Урок "Свободное падение тел"

Предпросмотр материала:

Выберите файл для просмотра:

Всего файлов: 9

Карта урока.

Фамилия Имя_________________________гр.__________

1. Ответить на вопросы:

Как направлено ускорение свободного падения, если тело брошено вверх?

________________________________________________________________________________________________________________________________

Всегда ли тела падают с ускорением 9,8 м/с²? От чего зависит ускорение свободного падения?

________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Заполнить таблицу

	Равноускоренное движение	Свободное падение тел	Движение тела, брошенного вверх
Мгновенная скорость	υ= υ ₀ + α t
Проекция вектора мгновенной скорости	υ _х= υ _0х + α х t
Перемещение	S= υ ₀ t+ α t²/2
Проекция вектора перемещения	S _х= υ _{0 х} t+ α _хt²/2
Уравнение движения тела с постоянным ускорением	х=х₀ +υ _{0 х} t+ α _хt²/2

3.Эксперимент.

Время реакции человека, это время за которое человек реагирует на какой-то сигнал, раздражение.

Для определения реакции человека будем использовать падение линейки из состояния покоя, т.е начальная скорость равна нулю. Из формулы пути при движении в поле тяготения H= g•t² /2, выразим время: (1)

где H- высота падения, g- ускорение свободного падения- 9,8 м/с², t- время реакции.

Задание:

Найдите скорость своей реакции и сравните её со средним временем реакции человека (0,15 - 0,4 с). Эксперимент проводится 10 раз.

№ эксп.

Среднее

t(c )

Н(м)

t(c )

Ответ:_____________________________________________________________

4.Тест.

Номер задания

Ответы

Критерии оценки: за 5-6 правильно выполненных заданий – «3» балла

За 7 правильно выполненных заданий – «4» балла

за 8 правильно выполненных заданий – «5» баллов

4. Рефлексия

J - я доволен своей работой на уроке

K - мог бы поработать лучше

L - я не доволен своей работой

Оценка за урок

Задание	1	2	3	4
Оценка
Итоговая оценка

Приложение 2

1. Из истории изучения свободного падения тел.

Великий греческий философ и ученый Аристотель придерживался распространенного представления о том, что тяжелые тела падают быстрее, чем легкие. Аристотель и его последователи стремились объяснить, почему происходят те или иные явления, но не всегда заботились о том, чтобы пронаблюдать, что происходит и как происходит. Аристотель весьма просто объяснил причины падения тел: он говорил, что тела стремятся найти свое естественное место на поверхности Земли. Аристотель знал, что камни падают быстрее, чем птичьи перья, а куски дерева - быстрее, чем опилки. Описывая, как падают тела, он высказал такое утверждение: «...направленное вниз движение куска свинца или золота или любого другого тела, наделенного весом, происходит тем быстрее, чем больше его размер...».
В XIV столетии группа философов из Парижа восстала против теории Аристотеля и предложила значительно более разумную схему, которая передавалась из поколения в поколение и распространилась до Италии, оказав двумя столетиями позднее влияние на Галилея. Парижские философы говорили об ускоренном движении и даже о постоянном ускорении, объясняя эти понятия архаичным языком.
Великий итальянский ученый Галилео Галилей обобщил имеющиеся сведения и представления и критически их проанализировал, а затем описал и начал распространять то, что считал верным. Галилей понимал, что последователей Аристотеля сбивало с толку сопротивление воздуха. Он указал, что плотные предметы, для которых сопротивление воздуха несущественно, падают почти с одинаковой скоростью. Ученый писал: «...различие в скорости движения в воздухе шаров из золота, свинца, меди, порфира и других тяжелых материалов настолько незначительно, что шар из золота при свободном падении на расстоянии в одну сотню локтей наверняка опередил бы шар из меди не более чем на четыре пальца. Сделав это наблюдение, я пришел к заключению, что в среде, полностью лишенной всякого сопротивления, все тела падали бы с одинаковой скоростью». Предположив, что произошло бы в случае свободного падения тел в вакууме, Галилей вывел следующие законы падения тел для идеального случая:

Ø Все тела при падении движутся одинаково: начав падать одновременно, они движутся с одинаковой скоростью.

Ø Движение происходит с постоянным ускорением; темп увеличения скорости тела не меняется, т.е. за каждую последующую секунду скорость тела возрастает на одну и ту же величину.

Галилей знал: простому описанию падения тел мешает сопротивление воздуха. Обнаружив, что по мере увеличения размеров тел или плотности материала, из которого они сделаны, движение тел оказывается более одинаковым, можно на основе некоторого предположения сформулировать правило и для идеального случая. Можно было бы попытаться уменьшить сопротивление воздуха, используя обтекание такого предмета, как лист бумаги, например. Но Галилей мог лишь уменьшить его и не мог устранить его полностью. Поэтому ему пришлось вести доказательство, переходя от реальных наблюдений с постоянно уменьшающимся сопротивлением воздуха к идеальному случаю, когда сопротивление воздуха отсутствует. Позже, оглядываясь назад, он смог объяснить различия в реальных экспериментах, приписав их сопротивлению воздуха.

2. Свободное падение тел.

Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением - свободное падение тел.

Свободное падение - это движение тел только лишь под действием притяжения Земли (под действием силы тяжести).

При падении тела на Землю из состояния покоя его скорость увеличивается. Земля сообщает телам ускорение, которое направлено вниз вертикально.

Долгое время считалось, что Земля сообщает разным телам различное ускорение. И опыт вроде бы говорит о том же. (Сравните падение листа бумаги, скомканного листа бумаги, птичьего пера и камня.) Камень падает быстрее. Так считал Аристотель: чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. И только Галилею впервые удалось опытным путем доказать, что это не так. Важно учитывать сопротивление воздуха, именно оно искажает картину. Галилей установил, что свободное падение является равноускоренным движением. Он догадался, что можно как бы «замедлить» свободное падение, изучая движение шаров по наклонному желобу. При этом он получил формулу. Галилей обнаружил, что шары одинакового диаметра, но изготовленные разного материала движутся по желобу с одинаковым ускорением . Данный факт демонстрируем на опыте (Виртуальные лабораторные уроки). Итак, ускорение свободно падающих тел не зависит от их массы. Для проверки этой гипотезы Галилей по преданию наблюдал падение со знаменитой Пизанской башни различных тел: пушечного ядра и мушкетной пули. Все тела достигали поверхности практически одновременно. Впоследствии были созданы вакуумные насосы, которые позволили осуществить в откачанных трубках действительно свободное падение тел.

Эксперимент 1 Трубка Ньютона: В стеклянной трубке помещается дробинка, кусочек пробки, пушинка и т.д. Если перевернуть трубку, то быстрее всего упадет дробинка, медленнее - пушинка. Если же выкачать из трубки воздух, то пушинка будет падать, не отставая от дробинки. - Почему во втором случае все тела падают одновременно? (Движение пушинки задерживалось сопротивлением воздуха, которое в меньшей степени сказывалось на движении дробинки.)

3. Ускорение свободного падения.

При свободном падении все тела вблизи поверхности Земли независимо от их массы приобретают одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения.
Условное обозначение ускорения свободного падения - g.

На поверхности Земли ускорение свободного падения (g) меняется в пределах от 9,78 м/с² на экваторе до 9,83 м/с² на полюсе. При решении многих задач можно принимать g вблизи поверхности Земли равным 9,8 м/с² или даже более грубо 10 м/с². При падении тел в воздухе на их движение влияет сопротивление воздуха. Поэтому ускорение тел в этом случае уже не равно g. При больших скоростях сопротивление воздуха существенно и его влиянием нельзя пренебречь.

Ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли и приблизительно равно: g = 9,81м/с².

Таким образом, в условиях Земли падение тел считается условно свободным, т.к. при падении тела в воздушной среде всегда возникает еще и сила сопротивления воздуха.

Идеальное свободное падение возможно лишь в вакууме, где нет силы сопротивления воздуха, и независимо от массы, плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения.

Вблизи поверхности Земли величина силы тяжести считается постоянной, поэтому свободное падение тела - это движение тела под действием постоянной силы. Следовательно, свободное падение - это равноускоренное движение.

Вектор силы тяжести и создаваемого ею ускорения свободного падения направлены всегда одинаково.

Все формулы для равноускоренного движения применимы для свободного падения тел.

Величина скорости при свободном падении тела в любой момент времени:

перемещение тела:

В этом случае вместо ускорения а, в формулы для равноускоренного движения вводится ускорение свободного падения g=9,8м/с².

При идеальном свободном падении тело возвращается на Землю со скоростью, величина которой равна модулю начальной скорости.

Время падения тела равно времени движения вверх от момента броска до полной остановки в наивысшей точке полета.

Приложение 3.

Заполнить таблицу в справочнике.

	Равноускоренное движение	Свободное падение тел	Движение тела, брошенного вверх
Мгновенная скорость	υ= υ ₀ + α t
Проекция вектора мгновенной скорости	υ _х= υ _0х + α _х t
Перемещение	S= υ ₀ t+ α t²/2
Проекция вектора перемещения	S _х= υ _{0 х} t+ α _хt²/2
Уравнение движения тела с постоянным ускорением	х=х₀ +υ _{0 х} t+ α _хt²/2

Равноускоренное движение	Свободное падение тел	Движение тела, брошенного вверх
υ= υ ₀ + α t	υ= υ ₀ + g t	υ= υ ₀ - g t
υ _х= υ _0х + α _х t	υ _у= υ _{0 у}+ g _у t	υ _у = υ _{0 у} - g _у t
S= υ ₀ t+ α t²/2	h= υ ₀t + gt²/2	h= υ ₀t - gt²/2
S _х= υ _{0 х} t+ α _хt²/2	h= υ _0уt + g _уt²/2	h=υ _0уt - g _уt²/2
х=х₀ +υ _{0 х} t+ α _хt²/2	У= У₀+ υ _0уt + g _уt²/2	У₀=0

Приложение 4.

Вопросы для первичного закрепления материала

1. Что называется свободным падением тел?

2. При каких условиях падение тел можно считать свободным?

3. Каким видом движения является свободное падение тел?

4. Зависит ли ускорение свободного падения тел от массы?

5. Как изменится ускорение падающего тела, если толкнем тело вниз, сообщив ему начальную скорость?

6. Напишите формулы, описывающие свободное падение тел.

7. С каким ускорением движется тело, брошенное вверх? Чему равно и как направлено это ускорение?

8. Чем объясняется то, что все тела, независимо от их массы, движутся как при падении, так и при движении тела, брошенного вертикально вверх, с одинаковым ускорением?

9. Учитывается ли сопротивление воздуха в полученных выше формулах, описывающих свободное падение и движение тела, брошенного вертикально вверх?

10. Напишите формулы, описывающие движение тела, брошенного вертикально вверх.

Тестовые задания

1.От чего свободно тело при свободном падении?

а) от массы б) от силы тяжести в) от сопротивления воздуха г) от всего вышеперечисленного

2. В трубке, из которой откачан воздух, на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из этих тел позже всех достигнет дна трубки при их свободном падении с одной высоты?

а) дробинка б) пробка в) птичье перо г) все три тела достигнут дна трубки одновременно

3. При отсутствии сопротивления воздуха скорость свободно падающего тела за пятую секунду падения увеличивается на

а) 10 м/с б) 15 м/с в) 30 м/с г) 45 м/с

4. С высокого отвесного обрыва начинает свободно падать камень. Какую скорость он будет иметь через 3с после начала падения? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.

а) 30 м/с б) 10 м/с в) 3 м/с г) 2 м/с

5. Путь, пройденный телом за вторую секунду свободного падения, больше пути, пройденного телом за первую секунду

а) в 2 раза б) в 4 раза в) в 3 раза г) в 5раз.

6. Скорость тела, свободно падающего с высоты 50м, увеличивается за каждую секунду движения на

а) 5м/с б) 15м/с в) 10м/с г) 20м/с

7. Сосулька, упав с края крыши, долетела до Земли за 3 с. Путь сосульки приблизительно равен а) 12м б) 24 м в) 30 м г) 45 м

8. В таблице приведены результаты измерений пути при свободном падении стального шарика в разные моменты времени. Каково, скорее всего, было значение пути, пройденное шариком при падении, к моменту времени t =2 c?

а) 12,5 м б) 16,25 м в) 20 м г) 21,25 м

Приложение №6

Эталоны ответов к заданиям итогового контроля

Номер задания

Ответы

Критерии оценки: за 5-6 правильно выполненных заданий – «3» балла

За 7 правильно выполненных заданий – «4» балла

за 8 правильно выполненных заданий – «5» баллов

Приложение 7

Домашнее задание

Цель: Определить объем информации для самостоятельной работы, обратить внимание на значимые моменты.

На оценку «3»: С.А. Тихомирова, Б. М. Яворский, Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений - М.: Просвещение, 2010 г. § 8 читать, конспект учить.

На оценку «4»: С.А. Тихомирова, Б. М. Яворский, Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений - М.: Просвещение, 2010 г. § 8 читать, пересказ, конспект учить, упр. 7 (1).

На оценку «5»: С.А. Тихомирова, Б. М. Яворский, Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений - М.: Просвещение, 2010 г. § 8 читать, пересказ, конспект учить, упр. 7 (1,2)., сообщения по желанию студентов: «Галилео Галилей», «Способы измерения ускорения свободного падения».

1/13

Технологическая карта конструирования урока
с использованием средств ИКТ

Кузнецовой О. Е., преподавателя математики и физики, ГОУ НПО ЯО №4 г. Рыбинск

Предмет: физика (технический профиль)

Тема урока: Свободное падение тел.

Номер урока в программе/теме: 8/6

Тип урока: Комбинированный

Цели для ученика: В результате изучения темы студент должен знать: смысл физических величин: перемещение, скорость, ускорение свободного падения; формулы, описывающие свободное падение тел; вклад российских и зарубежных ученых, оказавших наибольшее влияние на развитие физики. Студент научится проводить эксперимент под руководством учителя, объяснять явления, выявляемые в ходе эксперимента, решать качественные задачи на свободное падение тел; Студент получит возможность научиться экспериментально измерять скорость своей реакции с помощью линейки и ускорения свободного падения.			Цели для учителя: Обучающие: 1) познакомить с историей изучения свободного падения тел; 2)ввести понятия « свободное падение тел» и «ускорение свободного падения»; 3)формировать/развивать умение решать качественные и количественные задачи, проводить эксперименты; 4)с целью приобретения нового опыта, создать условия для самоконтроля и самооценивания (возможно с помощью средств ИКТ.) Развивающие: Развивать 1) умения анализировать учебные ситуации, сравнивать, делать выводы (ОК 3); 2) умения ставить цель и организовывать ее достижение, осуществлять планирование своей учебно-познавательной деятельности, реализовывать план, умение правильно и эффективно распределить свое рабочее время (ОК 2); 3) навыки работы в группе /парах(ОК 6) Воспитательные: Воспитывать умение осуществлять контроль, взаимоконтроль (ОК 3) и самоконтроль (ОК 8)
Тип урока: комбинированный			Форма урока: элементы проблемного, частично-поисковый
Опорные понятия, термины: равноускоренное движение, ускорение			Новые понятия: свободное падение, ускорение свободного падения, время реакции человека
Формы контроля: тест, практическая работа			Домашнее задание §8, упражнение 7
Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Используемые методы, приёмы, формы	Формируемые УУД	Результат взаимодействия (сотрудничества)
1 Организационный 1 мин	Проверяет подготовленность классного помещения к уроку (до звонка). Приветствует студентов. Проверяет готовность студентов к уроку. Организовывает внимание студентов.	Готовятся к уроку (до звонка). Приветствуют преподавателя. Контролируют свою готовность к уроку, проверяют наличие необходимых учебных принадлежностей (тетрадь, справочник, письменные принадлежности).	Фронтальная	Уметь совместно договариваться о правилах поведения и общения и следовать им. Умение слушать и понимать речь других.	Готовность к уроку
2 Актуализация знаний и самооценка 5мин	Предоставляет возможность повторить домашнее задание, озвучивает вопрос и заслушивает ответы студентов с проверкой на экране. Приложение 1.	Повторяют домашнее задание, отвечают устно с места вопросы.	Фронтальная.	Уметь ориентироваться в своей системе знаний. Развитие грамотной речи обучающихся, самоконтроль своих знаний.	Определение типичных ошибок учащихся.
4. Постановка учебной проблемы 5мин	Создание проблемной ситуации Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ус-корением является свободное падение тел. Из жизни вы знаете, что чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает на землю. Аристотель считал, что во сколько раз масса тела больше, во столько раз оно быстрее падает. Значит, тела равной массы должны падать на землю одновременно? Проверим – возьмём два одинаковых тетрадных листка. Один из них скомкаем. Изменилась ли при этом его масса? Отпустим оба листка одновременно с одинаковой высоты – скомканный листок падает быстрее! Теперь возьмём учебник и тот же тетрадный листок и отпустим их с одной высоты – учебник падает быстрее, как и должно быть по Аристотелю. Положим тетрадный листок на учебник и повторим опыт. Что упадёт быстрее? Учебник и листок падают одновременно, не смотря на то, что у них разная масса! Почему?	Обсуждение в группах из 2-4 человек	Работа в группах	Уметь проговаривать последовательность действий на уроке, высказывать своё предположение.	Прийти к гипотезе: если тела испытывают одинаковое сопротивление или не испытывают его вообще, они должны падать одновременно.
3. Целеполагание 2мин	С помощью наводящих вопросов помогает студентам сформулировать цель урока. Оценивает умение студентов: ü на основе анализа допущенных ошибок делать выводы о степени усвоения теоретического материала; ü адекватно оценивать свои достижения; ставить перед собой цели и задачи на следующий этап работы.	Формулируют цель урока. Формулируют для себя задачу на следующий этап урока.	Фронтальная, индивидуальная	Уметь грамотно выражать свои мысли. Уметь определять и формулировать цель на уроке с помощью учителя, обосновывать значимость изучаемой темы.	Тема и цель урока сформулирована, определены задачи на урок.
4 Проверка гипотезы 10 мин	Выступление учащихся с сообщениями : Из истории изучения свободного падения тел. (Аристотель, Галилей, Ньютон) Видеоролики: 1) Опыты Галилея с падающими телами в г. Пизе 2) Свободное падение тел в трубке Ньютона Задание группам: Прочитать текст §8 на стр.25 учебника и ответить на вопросы: 1) Как направлено ускорение свободного падения, если тело брошено вверх? 2) Всегда ли тела падают с ускорением 9,8 м/с²?От чего зависит ускорение свободного падения?	Студенты смотрят и комментируют видеоролики.	Работа в группах. На обсуждение 5 мин.	Уметь добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке.	Прийти к выводу, что при свободном падении все тела падают одновременно, независимо от массы. Ускорение свободного падения ВСЕГДА направлено вниз и зависит от высоты над землёй и широты места.
5. Первичное закрепление знаний 10 мин	Вблизи поверхности Земли величина силы тяжести считается постоянной, поэтому свободное падение тела - это движение тела под действием постоянной силы. Следовательно, свободное падение - это равноускоренное движение. Вектор силы тяжести и создаваемого ею ускорения свободного падения направлены всегда одинаково.Все формулы для равноускоренного движения применимы для свободного падения тел. Предлагает заполнить таблицу формул на листе ответов.	Студенты работают с таблицей.	Индивидуальная (в парах)	Умение работать с физическими формулами, рассуждать.	Заполняют сводную таблицу формул равноускоренного движения для своего справочника.
6. Применение найденного способа действия 10мин	1) Измерение скорости своей реакции Дать определение скорости реакции человека.( Время реакции (в психологии)-это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. Она зависит от возраста, тренированности и самочувствия человека... Время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов) Вопрос: Как измерить скорость реакции человека с помощью обыкновенной линейки? Задание: Найдите скорость своей реакции и сравните её со средним временем реакции человека (0,15-0,4 с) 1)	Работа выполняется парами учеников. Один из них держит вертикально ученическую линейку так, чтобы её нулевое деление находилось у полусогнутой ладони партнёра на уровне его указательного и большого пальцев. В какой-то момент первый ученик отпускает линейку, а второй должен сразу же её поймать. Время его реакции определяется по перемещению свободно падающей в это время линейки, которое измеряется расстоянием от нулевого деления до места захвата линейки пальцами.	Обсуждение в группах возможного решения экспериментальной задачи.	Уметь проговаривать последовательность действий на уроке. Уметь оформлять свои мысли в устной форме, слушать и понимать речь других. Уметь работать по коллективно составленному плану.	Измерение своей скорости реакции с помощью эксперимента и сравнение её со средней. Развитие познавательного интереса к предмету.
7. Диагностика и самооценивание 7 мин	Тестирование Приложение 5, 6	Студенты отвечают на вопросы теста. Проверяют ответы на экране.	Работа выполняется в парах. Студенты видят свою оценку и неправильные ответы.	Уметь вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учёта характера сделанных ошибок.	За урок ученик получает четыре оценки: За ответы на вопросы, заполнение таблицы, 1. за решение экспериментальных задач; 2. за тест на свободное падение тел. В журнал выставляется средняя оценка.
8. Рефлексия 2 мин	Организация рефлексии	Осуществляет самооценку своей деятельности на уроке	На листах ответов нарисовать смайлики J - я доволен своей работой на уроке K - мог бы поработать лучше L - я не доволен своей работой	Способность к самооценке на основе критерия успешности учебной деятельности.	Достижение цели урока.

Информационно- и учебно-методическое обеспечение:

Тихомирова С.А., Яворский Б.М.. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый уровень— М.: Мнемозина, 2010
Рымкевич А.П. Сборник задач по физике: для 9-11 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 2011.
Научно-теоретический и методический журнал «Физика в школе», 1993 г., №4, стр. 68 – Скорость твоей реакции.
http://video.yandex.ru/users/alkuz/view/31/# видеоролик «Опыты Галилея с падающими телами»
http://rutube.ru/tracks/3167081.html - видеоролик «Свободное падение тел в трубке Ньютона»

Урок "Свободное падение тел"

(3 оценки)

16.09.2014

6451

Файл будет скачан в формате:

Автор материала

Кузнецова Ольга Евгеньевна

учитель математики

На сайте: 11 лет и 3 месяца
Всего просмотров: 20225
Подписчики: 0
Всего материалов: 7

20225
просмотров
7
материалов
0
подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Кузнецова Ольга Евгеньевна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.