Урок фізики в 7 класі на тему "Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість.

Урок фізики в 7 класі

 

Тема:  Сила тяжіння. Вага. Невагомість.

 

Девіз уроку: Єдиний шлях до знань – це діяльність.

Б. Шоу

 

Мета: 1) сформувати знання про механічну взаємодію тіл і всесвітнє тяжіння, про силу тяжіння, вагу, невагомість; показати різницю між силою тяжіння і вагою;

2) розвивати творчі здібності учнів, вміння працювати в групах, логічне мислення, навики розв’язування задач; розвивати уявлення учнів про життя в умовах невагомості;

3) виховувати пізнавальний інтерес до вивчення фізики, формувати адекватну оцінку та самооцінку своєї діяльності на уроці.

 

Основні поняття: сила, сила тяжіння, вага, невагомість.

 

Обладнання: технологічна візитка уроку (кожному учню),  картки для роботи в групах і в парах, картки для самостійної роботи кожному учню, яблуко, гумовий шнур, динамометр.

 

Тип уроку: засвоєння нових знань.

 

 

Технологічна візитка уроку _____________________________

                                            (прізвище ,ім’я учня)

Тема уроку:  Сила тяжіння. Вага. Невагомість.

 

Зміст завдання		Кількість балів
		максимум		набрані
І. Перевірка домашнього завдання, контроль знань
1. Розв’язання домашньої задачі		4
2. Самостійна робота ( на картках по варіантах)		16
ІІ. Засвоєння нових знань.
1. Пояснення вчителя, відповіді на проблемні питання		12
2. Колективне складання порівняльної характеристики сили тяжіння і ваги тіла
ІІІ. Закріплення  набутих знань
1. Робота в групах		12
ІV. Узагальнення знань  Доповнення таблиці „Фізичні величини” в кінці зошита
V. Підсумок уроку ( оцінювання знань)
Всього:	44 бали

Шкала відповідності набраних балів і 12-бальної системи

 

Рівні	Кількість балів	Оцінка
Високий	44	12
	40 – 43	11
	36 – 39	10
Достатній	31 – 35	9
	26 – 30	8
	21 – 25	7
Середній	16 – 20	6
	12 – 15	5
	7 – 11	4
Початковий	5 – 6	3
	3 – 4	2
	1 – 2	1

Оцінка за урок:

 

 

Хід уроку:

 

І. Розминка ( 2хв)

 

   Зачитування та аналіз епіграфа уроку, висловлення думок учнів щодо його змісту.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань ( 10 хв)

 

Самостійна робота

 

Варіант 1

Прізвище, ім’я __________________________________           Оцінка ________

 

1.(2бали). Яке явище пояснюється дією сили пружності?

    а) Місяць обертається навколо  Землі;

    б) припливи та відпливи на Землі;

    в) вода падає з греблі;

    г) гумовий м’яч відскакує від стіни.                                                               

 

2. (2 бали). Деформацію якого виду зазнає натягнута тятива лука?

    а) стискання; б) вигину; в) розтягу; г) кручення.     

3. (2 бали).  Яка з  формул є записом закону Гука?

          

а) v = – ;         б)  F  = kx ;         в)   ρ = – ;     г)   F = F. 

 

4. (4 бали).  Чому дорівнює сила, під дією якої пружина жорсткістю 100 Н/м подовжується на 2 см?

                                                                                                                                     

Умова (скорочено) (1бал)	Запис одиниць в SІ (1бал)	Формула (1бал)	Обчислення (1бал)
Відповідь:

 

5. (6 балів). Складіть зв’язне пояснення появи сили пружності під час стискання тіла, вибираючи з наведених фраз необхідні та нумеруючи їх:

     

       стискання тіла приводить до

    

       наростання сил відштовхування та зменшення сил притягання частинок і

 

       зменшення проміжків між частинками тіла та приводить до

 

       збільшення проміжків між частинками тіла та приводить до

 

       наростання сил притягання та зменшення сил відштовхування частинок і

 

       з’являється сила, що намагається повернути тіло у вихідний стан

 

 

Варіант 2

Прізвище, ім’я __________________________________           Оцінка ________

 

1. (2 бали). Яке явище пояснюється дією сили пружності?

    а) Земля обертається навколо Сонця;         в)  вода тече в річці;

    б) розпрямляється зігнута лінійка;              г) камінь падає на землю.       

 

2. (2 бали).  Деформацію якого виду зазнають опори будинків?

а) Стискання;  б) згину;  в)  розтягання;  г) кручення.                                          

 

3.  (2 бали). Яка одиниця жорсткості в системі в SI?

а)  Н;      б)  Н/м;  в)  кг/м³;  г)  Н ∙ м

 

4.(4 бали) Пружина жорсткістю 100Н/м розтягнулася під дією сили 0,02 кН. Чому дорівнює видовження  пружини?

 

 

                                                                                                                                     

Умова (скорочено) (1бал)	Запис одиниць в SІ (1бал)	Формула (1бал)	Обчислення (1бал)
Відповідь:

 

5. (6 балів). Складіть зв’язне пояснення появи сили пружності під час розтягання тіла, вибираючи з наведених фраз необхідні та нумеруючи їх:

     

       розтягання тіла приводить до

    

       наростання сил відштовхування та зменшення сил притягання частинок і

 

       зменшення проміжків між частинками тіла та приводить до

 

       збільшення проміжків між частинками тіла та приводить до

 

       наростання сил притягання та зменшення сил відштовхування частинок і

 

       з’являється сила, що намагається повернути тіло у вихідний стан

 

Після виконання самостійної роботи учні обмінюються картками (в парі), оцінюють роботу один одного (вивішую правильні відповіді і розв’язання завдань, записані на окремих плакатах), виставляють набрані бали за кожне завдання в квадратику справа в кінці запису умови потім кожен учень записує цю кількість набраних балів у свою візитку.

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності ( 2хв)

 

Легенда про яблуко ( зачитую напам’ять):

Сидів Ньютон собі в саду,

Відпочивав між ділом,

І от на щастя. на біду,

Тут яблуко злетіло. (демонструю падіння яблука)

Могло упасти на траву –

Нічого б не змінилось.

Так ні ж – 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.

                            ( Т. Білецька)

 

Ісаак Ньютон – англійський фізик і математик, автор теоретичних основ механіки й астрономії. Він відкрив закон всесвітнього тяжіння, три фундаментальні закони руху тіл, розробив основи диференціального числення, винайшов дзеркальний телескоп і був автором найважливіших експериментальних робіт з оптики. Ньютона по праву вважають творцем „класичної фізики”. Ви вже знаєте, як називається сила, з якою Земля притягує до себе тіла. Так, це сила тяжіння. Отож, сьогодні ми детальніше ознайомимось з цією силою. А ще з’ясуємо, що таке вага тіла і невагомість, спробуємо уявити своє життя в стані невагомості. Нас чекає багато цікавих і творчих завдань, будемо працювати в групах. Тому пам’ятайте, що тільки ваша злагоджена і  напружена діяльність допоможе  вам сьогодні здобути міцні знання і адекватно оцінити свою роботу на кожному етапі уроку і досягти успіху.

Отже, тема уроку: „Сила тяжіння. Вага. Невагомість”.

 

ІV. Сприйняття навчального матеріалу ( 18 хв)

 

1. Пояснення вчителя з використанням демонстрацій та проблемних запитань

 

  Як тіла падають на Землю спостерігали вчені ще задовго до Ньютона. Так давньогрецький вчений Аристотель вважав, що „важкі” тіла падають швидше, ніж „легкі”. І це дійсно здається правдоподібним:

 

   Дослід1:  Відпускаю з однакової висоти аркуш паперу і металеву кульку.

  Висновок: кулька падає значно швидше, ніж аркуш паперу.

 

   Таке уявлення про падіння тіл „протрималося” близько двох тисяч років, поки його не піддав сумніву  італійський вчений Галілео Галілей, який від спостережень перейшов до дослідів. Якщо Аристотель мав рацію, то тіла однакової маси повинні падати однаково. Перевіримо, чи справді це так? І чи дійсно тіла різної маси обов’язково падають по-різному?

 

Дослід 2. Відпускаю з тієї самої висоти аркуш паперу та зроблену з такого самого аркуша паперову грудку.

Висновок: аркуш падає набагато повільніше, а отже, тіла однакової маси не обов’язково падають однаково.

  

Дослід 3. Відпускаю одночасно монету та паперовий кружок такого самого розміру (монета падає швидше).

 

Дослід 4: Покладемо кружок на монету. Вони падають разом, тобто однаково.

 Питання класу:

  - Як ви думаєте, чим можна  пояснити відмінність у падінні тіл? (2 бали)

 

Висновок: відмінність у падінні тіл зумовлена тільки опором повітря.

  Щоб перевірити цей висновок, Галілей вивчав падіння кулі та гарматного ядра з похилої Пізанської башти. І хоча маси цих тіл відрізняються в багато разів, куля та ядро впали практично одночасно, підтвердивши висновок Галілея.

    Переконатися, що відмінність у падінні тіл зумовлена лише опором повітря, можна й не кидаючи гарматних ядер з башти.

 

Висновок: ( у зошити)

    Падіння тіл за відсутності опору повітря називають вільним падінням.

   Під час вільного падіння всі тіла падають однаково.

 

Галілей хотів виміряти, як змінюється швидкість тіла під час вільного падіння, але йому це не вдалося, бо вона змінюється дуже швидко, а на той час найточнішим годинником був водяний. Значно пізніше вченим  вдалося встановити, що в разі вільного падіння швидкість тіла щосекунди збільшується на 9,8 м/с.

     А чому швидкість тіла під час падіння змінюється і чому всі тіла падають на Землю зрозумів Ісак Ньютон після того, як задумавсь над питанням: чому яблуко падає на Землю, а не летить вгору?

   Ньютон встановив, що на всі тіла діє сила притягання з боку Землі. Цю силу називають силою тяжіння.

 Запис у зошит:

          Сила тяжіння – це сила, з якою Земля притягує до себе тіла, що  

          перебувають на її поверхні або поблизу неї.

Вчений також довів, що сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла, а коефіцієнтом пропорційності є величина g = 9,8 Н/кг. ЇЇ називають прискоренням вільного падіння.

 

   Модуль сили тяжіння  позначають F  і обчислюють за формулою: F_тяж   = mg , де m – маса тіла, на яке діє сила тяжіння.

  Ньютон також припустив, що між будь-якими тілами існує взаємне притягання, і знайшов кількісний закон, який описує цю взаємодію. Здатність притягувати до себе інші тіла має не тільки Земля, але й всі тіла у Всесвіті! Тому таке притягання називають всесвітнім тяжінням. Притягуються Земля і Місяць, Сонце і планети, притягуються книги у ваших портфелях і ви один до одного!

   

Питання  класу:

    - Чому ж притягання  тіла до Землі помітне, а між двома учнями  в класі ні?(2 бали) (Через різну масу тіл: сили притягання стають помітними, коли маса принаймні одного з тіл велика).

 

 Запис у зошит:

Сила тяжіння – прояв всесвітнього тяжіння.

 

Дослід 6:(викликаю до себе учня).Поклади яблуко на долоню.

 

  - Які сили діють на яблуко?(2 бали)

(Сила тяжіння, сила пружності ,що діє з боку долоні).

  - А яблуко діє на долоню?(1бал)

(Так, яблуко тисне на долоню)

  - Як ти думаєш, чому?( 1 бал)

(Внаслідок притягання до Землі).

 

Дослід 7: Даю іншому учню тримати яблуко, підвішене до гумового шнура.

 

  - Які сили діють на яблуко?(2 бал)

( Сила тяжіння, сила пружності з боку шнура).

  - А яблуко діє на шнур?(1 бал)

( Так, шнур розтягується, тобто деформується).

 - Чому шнур розтягується?( 1 бал)

(Внаслідок притягання до Землі).

 

Висновок: Будь-яке тіло діє впливає на опору чи підвіс. Цей вплив викликає деформацію опори або підвісу.

 

  Запис в зошити:

   - Сила, з якою тіло внаслідок притягання до Землі діє на горизонтальну  опору або розтягує вертикальний підвіс, називається вагою тіла.

   - Вага позначається буквою Р(„пе”).

   - Одиниця вимірювання ваги  – 1 Н.

   - Якщо тіло перебуває в стані спокою або прямолінійного рівномірного руху, то вага чисельно дорівнює силі тяжіння:

                                             Р = mg

m – маса тіла,          g = 9,8 Н/кг.

 

     Але це не означає, що вага і сила тяжіння – одна й та сама сила!

 

 

2. Колективне складання порівняльної характеристики сили тяжіння і 

    ваги (за планом характеристики фізичної величини).

 

 

Таблиця (у зошити):

Порівняльна характеристика сили тяжіння і ваги тіла

 

№	Сила тяжіння	Вага
1.	Сила, з якою Земля притягує до себе тіло	Сила, з якою тіло діє на опору або підвіс
2.	а) Прикладена до тіла               б) Прояв гравітаційної взаємодії ( вияв всесвітнього тяжіння)	а) Прикладена до опори або підвісу б) Прояв електромагнітної взаємодії ( сила пружності, що діє з боку тіла на опору або підвіс)
3.	Позначається: Fтяж	Позначається: P
4.	Одиниця вимірювання: 1 Н	Одиниця вимірювання: 1 Н
5.	Діє на тіло завжди і обчислюється завжди за формулою: F = mg	P = F =mg (якщо тіло нерухоме відносно опори чи підвісу або рухається рівномірно і прямолінійно) Може бути: P< mg, P > mg, P=0
6.	Вимірюється динамометром	Вимірюється динамометром

 

3. Слово вчителя:

    Хоча сила тяжіння не знає відпочинку, а вага є її породженням, виявляється, що можна створити умови, коли вага зникає. Немає опори (підвісу) – немає й ваги! Саме в таких умовах перебуває тіло, що вільно падає. І ви неодноразово  перебували в таких умовах. Згадайте:

    - Хто швидко їхав по вулиці, де багато горбиків і ямок, і його підкидало на сидінні велосипеда?

     - Хто на пагорбах підскакував на санчатах і покрикував від задоволення?

     - Хто стрибав у висоту? У довжину? Просто підстрибував?

     - А хто уві сні літав?

  ( діти відповідають на запитання)

Стан, в якому ви перебували називається невагомістю. Проте слід пам’ятати, що коли тіло падає і зникає вага, то це не значить, що зникла сила тяжіння. Сила тяжіння діє на тіло і саме вона є причиною вільного падіння.

 

 Запис в зошити:

     Невагомість – це такий стан, за якого тіло не діє на опору чи підвіс.

Тіло поблизу поверхні Землі перебуває в стані невагомості, якщо на нього діє тільки одна сила – сила тяжіння.

  Виявляється, що невагомість – дуже приємне відчуття. Напевне першим хотів зазнати його міфічний Ікар, який зробив собі крила. В стані невагомості перебувають космонавти в космічному кораблі. Приклади тимчасового перебування в стані невагомості ми з вами  навели.

     Переваги у стані невагомості для людини дуже яскраво описані К.Е. Ціолковським у фантастичному оповіданні „Поза Землею”.

      Зачитує учениця:

•  Легко і зручно проводити найрізноманітніші роботи. Всі частини споруди однаково доступні. Непотрібно ніяких драбин, домкратів, кранів, блоків.

•  Сила потрібна, але вона може бути дуже мала; необхідно лише більше часу.

  •  Нема обвалів, падінь, руйнування. Де б ви не були, ви не можете впасти і розбитись.

  •  Жодний предмет також не може відірватись і навалитися на вас.

  •  Не може рухатися лавина, не обвалюються гори, люди не падають у провалля, не тонуть у колодязях, не занурюються на дно морські кораблі, не падають з вершини башти, не обвалюються ніякі споруди, якими б старими і нестійкими вони не були.

 

V. Осмислення об’єктивних зв’язків (8 хв)

 

1. Робота в групах

    Але невагомість приносить і певні незручності. Уявіть собі, що ви приєдналися до екіпажів на борту космічних кораблів. І, звісно, там панує стан невагомості. Вранці ви прокинулись і хочете вмитися невагомою водою, поснідати невагомою їжею, попити невагомий чай. Як це зробити? Як рухатися в стані невагомості? Як зберігати речі? Як зберігати стійку рівновагу?

Спробуйте самостійно запропонувати способи вирішення цих проблем.

     ( Поділяю клас на 6 груп за бажанням учнів, кожна  група отримує завдання, складені на основі фрагментів, взятих з науково-фантастичних творів. У матеріалах, які роздаються дітям  виділені слова пропущені).

 

Завдання для груп

 

Група 1

Як вмиватися у стані невагомості?

   „ Спочатку відсутність тяжіння створювала безліч незручностей. Умиватися можна було тільки за допомогою губки. Вода , залишена в нещільно закритій посудині виливалася через край, розтікалася навкруги. ЇЇ краплини збирались у райдужні кульки. які плавно рухались у повітрі, неначе мильні бульбашки. Зустріч із ними не віщувала нічого приємного: одяг миттєво вбирав воду”.

                                                                                               ( Г. Бовін. „Діти Землі”)

 

Група 2

Як пити в стані невагомості?

    „Олена Миколаївна принесла пульверизатор – вода в цьому світі без тяжіння не виливалася сама з пляшки, її доводилося виштовхувати звідти за допомогою гумової груші”.

( Ю. Сафронов, С. Сафронов. „Онуки наших онуків”)

 

 

 

 

 

Група 3

Як їсти в стані невагомості?

    „ Їжу варили  з постійним ризиком обпектися, бо це відбувалося в герметично закритій посудині. Особливо важко було їсти: про тарілки довелося забути. Рідку їжу висмоктували з широкогорлих пляшок через гумові соски. Тверду їжу прикривали особливими сіточками, щоб вона не розліталася в усі боки при першому ж необережному русі”.

( Г.Бовін.. „Діти Землі”)

Група 4

Як рухатись в стані невагомості?

    „ До підошви наших черевиків були пригвинчені невеликі металеві пластини. Вони притягувалися до електромагнітів, розташованих під підлогою. Завдяки цьому ми могли нормально пересуватися кабіною”.

( Г. Бовін. „Діти Землі”)

Група 5

Як зберігати речі в стані невагомості?

     „Кімната була як сажалка з рибою: не можна було повернутися, щоб не зачепити чогось: столи, стільці, крісла, дзеркала літали в повітрі, хто як хотів. Книжки розкривались і, повертаючись, наче говорили: „Читайте нас з усіх боків”.

( К. Ціолковський. „Мрії про Землю і небо”)

 

Група 6

Як зберігати стійку рівновагу в стані невагомості?

     „Головна незручність полягала в тому, що потрібно було постійно пришпилюватися ременями до сидіння. Варто було забути це зробити, і людина плавно піднімалась угору і безпорадно борсалася в повітрі доти, доки її не прибивало до стіни або до стелі. Така сама доля спіткала незакріплені предмети”.

( Г. Бовін. „Діти Землі”)

 

2. Обговорення роботи в групах

 

Представники груп подають варіанти вирішення проблеми в групі. Вивішуються плакати кожної групи. Вчитель підбиває підсумок, зачитує „ключові слова”, оцінює роботу групи. Члени груп здійснюють самооцінювання за „Аркушем самооцінювання”.

 

VІ. Узагальнення знань ( 2 хв)

 

    - З якими силами сьогодні ознайомились?

   ( З силою тяжіння і вагою)

    - Самостійно доповніть таблицю „Фізичні величини” в кінці зошита.

 

№	Назва фізичної величини	Позначення	Основна одиниця	Формула	Вимірювальний Прилад
10.	Сила тяжіння	Fтяж	Н	Fтяж  = mg	Динамометр
11.	Вага тіла	P	Н	P = mg	Динамометр

VІІ. Підсумок уроку ( 2 хв)

     Підрахунок набраних балів кожним учнем і виставлення оцінки за урок  ( по шкалі відповідності на зворотному боці візитки) кожному учню у журнал і щоденник. (При потребі  - коригування оцінки вчителем.)

 

VІІІ. Домашнє завдання (1 хв)

  

1. Опрацювати §20 підручника (Фізика, 7 клас,  за редакцією В.Г. Бар’яхтара, С.О. Довгого, 2020)

2. Знати відповіді на контрольні запитання  (ст.139, підручник)

3. Розв’яжіть задачі:  вправа 20(1,2)