Презентация к уроку физики 9 кл. "Свободное падение тел"

• 1 слайд

  Касимовская Т.Л.
  ГБОУ СОШ № 149 СПб
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 2 слайд

  Запишите зависимость координаты от времени y(t) для свободно падающего тела без начальной скорости, если ось у направлена:
  вертикально вниз;
  вертикально вверх.
  Какой путь пройдет тело за первую секунду свободного падения без начальной скорости?
  Тело свободно падает с высоты Н без начальной скорости. За какое время и с какой скоростью оно достигнет поверхности земли?
  Запишите зависимости y(t) и vy(t) для свободно падающего тела, если начальная скорость направлена:
  вертикально вверх;
  вертикально вниз.
  Сравните эти зависимости для различных направлений оси у.
  

• 3 слайд

  Что можно сказать о модуле скорости тела в каждой точке при движении вверх и модуле скорости тела в этой же точке при движении вниз?
  Начертите графики зависимостей от времени проекций vy(t) и ускорения ay(t) тела, брошенного вертикально вверх и вернувшегося в исходную точку.
  Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30м/с.
  Описывает ли кинематическое уравнение y(t) = v0·t - g·t2/2 зависимость пройденного телом пути от времени?
  Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью V0. Какой высоты оно может достигнуть и за какое время?
  С высоты Н свободно падает тело без начальной скорости. Одновременно с поверхности земли бросают тело вертикально вверх с начальной скоростью v0. Как со временем меняется расстояние между телами?
  Как зависит форма траектории свободно падающего тела от направления вектора начальной скорости?
  Что общего в движении тел, брошенных:
  вертикально;
  горизонтально;
  под углом к горизонту?
  Запишите зависимости x(t) и y(t) для свободно падающего тела, брошенного:
  горизонтально;
  под углом к горизонту.
  Как зависят при этих движениях тела проекции vx и vy скорости от времени
  

• 4 слайд

  Свободное падение - это движение тел в безвоздушном пространстве (вакууме) без начальной скорости только лишь под действием притяжения Земли ( под действием силы тяжести).
  
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  Идеальное свободное падение - в вакууме, где независимо от массы, плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения.
  
  

• 5 слайд

  Наблюдать идеальное свободное падение тел можно в трубке Ньютона, если с помощью насоса выкачать из неё воздух.
  
  В земных условиях идеальное свободное падение тел невозможно, т.к. действует сила трения о воздух.
  В дальнейших рассуждениях пренебрегаем силой трения о воздух и считаем падение тел в земных условиях идеально свободным.
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 6 слайд

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

• 7 слайд

  Экспериментально установлено, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела, но зависит от географической широты местности и высоты h подъема над земной поверхностью.
  
  Во-первых, Земля - не шар, а эллипсоид вращения, т. е. радиус Земли на полюсе меньше радиуса Земли на экваторе. Поэтому сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе (g=9,832 м/с2 на полюсе и
  g = 9,780 м/с2 на экваторе).
  
  Во-вторых, только на полюсах Земли тела падают строго по вертикали. Во всех остальных точках планеты траектория свободно падающего тела отклоняется к востоку за счет силы Кариолиса, возникающей во вращающихся системах (т.е. сказывается влияние вращения Земли вокруг своей оси).
  
  
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 8 слайд

  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  Свободное падение тела - это равноускоренное движение.
  Поэтому все формулы для равноускоренного движения применимы для свободного падения тел.
  Величина скорости при свободном падении тела в любой момент времени:
  
  

• 9 слайд

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

• 10 слайд

  При идеальном свободном падении тело, брошенное вверх, 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.
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 11 слайд

  В условиях идеального падения падающие с одинаковой высоты тела достигают поверхности Земли, обладая одинаковыми скоростями и затрачивая на падение одинаковое время.
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 12 слайд

  Галилео Галилею удалось установить, что траекторией тела, брошенного под углом к горизонту в безвоздушном пространстве, является парабола.
  
  А итальянец Тарталья (1500 – 1557г.), даже не зная законов движения, пришел к выводу,
  что наибольшей дальности стрельбы можно достичь, если наклонить орудие к горизонту
  под углом 45 градусов.
  СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  

• 13 слайд

  Минимальная скорость, которую достаточно сообщить брошенному вертикально вверх телу для того, чтобы оно не вернулось обратно, называют второй космической скоростью.
  
  

• 14 слайд

  А КАКОВО ПАДЕНИЕ ТЕЛ
  В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ?
  Если выстрелить из ружья вертикально вверх, то, учитывая силу трения о воздух, свободно падающая с любой высоты пуля приобретет у земли скорость не более 40 м/с.
  ___
  В реальных условиях из-за наличия силы трения о воздух механическая энергия тела частично переходит в тепловую. В результате максимальная высота подъема тела оказывается меньше, чем могла бы быть при движении в безвоздушном пространстве, а в любой точке траектории при спуске скорость оказывается меньшей, чем скорость на подъеме.
  ___
  При наличии трения падающие тела имеют ускорение, равное g, только в начальный момент движения. По мере увеличения скорости ускорение уменьшается, движение тела стремится к равномерному.
  

• 15 слайд

  ИНТЕРЕСНО !
  Если Землю просверлить насквозь и бросить туда камень, что будет с камнем?
  
  Камень будет падать, набрав посередине пути максимальную скорость, дальше полетит по инерции и достигнет противоположной стороны Земли, причем его конечная скорость будет равна начальной.
  Ускорение свободного падения внутри Земли пропорционально расстоянию до центра Земли.
  Камень будет двигаться как груз на пружинке, по закону Гука. Если начальная скорость камня равна нулю, то период колебания камня в шахте равен периоду обращения спутника вблизи поверхности Земли, независимо от того, как прорыта прямая шахта: через центр Земли или по любой хорде
  

• 16 слайд

  ИНТЕРЕСНО !
  Знаменитая «падающая» башня — это колокольня собора в городе Пизе, часть редкостного по своей красоте архитектурного ансамбля.
  Благодаря своему конструктивному изъяну она известна во всем мире. Башня достигает в высоту 55 метров, а надпись на ней свидетельствует, что заложена она в 1174 году.
  В 1564 году в Пизе родился Галилео Галилей, будущий знаменитый ученый. Судя по его собственным рассказам, он использовал Пизанскую башню для своих опытов. С верхнего ее этажа он бросал различные предметы, чтобы доказать, что скорость падения не зависит от веса падающего тела.
  

• 17 слайд

  Получите уравнение траектории у(х) свободно падающего тела, брошенного с начальной скоростью V0:
  горизонтально;
  под углом к горизонту.
  Рассмотрите принцип независимости движений на примере свободного падения тела, брошенного горизонтально или под углом к горизонту. Можно ли считать такое движение равноускоренным?
  Как определить угол между вектором скорости и горизонталью в произвольный момент движения тела, свободно падающего по криволинейной траектории?
  При каком угле бросания по отношению к горизонту дальность полета тела будет максимальной в случае определенной начальной скорости V0?
  С высоты Н из одной точки одновременно падают три тела: два - с горизонтальными начальными скоростями v01 и v02, причем v01 > v02, третье - без начальной скорости. Какое из трех тел раньше достигнет поверхности земли?
  Чему равны нормальное и тангенциальное ускорения в произвольный момент времени движения тела, свободно падающего по криволинейной траектории? Как определить радиус кривизны этой траектории в произвольной точке?