Калашникова Наталия Ивановна

сайт учителя физики

Методические рекомендации по теме

 "Результирующая сила и ускорение".

Понятие «результирующая сила» вводится в 7 классе. И в 7 классе мы учим ребят правилам нахождения модуля равнодействующей силы, аккуратно выдерживая масштаб для изображения сил на рисунках. Ученики с учителем добросовестно отсчитывают клеточки в тетради. И этот приём очень хорош!

Как показал наш опыт, очень важно использовать его и при работе с задачами на тему «Второй закон Ньютона».

Строгое построение сил не занимает много времени, если учеников приучить к этому с первых уроков. Но понимание о наличии ускорения и о его направлении у учеников при использовании такого приёма  формируется на чувственном опыте. Потому что вопрос,  в каком направлении будет ускоряться тело, подразумевает только один ответ - туда, куда потянут сильнее!

Тогда, если модули сил, действующих на тело по вертикали, равны, то, следовательно, по вертикали силы друг друга компенсируют. При построении учитываем: F_т = N (рис.1). Преобладание по горизонтали одной силы над другой является причиной появления ускорения.

И по второму закону Ньютона  ma = F – F_тр.

 рис.1

Если в задаче введён угол, то следует рассматривает неравенство проекций (рис.2).

Горизонтальная проекция  силы F, преобладает над проекцией силы трения. Силу реакции опоры строим как разность между силой тяжести и вертикальной проекцией приложенной силы F. Таким образом, по вертикали силы скомпенсированы, а по горизонтали – нет. Поэтому направление ускорения определено однозначно.  При этом значение силы реакции можно определить геометрически, согласно построению: N = F_т – F sin α, по втором закону Ньютона   ma = F cos α – F_тр.

 рис.2

При рассмотрении аналогичных задач на наклонной плоскости так же обращаемся к сравнению проекций (рис.3).

 рис.3

Предлагаю ученикам начинать построение векторов сил с силы тяжести, причём длину вектора предлагаю брать не менее четырёх клеток. Затем достраиваем вместе  катеты прямоугольного треугольника, длины которых равны длинам проекций силы тяжести  на оси. Силу реакции опоры строим равную проекции силы тяжести на ось у (в данной задаче). Если в условии необходимо учитывать силу трения, то изображаем  её на рисунке. Для того чтобы тело двигалось с ускорением вверх по наклонной плоскости (в данной задаче), то длина вектора силы F должна преобладать над суммой длины вектора силы трения и длины проекции силы тяжести на ось х. Изображая ускорение, ещё раз уточняем с учениками, что причина ускорения в появлении результирующей  силы.

Из геометрических соображений: N = F_т cos α ,     ma = F – F_тр – F_т sin α .

Не следует понимать, что работа с записью второго закона Ньютона и проецированием на оси исключается. Она  обязательна, т.к. необходима при решении более сложных задач и достаточно  важна для учеников, которые могут решать задачи, только следуя шагам алгоритма.

вернуться к разделу "Из опыта работы"