Урок "Сила тяжіння.Вага. Невагомість".
Тема. Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість.
Мета
- навчальна: : сформувати знання про гравітаційну взаємодію тіл, про силу тяжіння як прояв цього виду взаємодії, надати уявлення про невагомість та вагу тіла; показати, чим поняття «вага» відрізняється від поняття «маса» та «сила тяжіння
- розвивальна: розвивати логічне мислення, вміння спостерігати та аналізувати явища природи, робити висновки, розвивати навички роботи в парах та групах, формувати в учнів алгоритмічні прийоми розв’язування фізичних задач на визначення сили тяжіння та ваги тіла;
- виховна: виховувати сумлінне ставлення до праці, колективізм, взаємоповагу, виховувати інтерес до фізичної науки .
Обладнання: технічне обладнання, мультимедійна презентація «Сила тяжіння. Вага. Невагомість», , динамометри, висок, конверти із словами, важки по 102г, штатив, кулька на нитці, ножиці, металева лінійка, опори, вантажі різної маси, вага, ящик з піском.
Тип уроку: комбінований урок-дослідження.
Кожний день, коли ви не додали до своєї освіти хоча б маленьку
крихту знань, вважайте втраченим його для вас безнадійно
К.С. Станіславський
Хід уроку
І. Організаційний момент.
ІІ. Перевірка домашнього завдання.
Минулого разу ми з вами вивчили, що таке сила зокрема сила пружності. На домашнє завдання вам було:
Вивчити параграф 19. Деформація тіл. Сила пружності. Закон Гука.
Щоб перевірити домашнє завдання зіграєм у гру « Хто швидше», працювати будете парами. На кожній парті є конверт з набором слів з яких повинні скласти речення, яке пов’язане з силою пружності. Час виконання 1 хв. Хто справиться піднімає руку.
( Учні виконують завдання. Вчитель слідкує і записує яка пара із учнів 1,2, 3…, д)
Стоп. А тепер зачитайте те, що вам вдалось, скласти, спочатку речення під номером один потім - два і так далі …
(учні зачитують речення)
Хто знає закон Гука підніміть руки. Будь ласка всі разом сформулюйте його.
(Учні говорять Закон Гука)
Молодці з домашнім завданням справились на відмінно.
ІІІ. Оголошення теми та мети уроку. Створення проблемної ситуації.
Сьогодні на уроці ви дізнаєтесь багато нового, а для цього треба бути активними, зібраними й уважними.
Чому сніг, краплини дощу, листя з дерев падають вниз? Чому кулька при перерізанні нитки(демонстрація) паде вниз?
Вам відомо, що космонавти і всі речі на борту космічної станції перебувають у стані невагомості, а чи можете ви перебувати в стані невагомості удома?
Відповіді на ці запитання ви зможете дати вивчивши тему «Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість».Будь ласка відкрийте зошити запишіть тему нашого уроку: «Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість.» Вивчаючи цю тему ви дізнаєтесь про силу тяжіння, вагу тіла й невагомість; познайомитись з природою цих сил.
ІV. Вивчення нового матеріалу.
При підготовці до уроку мені допомагала група дослідників та експериментаторів, послухаєм наших дослідників.
1 учень. Спостерігав падіння тіл ще в третьому столітті до нашої ери давногрецький вчений Арістотель. Арістотель помітив, що «важкі» тіла зазвичай падають швидше, ніж «легкі». Наприклад, монета падає набагато швидше, ніж паперовий кружечок(демонструє).
2 учень. У 16 столітті видатний італійський вчений Г. Галілей припустив, що - якби опору повітря не було зовсім – усі тіла падали б однаково. Щоб перевірити своє припущення, Г. Галілей кинув із Пізанської вежі одночасно кулю й гарматне ядро. Хоча їхні маси відрізняються в багато разів, куля та ядро впали практично одночасно.
3 учень. Про видатного англійського фізика Ісаака Ньютона існує така легенда:
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.
В 1660-і роки багато науковців цікавилися Природою сили тяжіння. Німецький математик Карл Фрідріх Гаусс вважав, що Ньютон придумав цю байку аби профани відстали від нього з розпитуванням.
У 1687 р. І. Ньютон на основі проведених дослідів та математичних розрахунків сформулював закон, згідно з яким між усіма тілами Всесвіту існує взаємне притягання і притягання збільшується із збільшенням мас тіл.
Земля притягає до себе всі тіла. Усі тіла також притягають до себе Землю. Наприклад, Земля притягає Місяць і він рухається навколо неї, а притягання Місяця спричиняє на Землі припливи та відпливи, величезні маси води піднімаються в океанах і морях на висоту кілька метрів.
Взаємне притягання об’єктів називають гравітаційною взаємодією, або всесвітнім тяжінням.
-У фізиці силу гравітаційного притягання Землі називають силою тяжіння.
Сила тяжіння – це сила з якою Земля притягує до себе тіла, які перебувають на її поверхні або поблизу неї.
- Сила тяжіння прикладена до тіла на яке вона діє.
- А який напрям має сила тяжіння? Визначали експериментатори.
Експеремент№1
Учень
Якщо взяти висок або який-небудь предмет підвісити на нитці, то побачимо, що нитка завжди буде напрямлена вниз до Землі (демонструє в різних місцях класу). Вчені цей дослід виконали у всіх точках планети, і переконалися, що сила тяжіння напрямлена вертикально вниз до центра Землі.
- Силу тяжіння позначають буквою Fтяж, зображують у вигляді вертикальної стрілки напрямленої вниз і прикладеної до тіла.
Зобразимо з вами, як напрямлена сила тяжіння, що діє на брусок, який лежить на похилій площині, зобразимо це в зошиті і покажемо напрям сили тяжіння, що діє на нього.(Креслю на дошці, а учні в зошиті)
- Від чого залежить сила тяжіння? Дослідження проводять експериментатори.
Експеремент№2
Учень
Візьмемо динамометр і підвісим до нього один важок, то стрілка динамометра покаже силу тяжіння 1 Н. Якщо підвісити два таких важки, то динамометр покаже силу 2 Н . Бачимо, що масу ми збільшили у два рази і динамометр показав силу у два рази більшу, отже, сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла. Якщо ж підвісити три важки — то динамометр покаже силу 3 Н і т. ін. З цього досліду можна зробити висновок, що сила тяжіння пропорційна масі тіла.
- Позначимо масу тіла буквою m; а силу тяжіння Fтяж , тоді силу тяжіння можна визначити за формулою (записуєм в зошити)
Fтяж = mg,
де g-коефіцієнт пропорційності, який називають прискоренням вільного падіння.
-Чому дорівнює прискорення вільного падіння?
-Його можна визначити, поділивши силу тяжіння , що діє на тіло, на масу тіла (записуєм в зошити):
g= F тяж/m,
визначимо його, для цього повернемось до попереднього експерименту. Слово експериментаторам.
Експеремент№3
Учень.
Зважимо тягарець. Маса 102 г. Підвісимо його до динамометра. На тягарець масою 102г діє сила тяжіння 1Н. Ділимо 1Н на масу виражену в кілограмах 0,102кг отримаємо 9,8Н/кг(записуєм в зошити)
g = ≈ 1 Н/0.102 кг =9.8Н/кг.
Підвісимо два таких тягарці. На два тягарці масою 204 г діє сила2Н. Ділимо 2Н на 0,204кг отримаємо 9,8Н/кг.
g = ≈ 2 Н/0.204 кг =9.8Н/кг.
Отже, коефіцієнт пропорційності, який називають прискоренням вільного падіння дорівнює 9.8Н/кг.
Від чого залежить прискоренням вільного падіння прочитайте у підручнику на ст. 137 та розгляньте мал.20.4.(Робота з підручником)
Прискорення вільного падіння залежить від висоти над Землею і від географічної широти( на екваторі є меншим ніж на полюсі).
Отже, Земля притягає до себе усі тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї із силою, яку називаємо сила тяжіння.
Сила тяжіння прикладена до тіла, напрямлена вертикально вниз і прямо пропорційна масі тіла. Коефіцієнт пропорційності, називають прискоренням вільного падіння і він дорівнює 9,8Н/кг
Дослід: покладемо металеву лінійку на опори, посередині поставимо вантаж, що ми спостерігаємо?
Лінійка прогнулася ( деформувалася ), чому? Значить на лінійку подіяв вантаж з деякою силою, він тисне на лінійку, тому що його притягує Земля.
А якщо до пружини підвісити важок, що відбуватиметься? Пружина деформується, важок розтягує пружину, бо на нього діє сила тяжіння. Витягніть свою руку і на долоню покладіть підручник. Що ви відчуваєте?(Підручник тисне на долоню, бо його притягує Земля).
Сила, з якою тіло, внаслідок притягання до Землі, тисне на опору або розтягує підвіс називають вагою.
(Читаєм з підручника означення ваги).
Позначають вагу буквою Р(записуєм в зошити)
P ( пе ) – вага
[ P ] = [ Н ]
Якщо тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває в спокої то його вага збігається за із силою тяжіння (записуєм в зошити):
На відміну від сили тяжіння, яка прикладена до тіла, вага прикладена до опори або підвісу.
Зобразимо це графічно.
До чого прикладена ваша вага коли ви стоїте?(до підлоги,землі).
Спробуємо змінювати точку прикладання ваги, тобто переносити свою вагу. Займіть таке положення:
- Лише до стільця,
- Лише до підлоги,
Іноді вагу плутають з масою. Вага – сила, векторна величина, маса – скалярна величина; вони характеризують різні властивості тіл і мають різні одиниці. Кожне тіло завжди має певну незмінну масу, а вага тіла може змінюватися, якщо опора ( підвіс ) нерівномірно рухається. Чи може вага = 0? Давайте перевіримо.
Дослід: динамометр з прикріпленим до нього важком підняти на певну висоту ( динамометр показує деяку силу – це вага, сила з якою важок розтягує пружину динамометра ); відпустимо систему, (підставивши посудину з піском) в момент польоту динамометр показував 0.
- Стан тіла, коли його вага дорівнює нулю називається невагомістю.
Невагомість – це такий стан тіла, за якого тіло не діє на опору чи підвіс.
Хто зможе швидко продемонструвати таку ситуацію, щоб ви не мали ваги хоча б декілька секунд.(потрібно підстрибнути)
Отже, ви короткий проміжок часу не діяли на підлогу, не мали ваги. Ви перебували в стані невагомості.
- Наведіть приклади, коли тіло перебуває у невагомості?
(перебуває спортсмен, який стрибає з вишки у басейн або виконує вправи на батуті; кожен з нас короткочасно перебуває у стані невагомості під час бігу, коли обидві ноги відриваються від Землі).
Як впливає невагомість на здоров’я людини?(Повідомлення учня)
Людина дуже добре адаптується до різних фізичних умов на Землі, але після тривалого часу перебування у стані невагомості фізіологічні системи людини починаються змінюватись. У стані невагомості людина зазнає симптомів синдрому космічної адаптації (космічна хвороба), що проявляється нудотою, запамороченням, млявістю, сильним головним болем. Сильні головні болі в стані невагомості викликає явище мікроскопічної гравітації, оскільки порушується протікання крові в судинах мозку голови та зменшується доступ кисню. Кров під надмірним тиском надходить у голову і тим самим викликає приступи головного болю. Невагомість – пригнічує імунну систему. Зазвичай організм людини при появі певного типу вірусу, активує 99 генів, які в свою чергу, активують захисні Т-клітини - білі клітини крові, щоб знищити вірус. Однак в умовах невагомості активується тільки 8 генів з 99 і захисні функції організму ослаблюються.
V. Закріплення матеріалу
1.Вправа « продовж речення»:
Сила, з якою Земля притягує до себе усі тіла, що знаходяться на її поверхні чи поблизу неї - …
Силу тяжіння позначають …
Її одиниця…
Точка прикладання сили тяжіння…
Сила тяжіння завжди напрямлена …
Силу тяжіння можна розрахувати …
Коефіцієнт пропорційності g – це …
Значення прискорення вільного падіння залежить від …
Сила тяжіння залежить від …
На тіло масою 25кг діє сила тяжіння …
Сила, з якою тіло тисне на опору або розтягує підвіс …
Вагу позначають буквою …
Одиниця ваги …
Якщо тіло перебуває в спокої або рівномірно прямолінійно рухається то вагу можна розрахувати …
Вага завжди прикладена до …
Стан, коли тіло не тисне на опору і не розтягує підвіс …
2.Розв’язування задач
1. Яка сила тяжіння діє на камінь масою 2,5 т?
2. Знайдіть вагу 5 л бензину.
3. Знайдіть об’єм бетонної плити, вага якої становить 25 кН
VI. Підбиття підсумків уроку.
про публікацію авторської розробки
Додати розробку