Урок физики в 9 классе "Свободное падение тел"

Урок физики в 9 классе

Тема: Свободное падение тел.

Тип урока: Изучение нового материала и первичное закрепление знаний.

Оборудование: компьютер, проектор, экран; презентация «Свободное падение тел». Картон, листы бумаги.

Цели урока:

1. Ввести понятие свободного падения тел и ускорения свободного падения;

2. Распространить применение уравнения равноускоренного движения на свободное падение;

3. Ознакомить учащихся с историей возникновения и сутью экспериментального метода познания.

Задачи урока:

Обучающие:

• организовать деятельность учащихся по изучению понятия свободного падения тел,

• создать условия для осознания схожести равноускоренного движения и свободного падения тел,

• в результате экспериментов формировать практические умения освоения и понимания сущности естественно – научного метода познания.

Развивающие:

• развивать способность использовать знания и умения в новой, незнакомой ситуации, интерес к предмету,

• содействовать развитию умений планировать деятельность, аргументировать свои выводы,

• развивать наблюдательность, замечать закономерности явлений,

• расширять кругозор, развивать мышление, речь, воображение.

Воспитательные:

• эстетическое воспитание наглядно-демонстрационными средствами.

• нравственное воспитание воли и волевых черт характера (дисциплинированность, формирование адекватной самооценки, повышение общей культуры личности).                              

Демонстрации:

1. Наблюдение за падением тел в воздухе; 

2. Наблюдение за падением тел в трубке Ньютона.     

Применение технологий: информационно - коммуникационная; технология развивающего обучения (активизация деятельности учащихся); технология проблемного обучения

Методы: исследовательский; репродуктивный; частично-поисковый; объяснительно-иллюстративный.

Учебно-методическое обеспечение:

1. Перышкин А. В., Гутник Е. М. Физика 9 класс. М.: Дрофа, 2012.

2. Презентация «Свободное падение тел»

План урока

Ход урока

1.Организационный момент.

2.Актуализация знаний.

Учитель: Сегодня на уроке мы узнаем, как Галилей опроверг теорию древнегреческого мыслителя Аристотеля о том, что скорость падения тел зависит от массы, и как ему в этом помогла знаменитая Пизанская башня (Слайд 1).

3. Усвоение новых знаний.

Создание проблемной ситуации.

Учитель: 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. Как должны падать тела равной массы на землю?

Учащиеся: одновременно.

Проблемные опыты: (Слайд 2)

Опыт 1(тела одинаковой массы)

Учитель: Проверим – возьмём два одинаковых тетрадных листка. Один из них скомкаем. Изменилась ли при этом его масса? Отпустим оба листка одновременно с одинаковой высоты. Какой листок упадет быстрее?

Учащиеся: скомканный листок падает быстрее!

Учитель: почему?

Учащиеся: на ровный листок сопротивление воздуха больше, чем на скомканный, так как площади поверхности у них разные.

Опыт 2 (тела разных масс)

Возьмите небольшие диски из толстого картона и обычной бумаги (они одного размера).

Поднимите их на одинаковую высоту и одновременно отпустите. Что вы заметили?

Учащиеся: Тяжелый диск упал быстрее, чем легкий.

Учитель:  Какие силы действуют на каждый диск?

Учащиеся: На каждый диск действуют при падении одновременно две силы: сила тяжести и сила сопротивления воздуха.

Опыт 3 (тела разных масс падают, как одно целое)

Учитель: Положите легкий бумажный диск на более тяжелый из толстого картона, поднимите их на высоту и одновременно отпустите. Что вы заметили?

Учащиеся: Тела упали одновременно, т.к. сопротивление воздуха действует только на тяжёлый нижний диск, а сила тяжести сообщает телам равные ускорения независимо от их масс.

Учитель: Какой вывод можно сделать из этих опытов?

Учащиеся: На падение тел влияет сила сопротивления воздуха.

Учитель: Какую цель урока мы можем поставить сегодня?

Учащиеся: Выяснить, как падают различные тела, если не учитывать силу сопротивления.

Учитель: А как вы думаете, что будет, если совсем убрать силу сопротивления?

Учащиеся: Тогда, наверное, все тела будут двигаться одинаково.

Учитель: посмотрим опыт «Движение тел в вакууме». Какой вывод можно сделать?

Учащиеся: Движению тел не мешает сила сопротивления воздуха.

Учитель: движение, происходящее под действием только одной силы тяжести, называется свободным падением (Запись в тетрадь определения свободного падения).

Учитель: Г. Галилей изучал свободное падение, бросая шары с Пизанской башни. Какую тему мы будем изучать на уроке?

Учащиеся формулируют тему и цели урока: Свободное падение тел (Слайд 3).

- Будем изучать свободное падение тел.

- Чем отличается свободное падение тела от других видов движения тел.

Учитель: рассмотрим опыты Галилея с падающими телами в г. Пизе и свободное падение тел в трубке Ньютона (Слайд 4)

Со времен Аристотеля (4 век до н.э.) считалось, что ускорение, сообщаемое Землей телу, тем больше, чем тяжелее тело. Только Галилею в конце 16 в. удалось опытным путем доказать, что в действительности это не так. Наблюдая падения различных тел (пушечное ядро, мушкетная пуля и т.д.) со знаменитой наклонной Пизанской башни, Галилей доказал, что земной шар сообщает всем телам одно и то же ускорение, так как все тела достигли поверхности Земли примерно за одно и то же время.

Учитель: А сейчас проделаем опыт по наблюдению падения тел разного объема при помощи трубки Ньютона, в которой находятся: кусочек пробки, дробинка, птичье перышко.http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bc793-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_11.swf

Учитель: Перевернем трубку с воздухом внутри. Что наблюдаем и почему?

Ученики обсуждают опыт в группах и делают выводы:

1. На эти тела действуют разные силы сопротивления воздуха и поэтому они падают не одновременно.

2.Чем больше объем тела, тем больше сопротивление воздуха, поэтому первым падает дробинка, вторым кусочек пробки и третьим птичье перышко.

Учитель: А что изменится, если из трубки выкачать воздух?

Ученики в группах обсуждают и делают вывод:

Если выкачать воздух, то не будет действовать сопротивление воздуха.

Учитель: Выкачаем из трубки воздух и перевернем трубку. Что наблюдаем в этом случае и почему?

После обсуждения в группах ученики делают выводы:

• Так как в трубке сейчас на тела не действует сила сопротивления воздуха, то на тела действует только одна сила тяжести.

• Все тела движутся с одинаковым ускорением.

• В любой момент имеют одинаковые мгновенные скорости и поэтому одновременно достигают дна трубки.

Учитель: вводит понятие ускорения свободного падения - ускорение, которое сообщает телу сила тяжести. Ускорение свободного падения всегда направлено вниз. Его принято обозначать g. Ускорение свободного падения по абсолютному значению равно g=9,8 м/с². Оно зависит от широты места: g_э²g_п. Ускорение на полюсе больше, чем на экваторе. Ускорение свободного падения не зависит от массы тела (Слайд 5).

Так как свободное падение это равноускоренное движение, напишем формулы для этого движения (Слайд 6).

Ученики записывают в тетрадь формулы для свободного падения тел:

для координаты: у =у₀+ v_0уt + g_уt²/2. Частный случай – тело падает (v₀=0), у=g_уt²/2

для скорости: v_у=v_0у + g_уt

4. Физкультминутка. Упражнения для снятия напряжения глаз: закрыть глаза на 5 сек, открыть на 5 сек. и т. д. Повторить 3 раза.

Упражнения для снятия утомления плечевого пояса: выполнить наклоны головы вперед, назад, влево, вправо – 2 раза. Руки опустить, поднять плечи, задержать на 3 сек., опустить - 3 раза.

5. Закрепление первичных знаний. Решение задач.

Задача 1. Свободно падающее тело в момент удара о Землю имело скорость 40 м/с. С какой высоты тело упало? Сколько времени оно двигалось? (Слайд 7)

Дано:

v₀ = 0 м/с

v = 40 м/с

Найти:

h-? t-?

Решение. Так как тело падает, то начальная скорость равна 0. Чтобы найти время движения тела, воспользуемся второй формулой для расчета скорости. Спроецировав на ось у, получаем уравнение:

v_у=v_0у + g_уt, v= gt, тогда t=v/g, t=4 с

Для расчета высоты падения воспользуемся формулой:

у=g_уt²/2, h= 80 м. Ответ: 80 м, 4 с.

Задача 2. Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково перемещение в последнюю секунду падения? (Слайд 8)

Дано:

h=80 м

Найти:

h₁-?

Решение. Вначале надо разобраться, что понимают под последней секундой. Это есть одна секунда. И для того, чтобы найти перемещение за последнюю секунду надо из всего пути, а это есть высота падения, вычесть путь, пройденный телом за время на единицу меньшее:

h₁=h_t - h_t-1, h_t=gt²/2, h_t-1= g(t-1)²/2

Найдем время всего падения: получаем t= t=4 c. h_t-1= 45 м, тогда h₁=80 м - 45 м=35 м Ответ: 35 м.

6. Подведение итогов урока. Рефлексия

Учитель задает вопросы по теме урока: (Слайд 9)

1.Что такое свободное падение?

2.Кто из ученых изучал свободное падение?

3.К какому виду движения относится свободное падение?

5.Каковы особенности свободного падения?

6.Какой опыт, проведенный на уроке доказал, что все тела на Земле падают с одинаковым ускорением?

7. Что вам понравилось на уроке больше всего и что бы вы хотели узнать еще по этой теме?

8. К какому выводу мы пришли на уроке?

Учащиеся делают вывод, что свободное падение является частным случаем равноускоренного движения. Так как при свободном падении на тело действует только одна сила тяжести - тело движется с ускорением свободного падения g.

Домашнее задание. Запись и обсуждение домашнего задания: §13, упр.13 (1,2,3).

Дополнительное задание: в форме презентаций оформить проекты:

1. Способы определения ускорения свободного падения.

2.Ускорение свободного падения на других планетах.