Урок "РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ З ТЕМИ «Основи динаміки»"

 

                      РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ З ТЕМИ

                            «Основи динаміки»

 

 

  Казбан Т.Л., учитель вищої категорії, старший учитель, комунальна установа  Сумська гімназія №1

 

   Мета:

навчальна: навчити учнів використовувати теоретичні знання з теми при розв`язуванні    

                      експериментальних задач, застосовувати власні   вміння та знання, робити

                      висновки;                                      

 розвиваюча: розвивати логічне мислення, творчі  здібності, розширювати

                          пізнавальний  інтерес;

в и х о в н а:  виховувати спостережливість, винахідливість, формувати зацікав-

                      леність до вивчення природничих наук.

  Обладнання:

                      лінійки, дитячий кульковий пістолет, штатив, два динамометра, тягарці.

 

 

                                                 СТРУКТУРА УРОКУ

 1.Організаційний момент.

 2.Повідомлення теми і мети уроку.

 3.Активізація пізнавальної діяльності учнів: фронтальне опитування за  раніше  вивченим матеріалом.

4.Розв’язування експериментальних задач.

5.Підсумки уроку.

6.Завдання до дому.  

                                                       ХІД УРОКУ

 1.Організаційний  момент (1хв).

Сьогодні на уроці  ми з вами спробуємо застосувати  власні знання з теми «Основи динаміки» для розв’язування експериментальних задач.  Я думаю, що ці задачи   будуть для вас і корисними і цікавими.      

 2.Повідомлення теми і мети уроку (2хв).

Тема уроку « Розв`язування задач з теми «Основи динаміки». Ми сьогодні будемо визначати швидкість польоту кульки і вимірювати час тільки за допомогою лінійки, визначати густину речовини планети, користуючись для цієї цілі лише годинником.

    Для цього пригадайте матеріал, який  ми вивчали  на попередніх уроках, та дайте відповіді на запитання.

 3.Активізація пізнавальної діяльності учнів (7 хв.).

  Фронтальне опитування:

  а)  Як читається перший(другий;третій) закон Ньютона?

  б) Сформулюйте закон всесвітнього тяжіння.

  в) Якими є межі застосування закону всесвітнього тяжіння? 

  г) При рівномірному русі по колу тіло матиме доцентрове прискорення?

 д) Як рухається тіло кинуте горизонтально? 

 е)  Запишіть формулу об’єму кулі.(V=π)

 

4. Розв’язування експериментальних задач (30хв.).

№1.Якщо  до динамометра підвісити другий, а до нього гирю масою 300г, то що покажуть динамометри? (Вагу нижнього динамометра не враховувати.)

Відповідь. Нижній динамометр знаходиться у рівновазі, на нього вверх і вниз діють однакові сили по 3Н, тому динамометр покаже 3Н. Сила, діюча угору,утворюється натягом пружини верхнього динамометра. За третім з.Ньютона на верхній динамометр вниз діє така сама сила 3 Н .Тому і верхній динамометр покаже 3Н.

 

 №2.На кінець лінійки покладемо  два сірникових коробка і вставимо позаду одного канцелярську кнопку. Підчас різкого руху у горизонтальному напрямку один коробок падає вниз, а інший відлітає на відстань. Порівняйте час падіння і обгрунтуйте висновок.

 Відповідь. Час польоту однаковий(h =)

 

№3.Визначте початкову швидкість кульки, що вилітає з дитячого пістолета.

  Відповідь.Постріл відбувається у горизонтальному напрямку.  Можна виміряти s і h, потім підрахувати за формулами.
t;     h =  ;  t =;   .

№4. Підлетівши до незнайомої планети, космічний корабель, вимкнувши двигуни, вийшов на колову орбіту, і космонавти почали дослідження. Чи можуть вони визначити середню густину речовини планети, користуючись для цієї цілі лише годинником?

Відповідь Якщо космічний корабель рухається навколо планети з вимкненими двигунами, то єдиною силою, що діє на нього, є сила F_грав    притягання до планети,

, де G – гравітаційна стала, М – маса планети, m – маса корабля і R – відстань корабля до центру планети.

При невеликій висоті польоту  можна вважати, R дорівнює радіусу планети ( маємо на увазі, що її форма близька до кулеподібної).Виразимо масу планети через її радіус і середню густинуD: і підставимо отримане значення М в попередню формулу: .

Оскільки корабель рухається по коловій орбіті, на нього діє доцентрова сила, яку можна подати в такому вигляді: , v – лінійна й w – кутова швидкості руху космічного корабля, Т – період його обертання навколо планети.                                                                                   

   

Так як роль F_доц грає F_грав, можна прирівняти праві частини двох останніх виразів і отримати для густини: .

Таким чином, визначивши за допомогою годинника період обертання корабля навколо планети, можна врахувати її середню густину.

Запущені на клоову орбіту штучні супутники Землі мають звичайно період обертання приблизно півтори години (5400 с). Підставляючи це значення в останню формулу, отримаємо середню густину Землі:

.

Автоматична станція „Луна-16”, що вийшла 17.10.1970 р. на колову орбіту навколо Місяця, мала період 7140 с, звідки для середньої густини Місяця отримуємо: .

Насправді ж густина Землі й густина Місяця приблизно на 10% більша. Різниця виникає з тієї причині, що супутники зазвичай рухаються досить високо, коли доводиться врахувати різницю між радіусом планети й орбіти. Для високої орбіти формула має вигляд: , h – висота орбіти.Користуючись цією формулою, можна отримати правильне значення густини й у випадку високої орбіти.

 

№5.Як ви гадаєте, за допомогою тільки лінійки можна визначити час?

  Відповідь Так, можна визначити час реакції людини. При вільному падінні лінійки за формулою h = визначимо t = 

 

6.Підсумки уроку (2хв.).

 Коментоване виставлення оцінок  

7.Завдання до дому(2хв.).

Повторити  &23,24; підготувати історичну довідку про Роберта Гука, розв`язати задачу.                

   Задача. Яку площу поперечного перерізу повинен би був мати сталевий трос , щоб витримати силу, з якою Земля притягується Сонцем, якщо трос перерізом 1витримує вантаж 7*Н.