Свободное падение тел 10 класс конспект урока

Обновлено: 07.07.2024

ученик получит возможность научиться экспериментально измерять скорость своей реакции с помощью линейки и ускорения свободного падения, скорость тела, брошенного горизонтально, и время его падения.

Цели для учителя:

организовать мотивацию обучающихся к изучению темы под средством проблемных вопросов и экспериментальных задач, помочь учащимся организовать работу группами (4-2 чел.) с целью приобретения нового опыта, создать условия для самоконтроля и самооценивания с помощью средств ИКТ.

Тип урока: урок формирования новых знаний

Форма урока: проблемный

Опорные понятия, термины: равноускоренное движение, ускорение

Новые понятия: свободное падение, ускорение свободного падения, время реакции человека

Формы контроля: тест, практическая работа

Домашнее задание § 15, упражнение 4 (1)

Используемые методы, приёмы, формы

Результат взаимодействия (сотрудничества)

1 Организационный момент

Проверка готовности. Создание общей установки на урок.

Самоконтроль готовности. Реакция на учителя, внимание.

- знаю, что буду делать;

понимаю, хочу делать или нет;

думаю, что могу сделать или нет.

Уметь совместно договариваться о правилах поведения и общения в школе и следовать им.

Умение слушать и понимать речь других.

Готовность к уроку

2 Актуализация знаний и самооценка

Тестирование с помощью мобильного класса. Вопросы электронного теста составлены

1 вариант – стр. 59-60, вопросы: 7, 8, 9, 10, 11

2 вариант – стр. 63-64, вопросы: 7, 8, 9, 10, 11

Отвечают на вопросы теста.

Работа выполняется на индивидуальных нетбуках мобильного класса

На выполнение задания 10 мин.

Ученики видят свою оценку и неправильные ответы.

Уметь ориентироваться в своей системе знаний.

Определение типичных ошибок учащихся.

3 Постановка учебной проблемы

Создание проблемной ситуации

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. Значит, тела равной массы должны падать на землю одновременно?

Проверим – возьмём два одинаковых тетрадных листка. Один из них скомкаем. Изменилась ли при этом его масса? Отпустим оба листка одновременно с одинаковой высоты – скомканный листок падает быстрее!

Теперь возьмём учебник и тот же тетрадный листок и отпустим их с одной высоты – учебник падает быстрее, как и должно быть по Аристотелю.

Положим тетрадный листок на учебник и повторим опыт. Что упадёт быстрее? Учебник и листок падают одновременно, не смотря на то, что у них разная масса! Почему?

Уметь проговаривать последовательность действий на уроке, высказывать своё предположение. Уметь определять и формулировать цель на уроке с помощью учителя.

Прийти к гипотезе : если тела испытывают одинаковое сопротивление или не испытывают его вообще, они должны падать одновременно.

4 Проверка гипотезы

Опыты Галилея с падающими телами в г. Пизе
Свободное падение тел в трубке Ньютона

Прочитать текст §15 на стр. 38 учебника и ответить на вопросы:

Как направлено ускорение свободного падения, если тело брошено вверх; под углом к горизонту?
Всегда ли тела падают с ускорением 9,8 м/с 2 ?От чего зависит ускорение свободного падения?

Ученики смотрят и комментируют видеоролики.

Работа в группах.

На обсуждение 5 мин.

Уметь добывать новые знания: находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке.

Прийти к выводу, что при свободном падении все тела падают одновременно, независимо от массы.

Ускорение свободного падения ВСЕГДА направлено вниз и зависит от высоты над землёй и широты места.

5 Применение найденного способа действия

1) Измерение скорости своей реакции

Дать определение скорости реакции человека.

Как измерить скорость реакции человека с помощью обыкновенной линейки?

Найдите скорость своей реакции и сравните её со средним временем реакции человека (0,15-0,4 с)

2) Измерение начальной скорости и времени падения тела, брошенного горизонтально

Положите на край стола монетку и щелчком сбросьте её на пол. Измерив высоту стола h и горизонтальную дальность полёта S, вычислите время полёта монетки и её начальную скорость.

Обсудите в группа

1 Нарисуйте траекторию движения монетки.
2 Как двигается монетка по горизонтали и по вертикали? Почему?
3 Как можно найти время полёта монетки, зная высоту, с которой она упала?
4 Как рассчитать начальную скорость монетки?

Работа выполняется парами учеников.

Один из них держит вертикально ученическую линейку так, чтобы её нулевое деление находилось у полусогнутой ладони партнёра на уровне его указательного и большого пальцев. В какой-то момент первый ученик отпускает линейку, а второй должен сразу же её поймать. Время его реакции определяется по перемещению свободно падающей в это время линейки, которое измеряется расстоянием от нулевого деления до места захвата линейки пальцами.

Уметь проговаривать последовательность действий на уроке.

Уметь оформлять свои мысли в устной форме, слушать и понимать речь других.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

10 класс Тема урока : Свободное падение

Цели урока: 1) Ввести понятие о свободном падении тел и ускорении свободного падения;

2) распространить применение уравнения равноускоренного движения на свободное падение тел;

3) ознакомить учащихся с историей возникновения и сутью экспериментального метода познания.

Оборудование: трубка Ньютона, насос Комовского, картон, бумага, компьютер, мультимедийный проектор.

2. Опрос (у доски 3 ученика по чертежам)

3. Изучение темы.

Одним из наиболее распространенных видов движения с постоянным ускорением - свободное падение тел.

Свободное падение - это движение тел только лишь под действием притяжения Земли ( под действием силы тяжести).

При падении тела на Землю из состояния покоя его скорость увеличивается. Земля сообщает телам ускорение, которое направлено вниз вертикально.

Эксперимент 1 Трубка Ньютона: В стеклянной трубке помещается дробинка, кусочек пробки, пушинка и т.д. Если перевернуть трубку, то быстрее всего упадет дробинка, медленнее - пушинка. Если же выкачать из трубки воздух, то пушинка будет падать, не отставая от дробинки. - Почему во втором случае все тела падают одновременно? (Движение пушинки задерживалось сопротивлением воздуха, которое в меньшей степени сказывалось на движении дробинки.)

При свободном падении все тела вблизи поверхности Земли независимо от их массы приобретают одинаковое ускорение, называемое ускорением свободного падения.
Условное обозначение ускорения свободного падения - g.

На поверхности Земли ускорение свободного падения (g) меняется в пределах от 9,78 м/с2 на экваторе до 9,83 м/с2 на полюсе. При решении многих задач можно принимать g вблизи поверхности Земли равным 9,8 м/с2 или даже более грубо 10 м/с2. При падении тел в воздухе на их движение влияет сопротивление воздуха. Поэтому ускорение тел в этом случае уже не равно g. При больших скоростях сопротивление воздуха существенно и его влиянием нельзя пренебречь.

Ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли и приблизительно равно : g = 9,81м/с2.

Таким образом, в условиях Земли падение тел считается условно свободным, т.к. при падении тела в воздушной среде всегда возникает еще и сила сопротивления воздуха.

Идеальное свободное падение возможно лишь в вакууме , где нет силы сопротивления воздуха, и независимо от массы, плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения.

Цель: дать понятие о свободном падении тела и о различных характеристиках.

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.

Формулы, используемые в 9 классе на уроках Свободное падение тел.

Название величины

Обозначение

Единица измерения

Время

Проекция начальной скорости

v_0y

Проекция мгновенной скорости

v_y

Проекция ускорения

g_y

Проекция перемещения

S_y

Координата

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Задача № 2. Какой высоты достигнет мяч, брошенный вертикально вверх со скоростью 20 м/с? Сколько времени для этого ему понадобится?

Задача № 3. Мяч бросили вертикально вверх со скоростью 15 м/с. Через какое время он будет находиться на высоте 10 м?

Задача № 4. Через сколько секунд мяч будет на высоте 25 м, если его бросить вертикально вверх с начальной скоростью 30 м/с?
Ответ: через 1 с и через 5 с.

Задача № 5. Лифт начинает подниматься с ускорением а = 2,2 м/с 2 . Когда его скорость достигла v = 2,4 м/с, с потолка кабины лифта оторвался болт. Чему равны время t падения болта и перемещение болта относительно Земли за это время? Высота кабины лифта Н = 2,5 м.

Ответ: 0,645 с; болт перемещается относительно Земли на 0,49 м вниз.

Задача № 6. (повышенной сложности) Одно тело свободно падает с высоты h₁; одновременно с ним другое тело начинает движение с большей высоты h₂. Какой должна быть начальная скорость v₀ второго тела, чтобы оба тела упали одновременно?

Задача № 7. (олимпиадного уровня) Из окна, расположенного на высоте 30 м, начинает падать без начальной скорости тяжелый цветочный горшок. В этот момент точно под окном проезжает велосипедист. При какой скорости движения велосипедиста расстояние между ним и горшком будет все время увеличиваться?

Ответ: v 17 м/с.

Задача № 8. ЕГЭ С воздушного шара, поднимающегося со скоростью v₀ = 1 м/с, падает камень и достигает земли спустя t = 16 с. На какой высоте h находился шар в момент сбрасывания камня? С какой скоростью v камень упал на землю?

УМК: А. В. Пёрышкин, Е. М. Гутник.

Тип урока:изучение нового материала.

Цель урока:

Узнать, что называют свободным падением тел.
Определить, к какому виду движения относится свободное падение.
Научиться решать задачи, используя формулы для нахождения величин, характеризующих свободное падение тел.

Задачи урока:

а) формирование представлений о свободном падении тел; организация усвоения основных понятий по данной теме; формирование научного мировоззрения учащихся; формирование умения распознавать механические явления и объяснять на основе имеющихся знаний основные свойства и условия протекания этих явлений; описание изученных свойств тел и явлений, используя физические величины: высота падения, скорость, ускорение свободного падения, время падения; формирование умения при описании явлений правильно трактовать физический смысл используемых величин, их обозначения и единицы измерения; развитие способности нахождения формул, связывающих данную физическую величину с другими величинами; формирование умений решения задач, используя физические законы и формулы для свободного падения тел как частного случая равноускоренного движения (предметный результат).

б) развитие умения выявлять причинно-следственные связи, искать аналогии и работать в группе; пользоваться различными источниками информации; формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом физического содержания; использование умений и навыков различных видов познавательной деятельности; использование основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ и синтез, сравнение, обобщение, систематизация; развивать умение определять цели и задачи деятельности (метапредметный результат).

в) формирование умений управлять своей учебно-познавательной деятельностью; формирование интереса к физике при анализе физических явлений; формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта; развитие внимания, памяти и логического мышления (личностный результат).

Методы обучения: проблемный, эвристический.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, групповая.

Средства обучения: учебник, демонстрационное оборудование, презентация к уроку, моделированный компьютерный эксперимент, маршрутные листы с заданиями для работы в группах, портреты Аристотеля, Г. Галилея, И. Ньютона.

Ход урока

1. Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Сегодня на уроке мы познакомимся ещё с одним видом движения. Прослушайте, пожалуйста, небольшое стихотворение и посмотрите на рисунки на слайде. Подумайте, о чём пойдёт речь на сегодняшнем уроке.

Движенье повсюду, движенье везде,
И в воздухе птица, и рыба — в воде,
И жизни нигде без движения нет,
И Солнце летит в хороводе планет!
Вот листья по воздуху долго кружат.
А падает камень быстрее стократ.
Быстрей ли то падает, что тяжелей?
И это проверить решил Галилей.

– О чём будет идти речь?

– Кто же впервые изучил падение тел?

2. Актуализация знаний

Каковы же цели и задачи нашего урока?

Цели урока:

Узнать, что называют свободным падением тел.
Определить, к какому виду движения относится свободное падение.
Научиться решать задачи, используя формулы для нахождения величин, характеризующих свободное падение тел.

Перед тем как изучать новую тему проведём опыт.

Опыт 1

Падение шарика и бумажного диска с одинаковой высоты (падение тел разной массы).

– Что падает быстрее?

– У него больше масса.

Такого же мнения придерживался Аристотель, живший ещё в IV до н.э. Так ли это? Нам предстоит об этом сегодня узнать.

3. Изучение новых знаний и способов деятельности

Для того чтобы ответить на поставленный вопрос и изучить данный вид движения, вы сейчас поработаете в группах. Вы должны познакомиться с информацией, которая представлена в задании 1 ваших маршрутных листов, и ответить на вопросы к тексту физического содержания.

Учащиеся работают в группах (5 мин).

Группа 1

Изучает Мнение Аристотеля о падении тел (приложение) и рассматривает рисунок 30 в учебнике на стр. 58. Отвечает на вопросы:

Какую теорию о падении тел выдвинул Аристотель?
Какова особенность изучения физических явлений Аристотелем?

Вывод: То тело быстрее падает, у которого масса больше, чтобы воссоединится с Землёй.

Почти 2000 лет мысли Аристотеля не подвергались сомнению и вызывали благоговение и восторг. Только в XVI веке учение Аристотеля было опровергнуто итальянским физиком Галилео Галилеем. Мы тоже позволим себе опровергнуть мнение Аристотеля, проделав простой опыт.

Опыт 2

Падение с одинаковой высоты двух листов бумаги одинаковой массы, но разной формы.

– Как должны упасть листы?

– Одновременно, так как они одинаковой массы.

– Что мы наблюдаем?

– Скомканный лист упал быстрее.

Что же не учитывал Аристотель, изучая падение тел?

Группа 2

Изучает гипотезу Галилея о падении тел (приложение) и рассматривает рисунок в учебнике на стр. 58. Отвечает на вопросы:

Какую теорию о падении тел выдвинул Галилео Галилей?
Какова особенность изучения физических явлений Галилеем?

Вывод: Все тела при падении ведут себя одинаково: начав падать одновременно, они движутся с одинаковым ускорением.

Сейчас мы проведём опыт, примерно подтверждающий гипотезу Галилея.

Опыт 3

Падение с одинаковой высоты листа бумаги и картона одинаковой формы.

– Как упали листы?

– Практически одновременно, так как на них действует одинаковое сопротивление воздуха.

Подтвердить на опыте выводы Галилея удалось ещё одному известному учёному Исааку Ньютону.

Группа 3

Изучают вклад Исаака Ньютона в изучение падения тел (приложение) и рассматривает рисунок 29 в учебнике на стр. 56. Отвечает на вопросы:

Какой опыт Исаака Ньютона подтвердил гипотезу Галилея о падении тел?
Какой вывод сделал Ньютон из этого опыта?

Вывод: Все тела в отсутствие сопротивления воздуха падают одинаково: ускорение при падении тел от массы тела не зависит.

Итак, что же такое свободное падение? (Читают определение на стр. 54 учебника)

Свободное падение – движение тела только под действием силы тяжести.

Мы выяснили, что при свободном падении тела движутся с одинаковым ускорением. Что же мы должны знать об ускорении при свободном падении тел? В чём его особенность?

Группа 4

Изучают информацию об ускорении свободного падения (приложение). Отвечает на вопросы:

Что называют ускорением свободного падения?
Как оно обозначается, чему равно и куда направлено?

Вывод: Все тела в данном месте Земли падают с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения (читают определение на стр. 56 учебника).

Ускорение свободного падения – ускорение, с которым движется тело во время свободного падения.

g = 9,8 м/с 2

Одинаково ли ускорение свободного падения на поверхности Земли? От чего зависит его значение?

Группа 5

Изучают информацию об ускорении свободного падения на поверхности Земли и на высоте над Землёй (приложение)и рассматривают рисунок 33 на стр. 65 учебника. Отвечает на вопросы:

Одинаково ли ускорение свободного падения на поверхности Земли? От чего зависит его значение?
Изменяется ли ускорение свободного падения с высотой?

Вывод: Ускорение свободного падения зависит:

от географической широты места на поверхности Земли;
от плотности пород, залегающих в недрах Земли;
от высоты над Землёй (от расстояния до её центра).

Одинаково ли ускорение при падении тел на других небесных телах?

Группа 6

Изучают информацию об ускорении свободного падения на других небесных телах (приложение). Отвечает на вопросы:

Одинаково ли ускорение свободного падения на других небесных телах?
О чём можно судить по его значению?

Читайте также: