Конспект урока физики «Свободное падение тел. Невесомость»

Тема урока: Свободное падение тела. Движение тела, брошенного вертикально вверх.

Цель урока: 1) сформировать представление о свободном падении тела и ускорении свободного падения; убедить учащихся в том, что тела разной массы падают с одинаковой высоты одновременно, т. е. имеют одинаковое ускорение; рассмотреть падение тела с v0 = 0 и движение тела вверх с v0 0; научить решать задачи на расчёт высоты, скорости и времени падения тела; 2) рассмотреть понятия:вес, невесомость; ввести формулы для расчёта веса тела, движущегося с ускорением, направленным вертикально; развивать умения решать задачи и изображать на рисунке точку приложения и направление веса тела.

Опыт: Падение тел одинакового размера, но разной массы (пластмассового и металлического шариков); падение тел одинаковой массы, но разной формы (расправленного и скомканного тетрадного листа); падение тел в трубке Ньютона(иллюстрация в учебнике).

Ход урока

Проверка домашнего задания .Разбор наиболее трудных домашних задач.

Постановка задачи урока. Мы с вами изучили такой вид движения, как равноускоренное прямолинейное. Сегодня мы будем изучать падение тел. Вы все в жизни наблюдали этот вид движения.

• Как вы считаете, какое это движение: равномерное или равноускоренное? (Скорость тела меняется, значит, это равноускоренное движение.)

• Зависит ли ускорение от массы тела? Взгляды на падение тел Аристотель (384—322 г. до н. э.) Г. Галилей (1564—1642) Чем больше масса тела, тем быстрее оно падает Все тела падают с постоянным ускорением

• Чьей точки зрения придерживаетесь вы? Почему?

• Какой опыт надо провести для проверки вашего предположения?

(Мысленный эксперимент) Галилео Галилея Предположим, что более тяжёлое тело падает быстрее, чем более лёгкое. Если оба тела скрепить, то более лёгкое тело должно замедлить движение более тяжёлого. Но вместе они тяжелее, чем каждое в отдельности, и, следовательно, должны падать быстрее наиболее «быстрого» (тяжёлого) из них. Таким образом, получается противоречие.

В ы в о д. Тела будут падать с одинаковыми скоростями, т. е. их скорости будут изменяться одинаково.

Чтобы найти окончательный ответ на вопрос «Как падают тела?», Г. Галилей провёл эксперимент. В 1589 г. он сбрасывал с вершины Пизанской башни (h = 57,5 м) одновременно тяжёлые и лёгкие ядра одинаковой формы и размеров. Оказалось, что они одновременно ударяются о землю. Результат наблюдения: тела упали одновременно. В ы в о д. Масса тела не влияет на скорость падения тела.

• Но почему же пушинка падает медленнее, чем тяжёлый мячик? Г. Галилей объяснял это влиянием сопротивления воздуха. (Падение тел одинаковой массы, но разной формы (расправленного и скомканного тетрадного листа). Результат наблюдения: тела одинаковой массы, но разной формы и размеров падают неодинаково. В ы в о д. На падение тел оказывает влияние сопротивление воздуха.

Ньютон наблюдал падение тел разной массы и размеров в вакууме. Падение тел в трубке Ньютона(учебник). В ы в о д. Все тела в вакууме падают одновременно.

Свободное падение — равноускоренное движение под действием силы тяжести, при отсутствии сопротивления воздуха. В условиях Земли падение тел считается условно свободным, но если тело массивно и скорость его невелика, то сопротивлением воздуха можно пренебречь. • Ускорение, с которым тела падают на Землю, называется ускорением свободного падения и обозначается g. • На поверхности Земли на уровне моря ускорение свободного падения составляет примерно 9,8 м/с2 . • Вектор ускорения свободного падения совпадает с направлением силы тяжести и направлен по вертикали вниз к центру Земли. • В различных точках земного шара в зависимости от географической широты и высоты над уровнем моря числовое значение ускорения свободного падения оказывается неодинаковым, изменяясь примерно от 9,83 м/с2 на полюсах до 9,78 м/с2 на экваторе. На широте Москвы g = 9,81523 м/с2 . • Обычно если в расчётах не требуется высокая точность, то у поверхности Земли считают, что g 10 м/с2 .

Рассмотрим две основные задачи на падение тел:

Вес — сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. По третьему закону Ньютона P = – F упр . Если на тело действуют только сила тяжести и сила упругости и при этом тело неподвижно, то по второму закону Ньютона mg + + F упр = 0, mg = – F упр . Следовательно, вес неподвижного тела на горизонтальной опоре или вертикальном подвесе равен: P = mg.

Явление отсутствия веса при движении тела и опоры с ускорением свободного падения называется невесомостью. При движении самолета в пикировании вниз с ускорением свободного падения самолет и находящиеся в нем люди движутся с одинаковым ускорением, поэтому вес человека равен нулю.

Задания

1. В трубке, из которой откачан воздух, на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из этих тел позже всех достигнет дна трубки при их свободном падении с одной высоты?

2. На сколько увеличится скорость тела при свободном падении из состояния покоя за вторую секунду движения? за пятую секунду?

3. Сосулька, упав с края крыши, долетела до земли за 3 с. С какой приблизительно высоты упала сосулька? Какую скорость имела сосулька в момент падения? Сопротивление воздуха не учитывать. (45 м; 30 м/с.)

4. Камень брошен вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Каков модуль скорости камня через 0,5 с после начала движения? Каково время полёта камня до точки максимальной высоты? Сколько времени камень находился в полёте? Сопротивление воздуха не учитывать. (15 м/с; 2 с; 4 с.)

5. Выберите правильный ответ. 1. В состоянии невесомости

1) вес тела равен нулю 2) на тело не действуют никакие силы 3) сила тяжести равна нулю 4) масса тела равна нулю

2. Спортсмен совершает прыжок в высоту. Он испытывает невесомость 1) только в тот момент, когда он летит вверх до планки 2) только в тот момент, когда он летит вниз после преодоления планки 3) только в тот момент, когда в верхней точке его скорость равна нулю 4) во время всего полёта

Подведение итогов урока: что нового вы сегодня узнали? С какими терминами познакомились? Где в жизни мы можем встретиться со свободным падением, весом тела, невесомостью?

Д/З: Пар.13-14, упр.13(3),14(2,3), формулы

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/603225-konspekt-uroka-fiziki-svobodnoe-padenie-telne