Урок физика 9 класс Свободное падение

Урок физики в 9-м классе по теме "свободное падение тел"

Учитель  физики и математики  Бороденко Надежда Степановна

Тема урока: Свободное падение тел

Цели урока:

-обучающая: сформировать понятие о свободном падении тел и ускорении свободного падения; отработать навык применения уравнений равноускоренного движения на свободное падение;

-развивающая: развивать умения и навыки сравнивать, сопоставлять научные факты, делать выводы, применять знания в конкретных ситуациях; развивать целостность восприятия учебного материала;

-воспитательная: формировать познавательный интерес к предмету и научное мировоззрение; воспитывать активность, способствовать формированию логического мышления: воспитывать внимание, самостоятельность и аккуратность.

Оборудование: картон, бумага, компьютер, проектор, экран, презентация к уроку, видеозапись эксперимента с трубкой Ньютона, карточки для самостоятельной работы и для рефлексии.

Ход урока:

1.Организационный момент: Тема нашего урока (Слайд 1) «Свободное падение тел». На этом уроке нам необходимо описать свободное падение тел кинематически: (Слайд 2)

а) определить вид движения;

б) выявить его особенности;

в) записать формулы для свободного падения и научится их применять в конкретных ситуациях.

2.Актуализация опорных знаний: 

Физика- наука о природе: «Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик-

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…»

Ф. И. Тютчев

- Каким языком пользуется физика при описании явлений природы? Правильно математическим. Вспомним главные формулы кинематики.

Дифференцированная работа: 1 уровень выполняют самостоятельно тестовое задание. (Самопроверка)

Тест.

1.Какая из ниже перечисленных величин не являются векторной?
A. Скорость. B. Ускорение.   C. Путь.

2.При равноускоренном движении автомобиля в течение 5 с его скорость увеличилась от 10 м/с до 15 м/с. Чему равен модуль ускорения автомобиля?

A. 1м/с².   B. 2 м/с². C. 3 м/с².

3.Какая из ниже приведённых формул соответствует записи определения ускорения при равноускоренном движении?
A. v_x=v_0x+a_xt. B. aᵪ=(v_x-v_0x )/t C. aᵪ=2sᵪ/t².

4.Скорость и ускорение движущегося шарика совпадают по направлению. Как изменится скорость шарика в этом случае?

A. Увеличится.   B. Уменьшится. C. Не изменится.

5. Уравнение для определения проекции вектора перемещения тела при его прямолинейном равноускоренном движении?
A. s_x=v_0x + a_xt. B. s_x=v_0xt+a_xt²/2 C. sᵪ=v_xt.

6. Формула для расчёта скорости велосипедиста, движущегося прямолинейно, имеет вид v=5+2t, где скорость выражена в м/с, а время- в с. Чему равна начальная скорость? 
A. 0 м/с.   B. 5 м/с. C. 2 м/с.

2 и 3 уровень работают совместно над устными заданиями

Устная работа (Слайд 4)

1.Автомобиль тормозит. Как изменяется его скорость со временем? Выберите подходящий вид графика для описания этого движения.

2.Движение тела относительно шкалы зафиксировано точками через равные промежутки времени (рис. 3.5). Какой из графиков (рис. 3.6) выражает зависимость скорости движения объекта от времени? (Слайд 5)

3. Формула для расчёта скорости велосипедиста, движущегося прямолинейно, имеет вид v=5+2t, где скорость выражена в м/с, а время- в с. Чему равна

3. Формула для расчёта скорости велосипедиста, движущегося прямолинейно, имеет вид v=5+2t, где скорость выражена в м/с, а время- в с. Чему равна начальная скорость? Определите ускорение. (Слайд 6)

4.На рисунке 1 точками отмечены положения пяти движущихся слева направо тел через равные интервалы времени. Интервалы времени между двумя отметками для всех тел одинаковы. На какой полосе зарегистрировано равномерное движение с наименьшей скоростью? На какой полосе зарегистрировано равноускоренное движение? Равнозамедленное движение? (Слайды 7и 8)

Изучение нового материала. (Слайды 9-11)

1. Исследовательская работа « Определение ускорения свободного падения»

На рисунке показаны положения свободно падающего шарика, который фотографировали через каждые 0,1 с с момента начала движения. По данной фотографии давайте изучим его движение. Определим его ускорение. Начальная скорость шарика равна 0. Сколько метров пролетел шарик? За какое время? Определите по фотографии. По какой формуле можно рассчитать модуль вектора перемещения при прямолинейном равномерном движении?

Работа учащихся: sɪ: sɪɪ: sɪɪɪ: sɪv: sv ≈4,9 см:14,1 см:24 см:35 см:45см≈ 1:3:5:7:9 Мы знаем что модули векторов перемещений, совершаемых телом при прямолинейном равноускоренном движении за последовательные равные промежутки времени, относятся как ряд последовательных нечётных чисел. Отношение модулей векторов перемещений, совершенных шариком за последовательные равные промежутки времени, свидетельствуют о том, что шарик в свободном падении двигался равноускоренно.

s=at²/2 Воспользуемся этой формулой для нахождения модуля ускорения шарика.

a=2s/t²=2*1,23 м/(0,5 с)²≈9,84 м/с²≈9,8 м/с².

Вывод: Ускорение свободного падения равно-≈9,8 м/с².

2.Историческая справка. Сообщение, подготовленное учеником (Слайды 12-18)

3. Экспериментальный метод познания: (Слайд 19)

Одна из главных научных заслуг Галилея заключается в том, что он впервые в своих исследованиях применил не просто опыт, а экспериментальный метод познания, соединив опыт с логикой и математикой. Экспериментальный метод познания включает: первоначальный опыт (наблюдение); научное предположение (гипотезу), из которого выводятся теоретические следствия.

Галилей делает вывод: «…естественное движение падающего тела непрерывно ускоряется и не зависит от массы».

Зависит ли ускорение при свободном падении тел от их массы, объёма и формы? Ответить на этот вопрос нам поможет эксперимент.

Фронтальный эксперимент. (Слайд 20)

1.Подняв над партой два одинаковых листа бумаги, один из которых предварительно скомкан, отпустите их и пронаблюдайте за их падением, сделайте вывод. (Скомканный лист достигает парты раньше, следовательно время падения при одинаковой массе тел зависит от их формы).

2.Повторите опыт с двумя одинаковыми по форме листами бумаги и картона.( Оба достигают парты практически одновременно, следовательно у тел одной и той же формы , но разной массы время практически одинаково).

4. Закономерности свободного падения: Многие поколения наблюдали падение тел, но не задавали себе вопросов «как» «почему», не выделяли, что в этом явлении главное, что второстепенное (т.е. что можно отбросить, чтобы подойти к сути явления) Что же считал второстепенным Галилей, изучая падение тел? Сопротивление воздуха. Если бы воздуха не было, полагал он, то тела, брошенные с Пизанской башни, достигли бы земли одновременно. Галилей писал: «В пустоте легкое птичье перышко упадёт на землю одновременно с тяжелым камнем» Мы сейчас убедимся в этом еще раз. Демонстрация видеофильма « Демонстрация свободного падения с трубкой Ньютона». Итак, что же мы назовем свободным падением? Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянная, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т. е. равноускоренно. Ускорение свободного падения шарика равно ≈9,8 м/с².

Сообщение, подготовленное учеником «Ускорение свободного падения на Земле» (Слайды 21-29)

Так как свободное падение относится к равноускоренному движению с постоянным ускорением g, то оно описывается теме же кинематическими формулами. (Слайд 30-31)

3.Закрепление:

Знание закономерностей свободного падения тел имеет большое практическое значение. Убедимся в этом.

1.Проблемный вопрос. (Слайд 32)

Туристу необходимо спустится со скалы. В его распоряжении имеется верёвка известной длины. Но хватит ли её? Как определить? (Групповая работа)

2.Решение задач (индивидуальная работа). Решить одну задачу из предложенных.

1.Камень свободно падает с высоты 80 м. Какова скорость камня в момент падения на землю? Сколько времени продолжалось свободное падение?

2.Камень бросили вертикально вниз с начальной скоростью 5 м/с. С какой высоты бросили камень, если он падал 2 с?

Контроль за выполнением: самопроверка

4.Подведение итогов урока.

5. Домашнее задание: (Слайд 34)

1.Творческое задание: Придумать и решить задачу о свободном падении тел.

2.Прочитать параграф 13

3.Решить задачу упр. 13 № 1

4.Выучить формулы свободного падения тел.

6.Рефлексия: (Слайд 33)

Продолжи предложение

*Я сегодня на уроке открыл для себя…

*Мне понравилось на уроке то, что…

*На уроке меня порадовало…

*Я удовлетворён своей работой, потому что…

*Мне хотелось бы порекомендовать…

*Если бы я был учителем, то …

7. Заключительное слово учителя: Сегодня мы с вами поднялись ещё на одну 

ступеньку познания законов Её величества – природы.

На уроке вы убедились в справедливости слов Эйнштейна в том, что истина - это то, что выдерживает проверку опытом. В школе вы получаете знания, которым тоже предстоит проверка – проверка жизненным опытом. (Слайд 35)

Приложение 1

Сообщение «Галилей Галилео – итальянский физик, механик, астроном и математик»

Физическая наука своими корнями уходит далеко в глубь веков, а первые учения, в которых более или менее последовательно рассматривались проблемы, относящиеся теперь к физике, были созданы в Древней Греции. Венцом греческой натуральной философии является учение Аристотеля, произведения которого можно назвать энциклопедией древней науки. Творческое наследие Аристотеля колоссально по объёму.

Итак, Аристотель был первым, кто выдвинул идею о падении тел. Он считал, что тяжелый камень падает быстрее сухого листа. Почти 2000 лет его мысли не подвергались сомнению, они вызывали благоговение и восторг. Но в конце 16 века его учение о свободном падении тел было опровергнуто великим итальянским физиком Г. Галилеем. Галилей Галилео – итальянский физик, механик, астроном и математик. Родился в Пизе. Отец был талантливым музыкантом. До 11 лет Галилей жил в Пизе, где учился в школе, затем семья переселилась во Флоренцию.

Дальнейшее воспитание получил в монастыре Валломброза. В 17-летнем возрасте, по настоянию отца, Галилей обратился к чтению сочинений других математиков - Евклида и Архимеда. Архимед стал его учителем, определившим в значительной мере содержание и стиль его работы. В занятиях естественными науками ему помог Гвидо Убальди (1545-1607гг.), уже тогда прославившийся своим сочинением по статике простых машин. Покровительство последнего дало возможность Галилею получить в 1589г. кафедру математики в Пизе. Три года спустя он переехал в Падую, а затем в Венецию. Галилей впервые выяснил, что тяжелые предметы падают вниз так же быстро, как и легкие. Чтобы проверить это предположение Галилео Галилей сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро массой 80 кг и значительно более легкую мушкетную пулю массой 200 г. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму и достигли земли одновременно. До него господствовала точка зрения Аристотеля, который утверждал, что легкие тела падают с высоты медленнее тяжелых. “Проделав опыт, вы найдете, что больший опередит меньший на два пальца, так что когда больший упадет на Землю, то меньший будет от нее на расстоянии толщины двух пальцев. Этими двумя пальцами вы хотите закрыть девяносто девять локтей Аристотеля и, говоря о моей небольшой ошибке, умалчиваете о громадной ошибке другого…”Опыты на Пизанской башне. Наблюдал падения различных тел с башни. Все тела одновременно достигали поверхности Земли. Галилей делает вывод: «…естественное движение падающего тела непрерывно ускоряется и не зависит от массы и формы.

Сообщение «Ускорение свободного падения на Земле»

Ускорение свободного падения на Земле зависит от: географической широты; формы Земли (Земля приплюснута у полюсов); пород земной коры; высоты над Землёй.

·                     На полюсе g=9,832 м/с²

·                     На экваторе g=9,780 м/с²

·                     На высоте 100км 
над полюсом g=9,53 м/с²

Ускорение свободного падения зависит от плотности пород, залегающих в недрах Земли. В районах, где залегают породы, плотность которых больше средней плотности Земли (например, железная руда), g больше. А там, где имеются залежи нефти, g меньше. Этим пользуются геологи при поиске полезных ископаемых. Так как свободное падение относится к равноускоренному движению с постоянным ускорением g, то оно описывается теме же кинематическими формулами.