Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість

Урок 36

Клас _____________                                          Дата____________________

Тема: Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість

Мета уроку.

 Навчальна:  формувати  в  учнів знання  про явище  земного тяжіння;  дати учням відомості про силу тяжіння й вагу тіла; дослідити та вивчити від чого залежать сила тяжіння, вага тіла; вчити розрізняти поняття сили тяжіння і ваги; вміння вказувати на причину виникнення сили тяжіння, ваги тіла, невагомості. Формувати в учнів алгоритмічні прийоми розв’язування фізичних задач.

Роз вивальна: розвивати в учнів мислення та розумову діяльність; розвивати спостережливість учнів, вміння аргументовано пояснювати закономірності явищ природи, застосовувати теоретичні положення для пізнання дійсності, мислення, вміння  розв’язувати  задачі.

 Виховна: формувати навички раціональної організації навчальної праці; формувати уміння користуватися набутими знаннями і розширювати їх під час самостійного вивчення; виховувати спостережливість, старанність, дисципліну праці, виховувати  відповідальне ставлення  до навколишнього середовища.

 Тип уроку. Комбінований урок.

 Демонстрації. 1. Падіння тіл на землю. 2. Демонстрація з динамометром і важком 1 кг. Демонстрація ваги тіла.

Обладнання   Мультимедійний комплект,  2 аркуші   паперу, дерев’яна   лінійка, демонстраційний динамометр, штатив, важок масою 1 кг, лінійка, 2 бруски, гиря.

План уроку.

1. Організаційний момент (2хв.).
2. Перевірка домашнього завдання (7 хв.).
3. Актуалізація опорних знань учнів (5хв.).
4. Мотивація навчальної діяльності (4 хв.).
5. Оголошення теми і мети уроку (1хв.).
6. Вивчення нового матеріалу ( 16хв.).

7. Закріплення і узагальнення вивченого матеріалу (7хв.).

8. Підведення підсумків уроку (2хв.).

9. Домашнє завдання (1хв.).

Хід уроку.

1. Організаційний момент:
   • привітання;

• перевірка готовності учнів та класного приміщення до уроку;
• перевірка присутніх.

Вправа комплімент.  Учні в парах кажуть один одному приємні слова.

Вступне слово вчителя. Сьогодні на уроці ми повинні згадати фізичні величини, поняття, прилади для їх вимірювання. Тому, що нові знання базуються на вивченому на попередніх уроках. Ви багато працюєте, але чим більше знань ви отримуєте, тим ви стаєте сильнішими і компетентнішими.

Тому епіграфом  уроку є вислів Арістотеля. «Розум полягає не тільки у знанні, але й вмінні застосовувати знання на ділі». Арістотель. Тож отримані на уроці знання не повинні бути формальними. Я надіюсь ви зможете їх використати у повсякденному житті.

2. Перевірка домашнього завдання.

Перевірку домашнього завдання проводжу у вигляді вправи «Знайди помилку». На екран виводиться текст із помилками. Учням потрібно їх знайти і виправити.

1. Сила – це фізична величина, що є мірою дії одного тіла на інше (мірою взаємодії тіл).
2.  Деформація – це зміна форми і розмірів твердого тіла.
3. Сила пружності є проявом дії міжмолекулярних сил.
4. Закон Гука. У разі пружних деформацій тіла виникає сила пружності, яка прямо пропорційна зміні довжини тіла і діє у напрямку зміщення частин тіла під час деформацій.

3. Актуалізація опорних знань учнів.

Учні повинні встановити співвідношення між фізичними величинами і одиницями  вимірювань,  фізичними  величинами  і   приладами   для вимірювання.

4. Мотивація навчальної діяльності.

Сила пружності – не єдина. Сьогодні на уроці ми поринемо у пошуки нових сил. Що це за сили? Відповідь на це запитання є у вірші, який пропоную вам послухати.

Легенда про яблуко Сидів Ньютон собі в саду, Відпочивав між ділом,

І от на щастя, на біду, Тут яблуко злетіло.

Могло упасти на траву – Нічого б не змінилось.

Та ні на голову йому,

А потім вниз скотилось. І от задумавсь Ісаак,

Хоч ще крививсь од болю, Чому і що, навіщо, як?

Ну, що ж поробиш – доля. Легенда це чи, може, сон, А чи просте везіння,

Але на світ з’явивсь закон Всесвітнього тяжіння.

5. Оголошення теми і мети.

Учні відкривають зошити і записують тему уроку.

« Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість».

6. Вивчення нового матеріалу.
   1.      Падіння тіл.

Спостерігаючи падіння тіл, можна помітити, що «важкі» тіла падають звичайно швидше, ніж «легкі». Наприклад, монета падає набагато швидше, ніж паперовий кружок.

Ще в давнину Арістотель стверджував, що легкі тіла мають властивість падати повільніше, ніж важкі.

Це  переконання вважалося правильним понад дві тисячі  років, поки  його не спростував італійський учений Галілей, що перейшов від спостережень до дослідів.

Якщо  Арістотель  має  рацію,  то  тіла  рівної  маси  повинні  падати  однаково.

Перевіримо на досліді: чи так це?

Демонстрація падіння тіл на землю.(Дослід з листочками паперу).

Відпустимо з однієї й тієї ж висоти аркуш паперу й зроблену з такого ж аркуша паперову грудку. Аркуш падає набагато повільніше від грудки хоча їхні маси однакові. Виходить, тіла рівної маси не обов'язково падають однаково — дослід спростовує це положення Арістотеля, а це значить, що воно неправильне. Галілей припустив, що в ідеальній ситуації — якби опору повітря не було зовсім — всі тіла падали б однаково. Щоб перевірити своє припущення, Галілей кинув з Пізанської вежі одночасно кулю й гарматне ядро. Хоча їхні маси відрізняються в багато разів, куля та ядро впали практично одночасно, підтвердивши припущення Галілея.

Падіння  тіл  за  відсутності  опору  повітря  називають  вільним  падінням.

Отже, при вільному падінні всі тіла падають однаково .

6.2.Всесвітнє тяжіння. З перших уроків фізики ви знаєте, що усі тіла в природі взаємодіють між собою – притягуються. Взаємне тяжіння існує між космічними тілами – зорями, планетами, між планетами і тілами на їх поверхні та між окремими тілами. Взаємне тяжіння називають всесвітнім. Одним із проявів всесвітнього тяжіння є взаємне притягання між Землею і тілами, які перебувають на її поверхні  або  за межами Землі  –  Космосі. Притягання  тіл  до Землі  називають  З емним тяжінням.

6.3. Сила тяжіння.

Як розрахувати Земне тяжіння?

Демонстрація з динамометром і важком 1 кг.

Сила тяжіння визначається як сила, з якою тіло притягується до Землі в даному місці. Ознакою дії сили завжди є зміна швидкості руху тіла.

 Сила тяжіння – сила, з як ою З ем ля пр итягує д о се бе тіла , що п ер е був ають на її

 поверхні або поблизу неї. Позначають      силу  тяж іння F ,  це  сил а  приклад ен а  д о  центра  тіла,  щ о  притягується З емлею, і напрямлена вертикал ьн о вниз , д о центра З емлі.

На тіло масою 1 кг з боку Землі на її поверхні діє сила 9,8 Н. Цю величину позначають g і записують g=9,8 Н/кг.

Виходячи з того, що під час вільного падіння швидкість будь-якого тіла збільшувалася щосекунди на 9,8 м/с, Ньютон довів, що сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла, а коефіцієнт пропорційності — 9,8 Н/кг. Цей коефіцієнт називають прискоренням вільного падіння.

Тому м од ул ь сили тяжіння м ожна виразити через масу тіла й прискорення

 вільног о падіння g так: F=mg . Тяжіння на інших планетах різне. Наприклад на Місяці g=1,6 Н/кг, залежить від маси планети і радіуса.

Наслідки тяжіння.

Сила тяжіння діє на тіло незалежно від того, чи падає воно на землю, чи лежить на підставці. В обох випадках воно дорівнює 9,8 Н/кг*m. Тіло, що лежить на поверхні, не падає вниз, тому що ця поверхня перешкоджає йому.

6.4. Вага тіла.

Покладіть на долоню яблуко. Ви відчуєте, що яблуко тисне на долоню з певною силою, спрямованою вниз. Як ми вже знаємо, ця сила обумовлена притяганням яблука до Землі.

Демонстрація ваги тіла. Дослід з лінійкою і тягарцями

Дослід з ялинкою Варто підвісити іграшку до гілочки, як вона почне вигинатися і кінчик її опуститься вниз. Гілочка ж вигинається, бо рухається іграшка, прив’язана до неї. Отже, іграшка діє на гілку з певною силою, яка називається вагою

Силу, з якою тіло діє на опору чи підвіс називають вагою.

Отже, всі тіла внаслідок притягання до Землі або тиснуть на опору, або розтягують підвіс. Для характеристики такої дії у фізиці вводять фізичну величину— вагу тіла.

 Силу, з якою тіл о внаслідок пр итягання й ог о З емлею тисне н а оп opy або  р озтягує під віс, називають вагою тіла.

Необхідно звернути увагу учнів на те, що сила тяжіння визначається як сила, з якою тіло притягується до Землі, а вага — як сила, з якою тіло під дією сили тяжіння діє на опору або розтягує підвіс. Ці сили діють на різні тіла: сила тяжіння —  на  саме  тіло,  а  вага  —  на  підставку  або  підвіс.  Якщо  тіло  нерухоме  або рухається рівномірно, то сила тяжіння й вага рівні за модулем.

Вагу тіла позначають буквою Р. Розрахунки показують, що вага тіла у стані спокою дорівнює силі тяжіння, що діє на це тіло: Р = mg.

Якщо на столі нерухомо лежить книга масою 500 г, то на цю книгу діє сила тяжіння 5 Н, але й вага цієї книги також дорівнює 5 Н. Однак це не означає, що вага й сила тяжіння — та сама сила. Ці сили істотно відрізняються одна від одної.

 По -п ер ше, ці сили прикладені до різних тіл: сила тяжіння прикладена до тіла, а вага тіла—до опори або підвісу. По-друге, ці сили мають різну фізичну природу: сила тяжіння — це прояв сил всесвітнього тяжіння, що діють на відстані, а вага — зазвичай сила пружності, що діє при безпосередньому контакті.

І, нарешті, сила тяжіння діє на тіло, що перебуває поблизу Землі, завжди, а вага тіла може при цьому дорівнювати нулю. Вага тіла не завжди дорівнює силі тяжіння. Якщо швидкість тіла змінюється, його вага може бути більшою або меншою сили тяжіння.

Розглянемо дію ще однієї сили, тобто коли підвіс діє на опору з певною силою називають Силою реакції опори. Силу, з якою оп ор а а бо під віс д іють на тіл о на з ивають сил ою р е акці ї  оп ор и а бо під вісу. П оз начают ь N.

На тіло, яке лежить на опорі, або утримується підвісом діють дві сили, сила тяжіння і сила реакції опори. Сила реакції опори і вага завжди рівні за модулем і протилежно напрямлені.

6. 5.Невагомість.

З телевізійних передач і кінофільмів ми знаємо, що на орбітальній космічній станції, що рухається навколо Землі, тіла перебувають у стані, який називається невагомістю. Космонавт, як і всі інші тіла, може вільно ширяти на космічній станції. У цьому випадку він не тисне на опору і його вага дорівнює нулю.

 Стан, з а якого ваг а тіла дор івнює нулю, називають невагомістю.

Характерною    властивістю    стану   невагомості    є    відсутність    «внутрішніх напружень» у тілі, наприклад відсутність тиску одних органів на інші в тілі людини.

Якщо ви хочете відчути на собі короткотривалий стан невагомості, для цього необов'язково записуватися в космонавти — достатньо просто підстрибнути. Казочка про невагомість

Пролунав дзвінок з уроку. Дочекавшись, поки кабінет біології спорожнів, Толя замкнув двері, кинувся до акваріума і заходився виловлювати декоративну золоту рибку.

 Бідолашна рибина метнулася в бік, тріпнувши пишним хвостом. Нервово озираючись на двері, Толя продовжував чудернацьке полювання. Рибка, виловлена з акваріума, забилась в Толиній руці, хапаючи ротом повітря.

  Толя грізно звернувся до спійманої рибки:

- Ти мені звичайною рибою не прикидайся! Ти золота? Золота! А значить мусиш бути чарівною!

Беззахисна рибка мовчала, пручаючись у Толиній руці.

- Прикидаючись, ти нічого не доб’єшся! – проголосив хлопець. – Тільки виконавши моє бажання, повернешся у воду!

Рибка, ніби прислухаючись, затихла у руці.

- Отак краще! – заявив Толя. – А бажання мої такі: виправ «2» з фізики за домашнє завдання! А потім зроби так, щоб я скинув вагу, щоб міг сподобатися Лізці, яка сидить за партою позад мене. І щоб їжа, яку я буду їсти теж не мала ваги. А моє третє бажання…

 Я ще подумаю, подивлюся, як ти  впораєшся з першими двома. І вкинув золоту рибку в акваріум.

 Тут продзвенів дзвінок на урок фізики. Задоволений Толик пішов до класу. Він сів за парту і чекав виконання своїх бажань. Широко розплющеними очима він дивився перед собою, спокійнісінько пропускаючи повз вуха все, що говорилося в класі.

- Толику, прокинься! – покликала вчителька.

Толик стрепенувся. Зовсім він не спав. Він… мріяв. Мрія була велика і кольорова…

 Клас гомонів. Щось говорила Ліза. Потім вчителька. До розмов Толя не прислухався. Ось – ось мають здійснитися його бажання. Раптом Толя почав втрачати вагу і підніматися вгору. Він літав по класу, але ніхто не звертав на нього уваги. Йому це сподобалося, бо вчителька не запитувала означення, не викликала до дошки розв’язувати задачі. До того ж він перший учень – космонавт у школі. Так закінчився урок фізики, потім укр.. мови. Настала велика перерва і треба було йти до шкільної їдальні на обід. Та Толик не йшов, він летів. Однак в їдальні за стіл він сісти не зміг.

- Ну той що! – подумав він. Я буду першим учнем, який їсть у невагомості.  Та коли він взяв ложки і наблизився нею до борщу, то він перетворився у кульку і піднявся вгору. Вермішель і котлета теж піднялися вгору. Стакан з компотом теж піднявся вгору. Толя його перехилив в надії напитися, але компот теж перетворився в кульку. Так і залишився Толя голодним. Не витримав він цього.

- Що робити? – зітхнув гірко. Як повернути себе? Щодуху хлопець полетів в біологічний кабінет. В акваріумі, грайливо махаючи хвостиком, розтинала воду… та сама рибка!

- Ти тут, тут! – Толя незчувся від радості. – Яке щастя! Толя вимовив третє бажання.

- Нехай все стане на свої місця.

Золота рибка заворушила губами і Толя прочитав за її губами: - Тільки коли вивчиш домашнє завдання з фізики про вагу і невагомість.

7. Закріплення і узагальнення матеріалу проводжу розв’язуванням задачі.

Задача. Хлопчик масою 40 кг стоїть у нерухомому ліфті. Якою є сила тяжіння та вага хлопчика?

8. Підсумок  уроку.  Закінчення  уроку  проводжу  у  вигляді  інтерактивної  гри

«Незакінчене речення». Виставлення оцінок.

Учитель формулює незакінчене речення і пропонує учням висловитися, щодо підсумку уроку, закінчуючи його. Учні працюють з відкритими реченнями:

На сьогоднішньому уроці я дізнався…,

Я навчився …

Мені сподобалось …

9. Домашнє  завдання.  Опрацювати §20, 24, Вправа 20 (2), Вправа 24 (1, 3)

Додаткове  завдання:  підготувати  інформацію  про  вплив  стану  невагомості  на здоров’я людини, скласти казочку про невагомість.