Сьогодні о 18:00
Вебінар:
«
Формування психологічної готовності працівників закладів освіти до конструктивної поведінки в умовах надзвичайних ситуацій
»
Взяти участь Всі події

Урок "Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Прискорення вільного падіння.

Фізика

Для кого: 9 Клас

29.07.2020

759

29

0

Опис документу:
Урок дає можливість розкрити фізичний зміст закону всесвітнього тяжіння. Глибше розібратися у вивчені нового матеріалу, легше його запам'ятати. Формує пізнавальну компетентність учнів, інтерес до вивчення фізики. Виховує культуру мислення. Під час уроку використовується міжпредметний зв'язок фізики, математики, астрономії, географії.
Перегляд
матеріалу
Отримати код

9 клас.

Тема: Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Прискорення вільного

падіння.

Мета уроку: сформувати знання про силу тяжіння та силу всесвітнього тяжіння (закон

тяжіння).

Очікувані результати: учні повинні формулювати та записувати закон всесвітнього тяжіння, називати межі його застосування; знати, яким є фізичний зміст гравітаційної сталої та чому вона дорівнює; давати означення сили тяжіння, розуміти, як вона напрямлена та за якими формулами її обчислюють; знати, як розрахувати прискорення вільного падіння, від яких чинників воно залежить.

Тип уроку: комбінований.

Наочність і обладнання: підручник, металева та гумова кульки, пісок, папір, відео: падіння тіла, дослід Генрі Кавендіша, портрети Галілея, Гука, Ньютона, Кеплера, Коперника.

Хід уроку.

Тільки людина чинить опір напрямку гравітації:

Їй постійно хочеться падати вгору.

Ф.В. Ніцше.

І. Організаційний етап.

ІІ. Формулювання теми, мети й завдань уроку.

ІІІ. Перевірка знань учнів. Провести перевірочну самостійну роботу в тестовій формі за § 32.

ІV. Мотивація навчальної діяльності.

У книзі Кіплінга «Мауглі» описується епізод, коли «вовк зупинився на середині стрибка, так як побачив за кущами перед собою маленького хлопчика». Чи може бути так з фізичної точки зору? Чому?

Дане явище описане в ліриці. Давайте послухаємо, як саме.

Легенда про яблуко.

Сидів Ньютон собі в саду,

Відпочивав між ділом…

І от на щастя, чи біду,

Тут яблуко злетіло.

Могло упасти на траву-

Нічого б не змінилось.

Так ніж- на голову йому,

А потім вниз скотилось.

І от задумався Ісаак,

Хоч ще крививсь від болю:

«Чому, і що, навіщо, як?»

Ну що ж поробиш- доля.

Легенда це чи може сон,

А чи просте везіння,

Але на світ зявивсь закон

Всесвітнього тяжіння.

Т. Білецька.

Отже, записуємо тему уроку.

V. Вивчення нового матеріалу.

План викладання нового матеріалу (за § 33)

1. Закон всесвітнього тяжіння.

2. Межі застосування закону всесвітнього тяжіння.

3. Сила тяжіння як фізична величина.

4. Прискорення вільного падіння. Чинники, від яких воно залежить.

Усі без винятку фізичні тіла у Всесвіті притягуються одне до одного-це явище називають всесвітнім тяжінням або гравітацією.

Гравітаційна взаємодія-взаємодія, яка є властивою всім тілам у Всесвіті й виявляється їхньому взаємному притяганні одне до одного.

Гравітаційна взаємодія здійснюється особливому виду матерії-гравітаційному полю, яке існує навколо будь-якого тіла: зорі, планети, людини, книжки, молекули, атома тощо.

Історія відкриття гравітаційних сил.

Плутарх-перші висновки про тяжіння. Микола Коперник-геліоцентричної системи світу. Йоганн Кеплер-відкрив закони руху планет навколо Сонця. Галілео Галілей створив телескоп і за його допомогою побачив супутник Юпітера. Але чому планети обертаються навколо Сонця, чому супутники обертаються навколо планет, яка сила втримує космічні тіла на орбітах? Одним із перших, хто це зрозумів, був англійський вчений Роберт Гук. Саме Гук висловив припущення про те, що сила притягання двох тіл прямо пропорційна масам цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Однак довести це йому не вдалося. Це зробив І. Ньютон, який сформулював закон всесвітнього тяжіння:

Між будь-якими двома тілами діють сили гравітаційного притягання, які прямо пропорційні добутку мас цих тіл і обернено пропорційні квадрату відстані між ними:

F=G

G-гравітаційна стала, G=6,67.
Гравітаційну сталу вперше виміряв англійський учений Генрі Кавендіш у 1798р. за допомогою крутильних терезів.

(Перегляд відео дослід Кавендіша https://www.youtube.com/watch?v=5u4bZ4G-ZEg).

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі, з якою дві матеріальні точки масою по 1 кг кожна взаємодіють на відстані 1м одна від одної(якщо=1кг, а r=1м, то

F=6,67.

Закон всесвітнього тяжіння дозволяє описати велике коло явищ рух природних і штучних тіл у сонячній системі, рух подвійних зір, зоряних скупчень. За допомогою цього закону в астрономії обчислюють маси небесних тіл, визначають характер їхнього руху, будову, еволюцію.

Зясуємо межі застосування закону всесвітнього тяжіння. Формула F=G дає точний результат у таких випадках:

  1. якщо розміри тіл нехтовно малі порівняно з відстанню між ними (матеріальні точки);

  2. якщо обидва тіла мають кулясту форму та сферичний розподіл речовини;

  3. якщо одне з тіл – куля, розміри та маса якої значно більші, ніж розміри та маса другого тіла;

  4. якщо швидкість руху тіл набагато менша швидкості поширення світла.

Сила тяжіння-сила з якою Земля (або інше астрономічне тіло) притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї.

Демонстрація1. Падіння металевої та гумової кульки.

Сила тяжіння напрямлена вертикально вниз і прикладена до точки, яку називають центром тяжіння тіла. Центр тяжіння однорідного симетричного тіла розташований у центрі симетрії; може бути поза тілом (рис.33.5(в)).

Згідно з законом всесвітнього тяжіння модуль сили тяжіння можна обчислити за формулою:

=G, або=G.

Ще в давнину давньогрецький філософ стверджував, що легкі тіла мають властивість падати повільніше, ніж важкі. Це переконання вважалось правильним понад дві тисячі років. Чи має рацію Арістотель зараз переконаємось.

Демонстрація2. Два аркуші паперу однакового розміру і маси (одного із них-зімятого). Не завжди тіла з однакової маси падають з однаковою швидкістю. Аркуш падає набагато повільніше від грудки, хоча їх маси однакові. Дослід спростовує це твердження, а це значить, що воно неправильне. Це твердження виправив італійський вчений Галілео Галілей, що перейшов від спостережень до дослідів.

Дослід Галілея (відео https://www.youtube.com/watch?v=ey_BdkUudNg).

Галілей припустив, що в ідеальний ситуації –якби опору повітря не було зовсім всі тіла падали б однаково. Щоб перевірити своє припущення, Галілей кинув з Пізанської вежі одночасно кулю та гарматне ядро. Хоча їхні маси значно відрізняються, куля та ядро впали одночасно.

Рух тіла лише під дією сили тяжіння називається вільним падінням.

Під час вільного падіння сила тяжіння, що діє на тіло, жодною силою не скомпенсована, тому відповідно до другого закону Ньютона тіло рухається з прискоренням. Це прискорення вільного падіння =. Як і сила тяжіння, прискорення вільного падіння завжди напрямлене вертикально вниз незалежно від того, в якому напрямку рухається тіло.

=mg, =G. Зрівнявши праві частини цих формул отримаємо формулу для обчислення прискорення вільного падіння:

g=G. Отже, прискорення вільного падіння не залежить від маси, зменшується в разі збільшення висоти(h=100км, g- зменшиться на 0,3м/). Якщо тіло перебуває на поверхні Землі g=G9,8м/.

(Відео падіння тіла https://www.youtube.com/watch?v=ey_BdkUudNg).

Зазначимо, що через обертання Землі, а також через те, що форма Землі геоїд(екваторіальний радіус Землі більший за полярний 21 км), прискорення вільного падіння залежить від географічної широти і корисних копалин в землі. Див. зображення прискорення вільного падіння на екваторі і полюсах.

VІ. Первинне осмислення нового матеріалу.

Провести інтерактивний тест «Так — Ні» за матеріалом § 33.

VIІ. Закріплення отриманих знань :

1. Навести дані щодо прискорення вільного падіння на різних планетах Сонячної системи;

2. Навести дані з біології, запропонувати учням скласти за ними задачу та розв’язати її. Приклад. Найважчий птах української фауни — дрохва. Її маса може сягати 20 кг. Найменший лісовий птах — корольок. Його маса лише 4–5 г. 

VІIІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

ІХ. Домашнє завдання § 33; контрольні запитання після § 33. Вправа 33(1;2).

Список використаних джерел

  1. Навчальна програма для загальноосвітніх навчальних закладів «Фізика 5-9 класи». Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України.-Київ, 2012.; зі змінами 2015; оновлена 2017.

  2. Бар’яхтар В.Г., Довгий С.О. Фізика: Підручник. 9 клас.- Харків, видавництво «Ранок», 2017.

  3. Бар’яхтар В.Г., Довгий С.О. Міні-конспекти уроків до підручника Фізика. 9 клас.- Харків, видавництво «Ранок», 2017.

  4. https://www.youtube.com/watch?v=ey_BdkUudNg

  5. https://www.youtube.com/watch?v=5u4bZ4G-ZEg

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.

Рекомендуємо