Конспект урока свободное падение движение тела брошенного вертикально вверх
Обновлено: 07.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
образовательная:
изучение движения тела вверх, вниз;
запись уравнений скорости и движения в векторной форме
запись уравнений скорости и движения, связанная с системой отсчета.
развивающая:
создать условия для развития у обучающихся умения наблюдать, сопоставлять, анализировать и делать выводы и обобщения;
развивать познавательный интерес, внимание, совершенствовать умственную деятельность;
продолжать развивать исследовательские и творческие навыки;
научить логично и аргументировано высказываться на заданную тему;
воспитательная:
формирование интереса к изучаемому предмету;
создать условия для воспитания чувства ответственности, доброжелательного общении; развивать умения работать в группах.
Тип урока: изучение нового материала.
Организационный момент.
2.Актуализация и мотивация.
Учитель: Вспомним тему прошлого урока.
Учитель: Что называется свободным падением тел?
Ученик: Свободное падение тел -это движение тел под действием силы тяжести.
Учитель: Чему равна сила тяжести?
Ученик: F тяж.= mg , F и g в формуле –величины векторные.
Учитель: g , чему равна? И что это за величина?
Ученик: : g =9,81м/с 2 . Это ускорение свободного падения. Эта величина разная на разных планетах. В задачах можно брать 10м/с 2 .
3.Усвоение новых знаний
Учитель: Свободное падение- это движение под действием силы тяжести. Т.е направление F тяж. вертикально вниз, по радиусу к центру Земли.
Учитель: Чем будет отличаться движение тела, брошенного вертикально вверх?
Ученик: Тем, что V 0 = 0 направлена от центра Земли, а ускорение свободного падения g - направлена вниз.
Учитель: И так, движение тела, брошенного вертикально вверх –замедленное с ускорением свободного падения g и тоже под действием силы тяжести F .
Давайте, посмотрим как направлены вектора и как сочетаются с системой отсчета. Мы бросаем тело вверх, придаем телу начальную скорость V 0 , направлена вверх, F тяж.и ускорение свободного падения g направлены вниз. Естественно, тело будет двигаться замедленно. Поднимется на некоторую высоту h . На какое-то мгновение остановиться и будет падать. Обращаю ваше внимание, движение вверх- движение замедленное, а вниз- ускоренное. Надо отметить, что за каждую секунду изменение скорости происходит на 9,8 м/с. Пришла пора поговорить об уравнениях. На прошлом уроке мы показали, что при свободном падении тело движется равноускорено. Поэтому для описания движения тела вверх и вниз мы можем воспользоваться кинематическим уравнением равноускоренного движения и уравнением скорости в проекциях на координатную ось.
Рассмотрим подробно движение тела вверх и вниз
Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что действующую на свободно падающее тело силу тяжести не стоит путать с весом тела. Ведь вес тела определяется как сила, с которой тело действует на опору или на подвес. То есть сила тяжести приложена к телу, а вес — к опоре или подвесу. Природа силы тяжести и веса также различна. Сила тяжести имеет гравитационное происхождение, а вес — это частный случай силы упругости, то есть это электромагнитная сила.
Что бы наглядно продемонстрировать эту разницу рассмотрим тело, находящееся в кабине лифта, которая движется с некоторым ускорением вниз. На тело со стороны Земли будет действовать сила тяжести, со стороны опоры на тело будет действовать сила реакции опоры, а со стороны тела на опору будет действовать его вес. Причём, согласно третьему закону Ньютона, вес тела будет равен по модулю и противоположен по направлению силе нормальной реакции опоры.
Из формулы также видно, что в случае свободного падения тела, его вес станет равным нулю. Такое состояние тела называется невесомостью.
В том, что вес тела действительно становится равным нулю, можно убедиться и с помощью опытов.
Возьмём динамометр с подвешенным на нём грузом. Если динамометр покоится относительно Земли, то он покажет, что вес тела равен по модулю силе тяжести. А теперь отпустим динамометр. Легко заметить, что при этом стрелка динамометра устанавливается на нуле, показывая, что вес тела стал равным нулю.
Таким образом, действительно всякое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости. Но нельзя забывать о том, что в состоянии невесомости масса тела не меняется, как и не меняется действующая на тело сила тяжести. Ведь именно она является причиной свободного падения.
Невесомость достаточно распространённое состояние. В таком состоянии вы находитесь, например, когда прыгаете, с момента отрыва от земли и до момента приземления. Состояние невесомости испытывают прыгуны с вышки и парашютисты, в первые моменты своего падения. Даже бегуны в короткие промежутки времени между касаниями ногой земли находятся в состоянии невесомости.
Возникновение невесомости можно пронаблюдать и на таком опыте. Зажмём в лапке штатива полоску бумаги, а свободный конец поместим между двумя гирями наборного груза. Если мы медленно будем опускать груз, то полоска бумаги в какой-то момент времени порвётся. Это означает, что она была сильно зажата между гирями. Заменив бумажку, дадим грузу свободно упасть.
Как видно, полоска бумаги осталась целой. Этот опыт показывает, что при свободном падении верхняя гиря не давит на опору — нижнюю гирю, то есть она стала невесомой.
Таким образом, обобщив результаты наших опытов, можно утверждать, что невесомость — это такое состояние, при котором в телах, свободно движущихся в гравитационном поле, исчезают деформации и взаимные давления частиц тела друг на друга.
4.Закрепление первичных знаний.
Напишите уравнение скорости тела на доске.
Напишите уравнение движения тела на доске.
Отличие определений веса тела от определения силы тяжести и невесомости.
На уроке мы пришли к выводу, что движение тела, брошенного вертикально вверх- замедленное, вниз- ускоренное. Научились определять направления вектора в сочетании с системой отсчета. Также усвоили, что в механике изучаются гравитационные силы, силы трения и силы упругости. Подведение итогов урока. Выставление оценок.
Что больше всего удивило на уроке?
Что показалось сложным и непонятным?
Что вам понравилось на уроке больше всего и что бы вы хотели узнать еще по этой теме?
6.Домашнее задание : параграф14, ответить на вопросы в конце параграфа, упр.14.
Код ОГЭ 1.4. Свободное падение. Формулы, описывающие свобoдное падение тела по вертикали (движение тела вниз или вверх относительно поверхности Земли). Графики зависимости от времени для проекции ускорения, проекции скорости и координаты при свободном падении тела по вертикали.
Свободное падение – движение под действием одной силы тяжести, частный случай равноускоренного движения. Ускорение свободного падения обозначается особой буквой: . Оно одинаково для всех тел в данной точке планеты, направлено к центру планеты и равно g ~ 10 м/с 2 (см. раздел 1.13). В зависимости от направления начальной скорости тела может реализовываться один из представленных ниже вариантов движения.
Независимо от направления движения тела (вверх или вниз) для свободного падения справедливы формулы для расчёта основных кинематических величин при равноускоренном движении с учётом того, что ускорение заранее известно и равно .
Проекция мгновенной скорости:
Проекция вектора перемещения:
Координата в любой момент времени:
или
Движение тела, брошенного вертикально вверх — частный случай свободного падения. Только скорость тела уменьшается, так как оно движется против силы тяжести, и вектор начальной скорости и вектор ускорения противоположно направлены. Достигая некоторой точки (наивысшей точки подъема), тело на мгновение останавливается (в это время его скорость равна нулю), а затем начинает падать. Так как движение вверх и вниз происходит с одинаковым ускорением, то время подъема и время падения тела равны.
Цель развивающая: развивать логическое мышление: проводить аналогии, делать выводы.
Цель воспитательная: воспитывать познавательную и коммуникативную активность, интерес к предмету, умение оценивать свою работу.
Используемые образовательные технологии: информационная (мультимедиа-презентация, работа со справочной литературой), коммуникативно-ориентированная (создание проблемной ситуации, рефлексия), здоровьесберегающая (своевременное чередование различных видов деятельности учащихся, создание благоприятного эмоционально-психологического климата во время урока, проветривание кабинета перед уроком)
Оборудование: компьютер, экран, проектор, задачники А.П. Рымкевич.
- Орг. момент. – 1 мин.
- Фронтальный опрос, проверка домашнего задания – 6 мин.
- Фронтальное решение задач из задачника А.П. Рымкевич - 10 мин
- Самостоятельное решение задач - 7 мин
- Создание проблемной ситуации – 3 мин
- Изучение нового материала – 5 мин
- Творческое задание -10 мин
- Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы - 3 мин
Фронтальный опрос, проверка домашнего задания – 6 мин.
Три ученика выходят к доске и пишут решение домашних задач (с задачниками, без тетрадей). Одновременно с остальными учениками проводится фронтальный опрос.
- Какое движение называют свободным падением? (движение только под действием силы тяжести)
- С каким ускорением движутся свободно падающие тела? (9,8 м/с2)
- Почему падение окружающих нас тел это не подтверждает? (влияет сопротивление воздуха)
- Почему в опытах Галилея тяжелые и легкие тела падали одновременно? (тела имели одинаковую обтекаемую форму)
- Как вычислить скорость и перемещение, если тело свободно падает? (h=v0t+gt2/2;v=v0+gt)
- Как вычислить скорость и перемещение, если тело бросили вертикально вверх? (h=v0t-gt2/2;v=v0-gt)
После окончания опроса проверка решенных задач, обсуждение ошибок, допущенных учащимися.
Фронтальное решение задач из задачника Рымкевич – 10 мин
Один ученик решает у доски, остальные в тетрадях самостоятельно, с записями на доске только сверяются.
№214. Снаряд зенитной пушки, выпущенный вертикально вверх со скоростью 800 м/с, достиг цели через 6 с. На какой высоте находился самолет противника и какова скорость снаряда при достижении цели? Как отличаются реальные значения искомых величин от вычисленных?
h=v0t +gt2/2; h=4620м
Если учитывать сопротивление воздуха, то скорость будет значительно меньше.
№211. Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вертикально вверх тела, чтобы высота подъема увеличилась в 4 раза?
v=v0 - gt; v=0; v0 = gt
t= v0 /g; h=v0(v0 /g) - g(v0 /g)2/2= v02/2g
Следующую задачу решают самостоятельно, затем проверяется только ответ: Слайд №2
Самостоятельное решение задач – 7 мин
Тетради закрываем, на листочках решаем задачу.
( первый вопрос в задаче на воспроизведение решения по памяти, второй – создание проблемной ситуации: получение новых знаний на основе имеющихся).
Создание проблемной ситуации – 3 мин
После сдачи работ проверяем ответы:
1 вариант: v0=37,4 м/с; t=7,2 с 2 вариант: v0=24,5 м/с; t=5 с
(обычно только один или два ученика находят правильно время, остальные рассчитывают или только время подъема воды или время падения)
Изучение нового материала – 5 мин
t = t подъема + tпадения
v=v0 – gt → t=v0/g ; v0=корень(2gh)
t подъема = tпадения
Учитель: Этот важный вывод запишите в тетрадь. На последующих уроках он нам понадобится.
Творческое задание. - 10 мин
Обменяйтесь работами с соседом по парте и попробуйте решить задачу. Верните работу друг другу. Проверьте составленную вами задачу и поставьте оценку. Сдайте работы.
Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы - 3 мин
Сегодня мы расширили свои знания о движении тела в поле силы тяжести: рассмотрели движение тела, брошенного вертикально вверх.
Особенно активно и с высоким качеством работали (объявляются фамилии).
Каждому из вас будет выставлена оценка, которая сложится из трех работ: самостоятельной, творческой и работы на уроке, но предварительно оценить себя можете уже сейчас.
Домашнее задание:№209,210 (из задачника А.П. Рымкевич). Для решения задачи №210 воспользоваться справочными таблицами.
Дополнительное задание для желающих: доказать, что начальная скорость при броске тела вертикально вверх равна скорости в момент падения на землю.
Всем спасибо! Урок закончен. До свидания.
Открытый урок по физике в 10 классе:
Тип урока: комбинированный урок.
Цель развивающая: развивать логическое мышление: проводить аналогии, делать выводы.
Цель воспитательная: воспитывать познавательную и коммуникативную активность, интерес к предмету, умение оценивать свою работу.
Используемые образовательные технологии: информационная (мультимедиа-презентация, работа со справочной литературой), коммуникативно-ориентированная (создание проблемной ситуации, рефлексия), здоровьесберегающая (своевременное чередование различных видов деятельности учащихся, создание благоприятного эмоционально-психологического климата во время урока, проветривание кабинета перед уроком)
Оборудование: компьютер, экран, проектор, задачники А.П. Рымкевич.
Орг. момент. – 1 мин.
Фронтальный опрос, проверка домашнего задания – 6 мин.
Фронтальное решение задач из задачника А.П. Рымкевич - 10 мин
Самостоятельное решение задач - 7 мин
Создание проблемной ситуации – 3 мин
Изучение нового материала – 5 мин
Творческое задание -10 мин
Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы - 3 мин
Фронтальный опрос, проверка домашнего задания – 6 мин.
Три ученика выходят к доске и пишут решение домашних задач (с задачниками, без тетрадей). Одновременно с остальными учениками проводится фронтальный опрос.
Какое движение называют свободным падением? (движение только под действием силы тяжести)
С каким ускорением движутся свободно падающие тела? (9,8 м/с 2 )
Почему падение окружающих нас тел это не подтверждает? (влияет сопротивление воздуха)
Почему в опытах Галилея тяжелые и легкие тела падали одновременно? (тела имели одинаковую обтекаемую форму)
Как вычислить скорость и перемещение, если тело свободно падает? (h=v0t +gt 2 /2; v=v0+gt)
Как вычислить скорость и перемещение, если тело бросили вертикально вверх? (h=v0t -gt 2 /2; v=v0-gt)
После окончания опроса проверка решенных задач, обсуждение ошибок, допущенных учащимися.
Фронтальное решение задач из задачника Рымкевич – 10 мин
Один ученик решает у доски, остальные в тетрадях самостоятельно, с записями на доске только сверяются.
№214. Снаряд зенитной пушки, выпущенный вертикально вверх со скоростью 800 м/с, достиг цели через 6 с. На какой высоте находился самолет противника и какова скорость снаряда при достижении цели? Как отличаются реальные значения искомых величин от вычисленных?
Если учитывать сопротивление воздуха, то скорость будет значительно меньше.
№211. Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вертикально вверх тела, чтобы высота подъема увеличилась в 4 раза?
Следующую задачу решают самостоятельно, затем проверяется только ответ: Слайд №2
Самостоятельное решение задач – 7 мин
Тетради закрываем, на листочках решаем задачу.
( первый вопрос в задаче на воспроизведение решения по памяти, второй – создание проблемной ситуации: получение новых знаний на основе имеющихся).
Создание проблемной ситуации – 3 мин
После сдачи работ проверяем ответы:
1 вариант: v0=37,4 м/с; t=7,2 с 2 вариант: v0=24,5 м/с; t=5 с
(обычно только один или два ученика находят правильно время, остальные рассчитывают или только время подъема воды или время падения)
Изучение нового материала – 5 мин
Время подъема:
v=v0 – gt → t=v0/g ; v0=
Учитель: Этот важный вывод запишите в тетрадь. На последующих уроках он нам понадобится.
Творческое задание. - 10 мин
Обменяйтесь работами с соседом по парте и попробуйте решить задачу. Верните работу друг другу. Проверьте составленную вами задачу и поставьте оценку. Сдайте работы.
Подведение итогов. Инструктаж по выполнению домашней работы - 3 мин
Сегодня мы расширили свои знания о движении тела в поле силы тяжести: рассмотрели движение тела, брошенного вертикально вверх.
Особенно активно и с высоким качеством работали (объявляются фамилии).
Каждому из вас будет выставлена оценка, которая сложится из трех работ: самостоятельной, творческой и работы на уроке, но предварительно оценить себя можете уже сейчас.
Домашнее задание:№209,210 (из задачника А.П. Рымкевич). Для решения задачи №210 воспользоваться справочными таблицами.
Дополнительное задание для желающих: доказать, что начальная скорость при броске тела вертикально вверх равна скорости в момент падения на землю.
запись уравнений скорости и движения, связанная с системой отсчета.
развивающая:
создать условия для развития у обучающихся умения наблюдать, сопоставлять, анализировать и делать выводы и обобщения;
развивать познавательный интерес, внимание, совершенствовать умственную деятельность;
продолжать развивать исследовательские и творческие навыки;
научить логично и аргументировано высказываться на заданную тему;
воспитательная:
формирование интереса к изучаемому предмету;
создать условия для воспитания чувства ответственности, доброжелательного общении; развивать умения работать в группах.
Тип урока: изучение нового материала.
Организационный момент.
2.Актуализация и мотивация.
Учитель: Вспомним тему прошлого урока.
Учитель: Что называется свободным падением тел?
Ученик: Свободное падение тел -это движение тел под действием силы тяжести.
Учитель: Чему равна сила тяжести?
Ученик: Fтяж.=mg, F и g в формуле –величины векторные.
Учитель:g, чему равна? И что это за величина?
Ученик: :g=9,81м/с 2 . Это ускорение свободного падения. Эта величина разная на разных планетах. В задачах можно брать 10м/с 2 .
3.Усвоение новых знаний
Учитель: Свободное падение- это движение под действием силы тяжести. Т.е направление Fтяж. вертикально вниз, по радиусу к центру Земли.
Учитель: Чем будет отличаться движение тела, брошенного вертикально вверх?
Ученик: Тем, что V0 = 0 направлена от центра Земли, а ускорение свободного падения g- направлена вниз.
Учитель: И так, движение тела, брошенного вертикально вверх –замедленное с ускорением свободного падения g и тоже под действием силы тяжести F.
Давайте, посмотрим как направлены вектора и как сочетаются с системой отсчета. Мы бросаем тело вверх, придаем телу начальную скорость V0, направлена вверх, Fтяж.и ускорение свободного падения g направлены вниз. Естественно, тело будет двигаться замедленно. Поднимется на некоторую высоту h. На какое-то мгновение остановиться и будет падать. Обращаю ваше внимание, движение вверх- движение замедленное, а вниз- ускоренное. Надо отметить, что за каждую секунду изменение скорости происходит на 9,8 м/с. Пришла пора поговорить об уравнениях. На прошлом уроке мы показали, что при свободном падении тело движется равноускорено. Поэтому для описания движения тела вверх и вниз мы можем воспользоваться кинематическим уравнением равноускоренного движения и уравнением скорости в проекциях на координатную ось.
Рассмотрим подробно движение тела вверх и вниз
Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что действующую на свободно падающее тело силу тяжести не стоит путать с весом тела. Ведь вес тела определяется как сила, с которой тело действует на опору или на подвес. То есть сила тяжести приложена к телу, а вес — к опоре или подвесу. Природа силы тяжести и веса также различна. Сила тяжести имеет гравитационное происхождение, а вес — это частный случай силы упругости, то есть это электромагнитная сила.
Что бы наглядно продемонстрировать эту разницу рассмотрим тело, находящееся в кабине лифта, которая движется с некоторым ускорением вниз. На тело со стороны Земли будет действовать сила тяжести, со стороны опоры на тело будет действовать сила реакции опоры, а со стороны тела на опору будет действовать его вес. Причём, согласно третьему закону Ньютона, вес тела будет равен по модулю и противоположен по направлению силе нормальной реакции опоры.
Из формулы также видно, что в случае свободного падения тела, его вес станет равным нулю. Такое состояние тела называется невесомостью.
В том, что вес тела действительно становится равным нулю, можно убедиться и с помощью опытов.
Возьмём динамометр с подвешенным на нём грузом. Если динамометр покоится относительно Земли, то он покажет, что вес тела равен по модулю силе тяжести. А теперь отпустим динамометр. Легко заметить, что при этом стрелка динамометра устанавливается на нуле, показывая, что вес тела стал равным нулю.
Таким образом, действительно всякое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости. Но нельзя забывать о том, что в состоянии невесомости масса тела не меняется, как и не меняется действующая на тело сила тяжести. Ведь именно она является причиной свободного падения.
Невесомость достаточно распространённое состояние. В таком состоянии вы находитесь, например, когда прыгаете, с момента отрыва от земли и до момента приземления. Состояние невесомости испытывают прыгуны с вышки и парашютисты, в первые моменты своего падения. Даже бегуны в короткие промежутки времени между касаниями ногой земли находятся в состоянии невесомости.
Возникновение невесомости можно пронаблюдать и на таком опыте. Зажмём в лапке штатива полоску бумаги, а свободный конец поместим между двумя гирями наборного груза. Если мы медленно будем опускать груз, то полоска бумаги в какой-то момент времени порвётся. Это означает, что она была сильно зажата между гирями. Заменив бумажку, дадим грузу свободно упасть.
Как видно, полоска бумаги осталась целой. Этот опыт показывает, что при свободном падении верхняя гиря не давит на опору — нижнюю гирю, то есть она стала невесомой.
Таким образом, обобщив результаты наших опытов, можно утверждать, что невесомость — это такое состояние, при котором в телах, свободно движущихся в гравитационном поле, исчезают деформации и взаимные давления частиц тела друг на друга.
4.Закрепление первичных знаний.
Напишите уравнение скорости тела на доске.
Напишите уравнение движения тела на доске.
Отличие определений веса тела от определения силы тяжести и невесомости.
На уроке мы пришли к выводу, что движение тела, брошенного вертикально вверх- замедленное, вниз- ускоренное. Научились определять направления вектора в сочетании с системой отсчета. Также усвоили, что в механике изучаются гравитационные силы, силы трения и силы упругости. Подведение итогов урока. Выставление оценок.
Что больше всего удивило на уроке?
Что показалось сложным и непонятным?
Что вам понравилось на уроке больше всего и что бы вы хотели узнать еще по этой теме?
6.Домашнее задание : параграф14, ответить на вопросы в конце параграфа, упр.14.
Читайте также: