которой руки мальчика поддерживают стопку книг, направлен вверх.
Сила упругости
Силой упругости называют силу,
которая возникает в теле при
изменении его формы или размеров.
Это происходит, если тело сжимают,
растягивают, изгибают или
скручивают. Сила упругости всегда
направлена противоположно той
силе, которая вызвала изменение
формы или размеров тела.
Изменение формы или размеров тела
называют деформацией.
Сила тяготения
Силой тяготения называют силу,
с
которой
все
тела
притягиваются друг к другу
Разновидностью силы тяготения
является сила тяжести – сила, с
которой тело притягивается к
планете. Сила тяжести всегда
направлена к центру планеты.
На рисунке показано, что Земля
притягивает мальчика и мяч с
силами, направленными вниз, то
есть к центру планеты.
Сила трения
Силой трения называют силу,
препятствующую
движению
одного тела по поверхности
другого. Сила трения всегда
направлена
противоположно
направлению
(возможного)
проскальзывания
рассматриваемого
тела
по
поверхности другого. Например,
при
резком
торможении
автомобиля
его
колеса
проскальзывают влево, значит,
сила их трения о дорогу
направлена вправо.
Динамометр
На этом явлении равенства силы упругости пружины некоторой
другой силе основано действие прибора динамометра. Он
предназначен для измерения сил (греч. "динамис" – сила).
Единица измерения силы называется 1 ньютон (краткое
обозначение: 1 Н). Этот шуточный рисунок иллюстрирует
измерение динамометром силы, с которой рука тянет
упирающегося ослика.