Тема: Земне тяжіння. Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість.

Мета уроку.

Навчальна: формувати в учнів знання про явище земного тяжіння; дати учням відомості про силу тяжіння й вагу тіла; дослідити та вивчити від чого залежать сила тяжіння, вага тіла; вчити розрізняти поняття сили тяжіння і ваги; вміння вказувати на причину виникнення сили тяжіння, ваги тіла, невагомості. Формувати в учнів алгоритмічні прийоми розв’язування фізичних задач.

Розвивальна: розвивати в учнів мислення та розумову діяльність; розвивати спостережливість учнів, вміння аргументовано пояснювати закономірності явищ природи, застосовувати теоретичні положення для пізнання дійсності, мислення, вміння розв’язувати задачі.

Виховна: формувати навички раціональної організації навчальної праці; формувати уміння користуватися набутими знаннями і розширювати їх під час самостійного вивчення; виховувати спостережливість, старанність, дисципліну праці, виховувати відповідальне ставлення до навколишнього середовища.

Тип уроку. Комбінований урок.

Демонстрації. 1. Падіння тіл на землю. 2. Демонстрація з динамометром і важком 1 кг. 3. Демонстрація ваги тіла. 4. Відео «Невагомість в космосі.»

Обладнання. Мультимедійний комплект, 2 аркуші паперу, дерев’яна лінійка, демонстраційний динамометр, штатив, важок масою 1 кг, лінійка, 2 бруски, гиря.

План уроку.

 1. Організаційний момент (2хв.).

 2. Перевірка домашнього завдання (7 хв.).

3. Актуалізація опорних знань учнів (5хв.).

 4. Мотивація навчальної діяльності (4 хв.).

 5. Оголошення теми і мети уроку (1хв.).

 6. Вивчення нового матеріалу ( 16хв.).

7. Закріплення і узагальнення вивченого матеріалу (7хв.).

8. Підведення підсумків уроку (2хв.).

9. Домашнє завдання (1хв.).

Хід уроку.

І. Організаційний момент

1. Вступне слово вчителя. Шановні учні, бажаю вам гарного настрою та наполегливості у здобутті знань, миру в країні. Сьогодні на уроці ми повинні згадати фізичні величини, поняття, прилади для їх вимірювання. Тому, що нові знання базуються на вивченому на попередніх уроках. Ви багато працюєте, але чим більше знань ви отримуєте, тим ви стаєте сильнішими і компетентнішими. Тому епіграфом уроку є вислів Арістотеля. (слайд 2.)

 «Розум полягає не тільки у знанні,

але й вмінні застосовувати

 знання на ділі».

 Арістотель.

Тож отримані на уроці знання не повинні бути формальними. Я надіюсь ви зможете їх використати у повсякденному житті.

1.                Розминка. Слайд 3

Знайди пару:

Сила пружності, k, видовження, F_пр,  коефіцієнт  жорсткості,           F_пр = k х, закон Гука, х  .

2.                Перевірка домашнього  завдання  Слайд 4

Фізичний диктант

1.    Деформація це –

2.    Види деформацій.

3.    Пружна деформація –

4.    Пластична деформація -

5.    Сила пружності це –

6.    Прилад для вимірювання сили  пружності –

Перевірка парами. Бали. Слайд 5

3.    Пояснення нового матеріалу. 

Слайд 6 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 од болю:

                  «Чому, і що, навіщо, як?»

                  Ну що ж поробиш – доля.

                  Легенда це чи може сон,

                  А чи просте везіння,

                  Але на світ з’явивсь закон 

                  Всесвітнього тяжіння.                                           

Слайд 7  Усі тіла біля Землі падають на її поверхню, якщо їх ніщо не утримує від цього. Яка ж причина такого явища?

Чому тіла падають на Землю?  Яка сила діє на дані тіла, як її знайти, який вона має напрям, що таке вага тіла?. З цими питаннями ми і ознайомимося на  сьогоднішньому уроці.

Слайд 8 Запишіть тему уроку.  Подивимося фрагмент відео падіння кульки, на якому положення кульки фіксується через однакові інтервали часу. Якщо уважно подивитися, то можна помітити, що чим ближче до землі тим кулька проходить більшу відстань за однаковий час. Це свідчить про те, що швидкість  кульки при падінні збільшується. Якщо пригадати означення сили, за яким сила змінює  швидкість тіла, то можна зробити висновок, що на кульку діє сила напрямлена до Землі.

Слайд 9  Силу, з якою Земля притягує до себе всі тіла, називають силою тяжіння.

Демонстрація  1.                                                                                                  Падіння металевої та  гумової кульок.                                   

Ще в давнину Арістотель стверджував, що легкі тіла мають властивість падати повільніше, ніж важкі.

Це переконання вважалося правильним понад дві тисячі років, поки його не спростував італійський учений Галілей, що перейшов від спостережень до дослідів.

Дослід Галілея.                                                                                                     Галілей  припустив,  що  в ідеальній  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.  (Фрагмент відео)                                                                                  

Якщо Арістотель має рацію, то тіла рівної маси повинні падати однаково. Перевіримо на досліді: чи так це?

Демонстрація  2.                                                                                                    Падіння  двох  аркушів  паперу однакового розміру і маси  (одного із них - зім’ятого). Не завжди  тіла  однакової маси  падають  з  однаковою  швидкістю.                        

Аркуш падає набагато повільніше від грудки, хоча їхні маси однакові.

Виходить, тіла рівної маси не обов’язково падають однаково — дослід спростовує це положення Арістотеля, а це значить, що воно неправильне.

Слайд 10 Падіння тіл за відсутності опору повітря називають вільним падінням. Отже, при вільному падінні всі тіла падають однаково.

Виміри показали, що при вільному падінні швидкість тіла щосекунди збільшується на 9,8м/с.

Як обчислити силу тяжіння? Силу тяжіння можна обчислити , знаючи масу тіла. Спосіб такого розрахунку підказують результати дослідів.(Динамометр з важками, масою 102 г)

Відношення сили тяжіння , що діє на тіло, до маси цього тіла є величина стала. Цю величину назвали коефіцієнтом пропорційності — 9,8 Н/кг. Цей коефіцієнт пропорційності позначили буквою g.

g=  ,   g =  =9,8       Слайд 11

Отже,

F_тяж= gm.   Слайд 12

В міру віддалення від Землі  сила тяжіння слабшає. Наприклад , на висоті 300км значення g зменшується приблизно до 9   Слайд13

Графічне зображення сили тяжіння.

Силу тяжіння зображають у вигляді вертикальної стрілки, напрямленої вниз і прикладеної до певної точки тіла. Що ж це за точка?                        Слайд 12   Це  центр тяжіння. Центр тяжіння – точка прикладання  сили тяжіння, що діє на тіло.

Для однорідного симетричного тіла центр тяжіння знаходиться у центрі симетрії.

Покладіть на долоню яблуко. Ви відчуєте, що яблуко тисне на долоню з певною силою, спрямованою вниз. Як ми вже знаємо, ця сила обумовлена притяганням яблука до Землі.

Демонстрація ваги тіла. (Дослід з важком, лінійкою і брусками). Отже, всі тіла внаслідок притягання до Землі або тиснуть на опору, або розтягують підвіс. Для характеристики такої дії у фізиці вводять фізичну величину — вагу тіла

Слайд 14  Сила, з якою тіло тисне на опору або розтягує підвіс внаслідок притягання до Землі, називається вагою тіла.

Позначається вага буквою Р. Одиниця вимірювання 1 Н. Вага залежить від механічного стану тіла. Якщо воно нерухоме відносно опори або підвісу чи рухається рівномірно і прямолінійно, то вага за значенням і напрямом збігається із силою тяжіння. Р= gm.  Слайд 15 Вага тіла, на відміну від сили тяжіння прикладена не до тіла, а до опори або підвісу. Слайд 16 Вага не є якоюсь особливою специфічною силою природи, а є проявом сили пружності. Вага є причиною деформації опори або підвісу. Вона породжує в опорі або підвісі сили пружності, які діють на тіло і зрівноважують силу тяжіння. Силу пружності прикладену до тіла і називають силою реакції опори ( позначають буквою N ) Слайд 17 або силою натягу ( позначають F_н), що прикладена до нитки. Сила реакції опори завжди перпендикулярна до опори, а сила натягу завжди напрямлена вздовж підвісу.

         Слайд 18 З телевізійних передач і кінофільмів ми знаємо, що на орбітальній космічній станції, що рухається навколо Землі, тіла перебувають у стані, який називається невагомістю.  Якщо  підвішене тіло або тіло на підставці вільно падає, то тіло перестає тиснути на опору або розтягувати підвіс.

Космонавт, як і всі інші тіла, може вільно переміщатися на космічній станції. У цьому випадку він не тисне на опору і його вага дорівнює нулю.

Стан, за якого вага тіла дорівнює нулю, називають невагомістю.

Характерною властивістю стану невагомості є відсутність «внутрішніх напружень» у тілі, наприклад відсутність тиску одних органів на інші в тілі людини.

Для людини невагомість, як правило, супроводжується розладом вестибулярного апарата, нервовими розладами, нудотою.

Космонавти на орбіті перебувають у стані невагомості тривалий час. Щоб витримати цей стан, вони проходять спеціальну тривалу підготовку.

Якщо ви хочете відчути на собі короткотривалий стан невагомості, для цього необов’язково записуватися в космонавти — достатньо просто підстрибнути.

У тривалому стані невагомості перебувають космонавти в космічному кораблі, коли його двигуни вимкнені. При цьому космонавти разом з космічним кораблем рухаються під дією тільки сил тяжіння (з боку Землі, Місяця або яких-небудь інших космічних тіл)

         Отже, тіло, яке рухається під дією сили тяжіння Землі, знаходиться у стані невагомості. Відео «Невагомість у космосі»   

 4   Закріплення Слайд 19

1.  Які сили  ми  сьогодні  вивчили? Як  вони  напрямлені?

Точки  прикладання  сил? Позначення, одиниці  вимірювання.

2. Що  таке  невагомість?

3. Яка сила тяжіння діє на м’яч масою 200 г?

       Задача2      Слайд 20

Чому  дорівнює  вага  20л  гасу?

Дано:                     СІ                    Розв’язання

V=20л                    0,02           За  формулою  ваги:

ρ=800кг/                                     P=gm

P-?                                                    m=ρV

                                                         P=g ρV

                                                                              P=800кг/ ·0,02 ·9,8Н/кг=160 Н

Відповідь: Р=160 Н

Слайд 21

6. Поміркуй і відповідай.

Відомий фантаст Герберт Веллс у своєму творі « Перші люди на місяці» писав:

 «Дивне це відчуття – витати в просторі: спочатку моторошно, але потім, коли страх проходить, воно не позбавлено приємності й дуже покійно, схоже на лежання на м’якому пуховику. Повна відчуженість від світу й незалежність! Я не очікував нічого подібного. Я очікував сильного поштовху спочатку й запаморочливої швидкості польоту. Замість усього цього я відчув себе як би безтілесним. Це походило не на подорож,а на сновидіння.»

          Яке явище описано в цьому уривку?

4.    Домашнє завдання     Слайд 22

Опрацювати §23, розв’язати задачі   вправи 23 (№4 , 5)  ст. 155.

Додаткове завдання:  знайдіть інформацію про вплив стану невагомості на здоров’я людини.