Сила тяжіння. Вимірювання сили тяжіння

Тема уроку:Сила тяжіння. Вимірювання сили тяжіння
Мета уроку:

• сформувати в учнів знання про явища земного тяжіння, розкрити суть понять «сила тяжіння», «гравітація».
• формувати в учнів алгоритмічні прийоми розв'язування фізичних задач на визначення сили тяжіння;
• продовжити розкривати роль фізичного знання в житті людини, виробництві й техніці, сутність наукового пізнання засобами фізики;
• спонукати учнів до критичного мислення, вчити застосовувати набуті знання у практичній діяльності для адекватного відображення природних явищ засобами фізики.

Демонстрації: монета та паперовий круг, тягарець на штативі, динамометр з тягарцем.

Тип уроку: комбінований урок.

Структура уроку

1. Організаційний етап (1 хв.)
2. Актуалізація опорних знань (10 хв)
3. Мотивація навчальної діяльності (2 хв)
4.                Вивчення нового навчального матеріалу (15 хв)
5. Узагальнення та закріплення нових знань ( 10хв)
6.                  Підсумок уроку (6 хв)
7.               Домашнє завдання (1 хв)

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Привітання вчителя та учнів. Налаштування на урок.

Вітаю щиро всіх на нашому уроці, адже урок – це скарб, це світ знання, умінь, емоцій. Через знання людина сильна і розумніша ніж машина.

Протягом останніх років ми з вами вивчали розділ Взаємодія тіл. Сили. Наше завдання зараз на уроці пригадати все, що ми вже знаємо з даної теми, обов’язково дізнаємось багато нового, а для цього треба бути активними, зібраними і уважними. Епіграфом уроку є слова Теодора Рузвельта :

«Найголовніша формула успіху -

знання та мислення»

У вас на партах є «Листи самооцінювання», де ви будете виставляти собі бали за кожне завдання. В кінці уроку кожен з вас отримає оцінку.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Отже, час перевірити наскільки гарно ви засвоїли теоретичний матеріал. Зараз інтерактивне експрес опитування «Так чи ні?».

«Слова «так» і «ні» дуже короткі

Але потребують певних роздумів»

Ці слова належать Піфагорові.

(Учням пропонуються кілька тверджень, серед яких вони мають визначити правильні. Використовуються сигнальні картки зеленого «Так» кольору та червоного «Ні», це дає змогу миттєво оцінювати правильність відповідей кожного учня.)

Вам пропонується кілька тверджень. Якщо твердження вірно слід підняти картку зеленого кольору, якщо «ні» - червоного. Під час відповіді на запитання, необхідно давати не тільки саму відповідь, а й пояснення до неї. Починаємо!

1.               Маса – є мірою інертності тіл (так).
2.               Основною одиниці маси в СІ є тонни (ні).
3.               Чи вірно, що тілу більшої маси швидше зупиниться? (Ні).
4.               Чи можна назвати рух автомобіля після вимикання двигуна – рухом за інерцією (так)
5.               Приладом для вимірювання маси є спідометр? (Ні).
6.               Чи правильно, що густина, характеризує речовину з якою виготовлено тіло? (Так).
7.               Чи правильно, що сила – це міра інертності тіл? (Ні).

Індивідуальні завдання (задача)

1.  Знайдіть масу віконного скла довжиною 3 м, висотою 2 м та товщиною 0,6 см. Густина скла становить 2500 кг/м³.

Дано:                          СІ                 Розв’язання:

а=3 м                                         За формулою густини  . Знайдемо масу

b=2 м                                          скла

с=0,6 см                     0,006м         

³                   = (м³)

Відповідь: маса віконного скла становить 90 кг.

Такий вид обчислення маси допоможе вам у повсякденному житті, коли не має змоги виміряти масу тіла за допомогою терезів.

Фізкультхвилинка. Запрошую всіх до фізичної фізкультхвилинки. Уявімо з вами, що ми їдемо в автомобілі та раптово авто повертає направо – куди ми відхиляємось за інерцією? ( наліво) , авто – різко гальмує(відхиляємось вперед), авто – повертає наліво (а ми за інерцією направо). Авто вирушає від зупинки (відхиляємось назад).

Уявімо, що наші плечі – колеса. Поїхали – поволі, не поспішаючи, розширюючи розмах обертових рухів. Оберт за секунду. Дихаємо рівно та спокійно.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Зараз ми будемо говорити про силу, яка примусила яблуко упасти на голову Ньютона. Запишемо тему уроку до робочого зошита Сила тяжіння. Земне тяжіння.

Учні приготували легенду про Ньютона, прошу прослухати її уважно.

Легенда про яблуко.

                  Сидів Ньютон собі в саду,

                  Відпочивав між ділом…

                  І от на щастя, чи біду,

                  Тут яблуко злетіло.

                  Могло упасти на траву –

                  Нічого б не змінилось.

                  Так ніж - на голову йому,

                  А потім вниз скотилось.

                  І от задумався 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.

Усі тіла біля Землі падають на її поверхню, якщо їх ніщо не утримує від цього. Яка ж причина такого явища?

Чому тіла падають на Землю?  Яка сила діє на дані тіла, як її знайти, який вона має напрям?. З цими питаннями  ми і ознайомимося на  сьогоднішньому уроці.

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 2000років, поки його не спростував італійський вчений Галілео Галілей, що перейшов від спостережень до дослідів.

  Якщо Арістотель має рацію, то тіла рівно маси повинні падати однаково. Перевіримо на досліді: чи так це?

  Відпустимо з однієї 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 однаково. Щоб перевірити своє припущення Галілей кинув з Пізанської вежі одночасно кулю і 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.

Виміри показали, що при вільному падінні швидкість тіла щосекунди збільшується на 9,8 м/с.

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. Коефіцієнт 9,8 Н/кг називають прискоренням вільного падіння

Тому модуль сили тяжіння можна виразити через масу тіла m та  прискорення вільного падіння g так: F = mg

Поблизу поверхні Землі прискорення вільного падіння становить 9,8 ньютона на кілограм:

g = 9,8Н/кг

Якщо не потрібна велика точність, то можна вважати, що g ≈ 10 Н/кг. Значення прискорення вільного падіння незначно різняться на екваторі і полюсах Землі над океанами і покладами корисних копалин, змінюються в разі підняття вгору і спуску в шахту. Детальніше з цим ви познайомитесь у 10-му класі.

Графічне зображення сили тяжіння. Дослід. Якщо підвісити на нитці будь-який предмет, то побачимо, що нитка з тягарцем унаслідок дії на нього сили тяжіння завжди напрямлена до Землі уздовж прямої, яку називають вертикаллю.

Виконавши цей дослід у всіх точках Землі, вчені переконалися, що сила тяжіння завжди напрямлена до центра Землі.

Силу тяжіння зображають у вигляді вертикальної стрілки, напрямленої вниз і прикладеної до певної точки тіла. Що ж це за точка?  Це  центр тяжіння.

Центр тяжіння – точка прикладання  сили тяжіння, що діє на тіло.

Для однорідного симетричного тіла центр тяжіння знаходиться у центрі симетрії.

Тому модуль сили тяжіння можна виразити через масу тіла й прискорення вільного падіння g так: F_Т  mg . Тяжіння на інших планетах різне. Наприклад на Місяці g=1,6 Н/кг, залежить від маси планети і радіуса.

Вимірювання сили тяжіння: Так як сила тяжіння – це фізична величина, то є прилад для її вимірювання. Його називають динамометр. Від грецького «диноми» - сила, «метр» - вимірювати. Характеристика його будови.

IV. Узагальнення та закріплення нових знань.

Гра „ Заповни пропуски ”

Сила тяжіння – це сила, яка діє на тіла, що знаходяться біля поверхні Землі. Вона напрямлена до центру Землі. Сила тяжіння прикладена до центра тяжіння тіла. Значення прискорення вільного падіння не залежить від маси тіла, але залежить від висоти, на якій знаходиться тіло. З вистою прискорення вільного падіння зменшується.

Розв’язування задач.

1. Якого об’єму алюмінієвий брусок треба взяти, щоб сила тяжіння, яка діє на нього поблизу поверхні Землі, дорівнювала 270 Н?

Дано:     Розв’язання:

F_т=270 Н  За умовою задачі на тіло діє сила тяжіння F_Т  mg

Н/кг           За формулою густини маємо     m=. Підставимо у

_ал=2700 кг/м³        (1)  F_Т  g.              ³.

                             Відповідь: алюмінієвий брусок має бути об’ємом 0,01 ³.

V-?

5.             Підсумок уроку

Додатково: Графічний диктант:

Я читаю запитання, а вам потрібно відповідати у вигляді позначень        Так, або ___, якщо Ні.

1. Сила характеризує дію одного тіла на інше. (так)
2. Сила тяжіння напрямлена вертикально вгору. (ні)
3. Сила з якою Земля притягує до себе тіла називається, силою тяжіння. (так)
4. Чим більша маса, тим менше його сила? (ні)
5. Падіння в безповітряному просторі називають вільним падінням.

Результат:       ___     ___      .

Бажаю всім, щоб Ви завжди досягли своєї вершини в процесі набуття знань.

Домашнє завдання: Пар 23 чит, відповідати на пит.. усно, зад в зошиті. Підготувати коротке повідомлення про Роберта Гука.

Задача на д/з: У бідон масою 1 кг налили гас об’ємом 5 л. Яку силу треба прикласти, щоб підняти бідон?

Заповни пропуски

1.               Сила тяжіння – це сила, яка ____________ на тіла, що знаходяться біля _________________Землі.
2.               Сила тяжіння прикладена до ______________тяжіння тіла.
3.               Значення прискорення вільного падіння ______________від маси тіла, але залежить від ______________, на якій знаходиться тіло.
4.               З висотою прискорення вільного падіння _______________.

Задача:

Якого об’єму алюмінієвий брусок треба взяти, щоб сила тяжіння, яка діє на нього поблизу поверхні Землі, дорівнювала 270 Н?

Заповни пропуски

5.               Сила тяжіння – це сила, яка ____________ на тіла, що знаходяться біля _________________Землі.
6.               Сила тяжіння прикладена до ______________тяжіння тіла.
7.               Значення прискорення вільного падіння ______________від маси тіла, але залежить від ______________, на якій знаходиться тіло.
8.               З висотою прискорення вільного падіння _______________.

Задача:

Якого об’єму алюмінієвий брусок треба взяти, щоб сила тяжіння, яка діє на нього поблизу поверхні Землі, дорівнювала 270 Н?

Листи самооцінювання:

Листи самооцінювання:

Листи самооцінювання: