Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Физика 9 класс.
УМК: «Физика 9 класс» - А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 2011 год. Базовый уровень.
Урок №15. Тема урока: Свободное падение. Движение тела, брошенного вертикально вверх. (2 часа).
Место урока: Урок проводится после изучения законов Ньютона. После рассмотрения темы проводится лабораторная работа №2: «Измерение ускорения свободного падения».
Цель урока: Дать понять, что движение падающего тела является равноускоренным движением. Получить основные формулы для такого движения.
Задачи урока:
образовательная: выявить и доказать от чего зависит свободное падение тел и движение тела, брошенного вертикально вверх, используя формулу Галилея.
развивающая: овладение умениями и навыками наблюдать, сопоставлять, сравнивать и анализировать полученные данные; высказываться на заданную тему.
воспитательная: формирование коммуникативных навыков и умения работать в режимах «учитель – класс», «учитель – ученик».
Планируемый результат: понимать смысл: физического явления - свободное падение тел, невесомость, физического понятия – ускорение свободного падения.
Техническое обеспечение урока: Мультимедийный проектор, приборы, листы бумаги, книга, весы, стакан с водой, лезвие, коробка спичек, металлический шарик.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.
Решение экспериментальных и качественных задач:
Задания предлагаются на отдельных карточках. Учащиеся работают в парах, обсуждают задачу, проводят опыты, формируют правильный ответ.
1. На весах уравновешен стакан с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду погрузить карандаш и держать его в руках, не касаясь стакана? Ответ подтвердите опытом.
2. С помощью нити укрепите лезвие безопасной бритвы на спичечной коробке (рис. 1). Подвесьте коробку на нити, как указано на рисунке, и пережгите нить, удерживающую лезвие. Что произойдет с лезвием и коробкой?
Рис. 1.
3. Разорвется ли веревка, которая может выдержать натяжение в 150 Н, двое тянут за веревку в разные стороны с силой 120 Н?
4. Сначала двое тянут веревку в разные стороны с силой по 100 Н, затем, привязав веревку к стене, тянут ее вдвоем за другой конец, каждый с той же силой. Одинаково ли натяжение в этих случаях?
5. Забить гвоздь в фанерную стенку трудно – при ударе фанера прогибается. Однако гвоздь удается забить, если с противоположной стороны стенки поместить массивное тело. Например, топор. Как это объяснить?
6. Почему тяжелогруженый 50-тонный вагон, прицепленный к пассажирскому поезду, делает ход поезда более плавным?
3. Изучение нового материала.
Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением – свободное падение тел.
Долгое время считалось, что Земля сообщает разным телам различное ускорение. И опыт вроде бы говорит о том же. (Сравните падение листа бумаги, падение книги и металлического шарика). Шарик падает быстрее. Так считал Аристотель: чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает.
И только Галилею впервые удалось опытным путем доказать, что это не так. Важно учитывать сопротивление воздуха, именно оно искажает картину. Галилей установил, что свободное падение является равноускоренным движением.
Эксперимент:
1. Возьмите в одну руку металлический диск, а во вторую бумажный такого же диаметра, опустите их одновременно. Наблюдайте, как движутся диски.
2. Возьмите два бумажных диска (или обычные листы бумаги), отпустите их одновременно. Наблюдайте за процессом движения и моментом падения их на опору.
3. Сомните один из листов бумаги и сделайте из него маленький бумажный шарик. Бросьте одновременно бумажный шарик и развернутый лист бумаги. Объясните наблюдаемое явление.
4. Возьмите бумажный шарик и металлический такого же размера, отпустите их одновременно, наблюдайте, как оба шарика практически одновременно касаются опоры.
Итак, ускорение свободно падающих тел не зависит от их массы. Для проверки этой гипотезы Галилей по преданию наблюдал падение со знаменитой Пизанской башни различных тел: пушечного ядра и мушкетной пули. Все тела достигали поверхности практически одновременно.
Впоследствии были созданы вакуумные насосы, которые позволили осуществить в откачанных трубках (трубка Ньютона) действительно свободное падение тел.
Эксперимент: ( при необходимости можно пронаблюдать видео демонстрацию - youtube.com›watch?v=G-KHbm1XfOI)
Трубка Ньютона: В стеклянной трубке помещается дробинка, кусочек пробки, пушинка и т.д. Если перевернуть трубку, то быстрее всего упадет дробинка, медленнее – пушинка. Если же выкачать из трубки воздух, то пушинка будет падать, не отставая от дробинки.
- Почему во втором случае все тела падают одновременно? (Движение пушинки задерживалось сопротивлением воздуха. Которое в меньшей мере сказывалось на движении дробинки).
На поверхности Земли ускорение свободного падения (g) меняется в пределах от 9,78м/с² на экваторе до 9,83м/с² на полюсе. При решении многих задач можно принимать g вблизи Земли равным 9,8м/с² или даже более грубо 10 м/с².
При падении тел в воздухе на их движение влияет сопротивление воздуха. Поэтому ускорение тел в этом случае уже не равно g. При больших скоростях сопротивление воздуха существенно и его влиянием нельзя пренебречь.
Движение тела по вертикали вниз.
Запишем уравнения для скорости и перемещения при равноускоренном движении с учетом, что a = g:
ϑ = ϑ˳ + gt, S˳ = ϑ˳t + gt²/2.
При ϑ˳ = 0 скорость тела в свободном падении в произвольный момент времени t равна ϑ = gt. Путь при этом равен h = gt²/2.
В этом случае скорость тела в свободном падении после прохождения пути h равна ϑ = √2gh, а продолжительность падения t = √2h/g.
Движение тела, брошенного вертикально вверх.
Т.к. в верхней точке скорость ϑ = 0, то начальная скорость брошенного тела ϑ˳ = gt. Следовательно, время подъема: t = ϑ˳/g. А скорость тела в момент времени t: ϑ = ϑ˳ - gt.
Максимальная высота подъема: h = ϑ˳²/2 g.
4. Закрепление изученного материала.
1. Теоретические вопросы:
Что называется свободным падением тел? При каких условиях падение тел можно считать свободным?
Каким видом движения является свободное падение тел?
Зависит ли ускорение свободного падения тел от массы?
Как изменится ускорение падающего тела, если толкнем тело вниз, сообщив ему начальную скорость?
Напишите формулы, описывающие свободное падение тел.
С каким ускорением движется тело, брошенное вверх? Чему равно и как направлено это ускорение?
Чем объясняется то, что все тела, независимо от их массы, движутся как при падении, так и при движении тела, брошенного вертикально вверх, с одинаковым ускорением?
Напишите формулы, описывающие движение тела, брошенного вертикально вверх.
2. Решение задач.
Тело падает с высоты 57,5 м (ϑ˳ = 0). Сколько времени падает тело и какова его скорость при ударе о землю?
(Ответ: t = 3,4 c? ϑ = 34 м/с.)
Стрела выпущена из лука вертикально вверх с начальной скоростью ϑ˳ = 30 м/с На какую максимальную высоту поднимается стрела?
(Ответ: h = 45 м .)
Тело свободно падает с высоты 20 м над землей. Какова скорость тела в момент удара о землю? На какой высоте его скорость вдвое меньше.
(Ответ: ϑ = 20 м/с, h = 15м.)
5. Итоги урока.
6. Домашнее задание: §13, 14. Упражнение № 13, 14.
7. Методическое и дидактическое обеспечение урока.
1. Физика 9 класс. Поурочные планы по учебнику А.В. Перышкина «Физика 9 класс», 2002. Часть 1, 2. Сост. И.И. Мокрова. Волгоград 2003.
2. Уроки физики с применением информационных технологий. 7-11 классы. Методическое пособие с электронным приложением. З.В. Александрова и др. – М.: Издательство «Глобус», 2009.
3. Физика 9 класс: учебно-методическое пособие. А.Е. Марон, Е.А. Марон. – 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2008. – Дидактические материалы.
4. Занимательная физика на уроках и внеклассных мероприятиях. 7-9 классы: сост. Ю.В. Щербакова. – М.: Глобус, 2008..
5. Видео-демонстрация: «Трубка Ньютона» - youtube.com›watch?v=G-KHbm1XfOI
Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Конспект.docx
