Свободное падение тел и движение тела по вертикали вниз.

Тема урока: «Свободное падение тел и движение тела по вертикали вниз».

Тип урока: урок постановки учебной задачи.

Цель урока: Дать понять, что движение падающего тела является равноускоренным движением. Получить основные формулы для такого движения.

Задачи урока: обеспечить усвоение знаний о явлении свобоного падения тел и движении тела по вертикали вниз.

Планируемые результаты.

Предметные: научиться приводить примеры проявления свободного падения тел.

Метапредметные: познавательные – работать с учебником и другими источниками информации;

Регулятивные – выдвигать гипотезу и пути ее решения;

Коммуникативные – формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение;

Личностные: формирование познавательных интересов, интеллектуальных способностей учащихся;

Образовательные ресурсы: компьютер, проектор, экран, компакт-диск «Физика 7-11 классы практикум».

Организационный момент: Очень рад вас видеть на уроке; Настроимся на учебную деятельность: -Где я?, -Зачем я здесь?, -Что мне нужно делать?

Актуализация знаний и жизненного опыта: Учитель отпускает авторучку, и она падает на кафедру. Ребята формулируют вопрос к увиденному явлению и формулируют тему урока.

Создание ситуации затруднения. Изучение нового материала: -Ребята все встали и подпрыгнули. Какое явление вы продемонстрировали и пронаблюдали?

Ответы учащихся: - одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением — свободное падение тел;

- при падении тела на Землю из состояния покоя его скорость увеличивается;

- земля сообщает телам ускорение, которое направлено вниз вертикально.

Какое ускорение сообщила Вам земля если вы все разные?

Ответы учащихся: -долгое время считалось, что Земля сообщает разным телам различное ускорение. И опыт вроде бы говорит о том же.  Смотрим видеофрагмент (1.7) «Основной закон свободного падения» (время 17сек)

(Сравните падение листа и мяча.) Мяч 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

S =	at2
	2

Галилей обнаружил, что шары одинакового диаметра, но изготовленные из разного материала движутся по желобу с одинаковым ускорением

a =	2S
	t2

Данный факт учитель просит продемонстрировать ученика из предложенного оборудования.

Вывод учащиеся ищут в тексте учебника: 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. Видео (1.7) «Основной закон свободного падения»

Почему во втором случае все тела падают одновременно?

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.

Какие физические величины мы можем определить и вычислить используя формулы при движение тела по вертикали вниз?  Видео (1.6) «Вертикальное падение тел».

Запишем уравнения для скорости и перемещения при равноускоренном движении с учетом, что a =g :

 

n = n0 + gt,          S = n0t +	gt2
	2

При n₀ = 0 скорость тела в свободном падении в произвольный момент времени t равна n = gt.

Путь при n₀ = 0 равен     h=

В этом случае скорость тела в свободном падении после прохождения пути h равна n = √2gh , а продолжительность падения t = .

Лаборатория «Свободное падение»

Вопрос к фрагменту:

Ø Рассчитать продолжительность падения с предлагаемых высот и построить график.

III. Решение задач

Задача 1

Тело падает с высоты 57,5 м (уо = 0). Сколько времени падает тело и какова его скорость при ударе о землю? (Ответ: I = 3,4 с, v = 34 м/с.)

Задача 2

Стрела выпущена из лука вертикально вверх с начальной скоростью уо= 30 м/с. На какую максимальную высоту поднимется стрела? (Ответ: И = 45 м.)

Задача 3

Тело свободно падает с высоты 20 м над землей. Какова скорость тела в момент удара о землю? На какой высоте его скорость вдвое меньше? (Ответ: v = 20 м/с, /г = 15 м.)

Рефлексия

— Что называется свободным падением тел? При каких условиях падение тел можно считать свободным?

— Каким видом движения является свободное падение тел?

— Зависит ли ускорение свободного падения тел от массы?

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

— Напишите формулы, описывающие свободное падение тел.

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

— 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?

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

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

Вопросы могут быть использованы на следующем уроке в качестве повто­рения.

Домашнее задание

1. Выучить §13, 14;

2. Выполнить упражнения 13,14;

3. Ответить на вопрос микротеста:

Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 20 м/с. На какое расстояние от поверхности земли он удалится за 2 с?

а) на 60 м;                              б) на 40 м;

в) на 20м;                               г) на Юм.