Реферат: Урок изучения новых знаний в 9-м классе по теме: "Свободное падение тел"

Открытый урок изучения новых знаний в 9-м классе по теме: "Свободное падение тел"
Ганжа Ирина Игоревна, учитель физики

Статья отнесена к разделу: Преподавание физики


Открытый урок изучения новых знаний. 9 класс. Базовый курс
Цель урока:

Показать, что свободное падение есть частный случай равноускоренного движения.

Задачи:

Образовательные задачи:

вести понятие свободного падения тел и ускорение свободного падения;

распространить применение уравнения равноускоренного движения на свободное падение;

познакомить учащихся с историей возникновения и сутью экспериментального метода познания;

Воспитательные задачи:

развитие интеллектуальных способностей учащихся;

активизировать деятельность учащихся на уроке.

Оборудование:

стремянка, оформленная под Пизанскую башню;

шары;

секундомер;

круги разной массы;

трубка Ньютона;

насос Камовского;

стробоскоп;

капельница;

паралон;

портрет Аристотеля и Галилея.

План урока

Познание природы через опыт.

История открытия свободного падения.

Опыт с трубкой Ньютона. Вводится понятие свободного падения.

Выступление учащихся о биографии Галилея.

Экспериментальное доказательство, что свободное падение, есть равноускоренное движение.

Повторяется опыт Галилея – бросают шары с “Пизанской” башни.

S t2, все тела падают с одинаковым ускорением.

Определение величины ускорения свободного падения.

Законы свободного падения.

Свободное падение без начальной скорости. Из графика зависимости V(t) получается.

l1: l2: l3:…ln = 1:3:5…(2n–1).

Подтверждение l1: l2: l3:…ln = 1 : 3 : 5…(2n–1) на опыте, где используется стробоскоп и капельница.

Подведение итогов работы по теме “Свободное падение”.

Ход урока
1. Мотивация
Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни.

Он ответил: “Легче всего – научить других, а труднее – познать самого себя”.

На уроках физики мы говорим о познании природы, так как физика – наука о природе.

Вот и сегодня нам необходимо описать одно из явлений природы – Свободное падение. Необходимо описать его кинематически, то есть:

определить вид движения.

выявить его особенности.

записать формулы для свободного падения.

И как истинные мыслители мы рассмотрим экспериментальный метод исследования.

Обратимся к стихам Ф. И. Тютчева:

Не то, что мните Вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик –
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык…

Учитель: Запишите в тетради несколько слов, в состав которых входил бы корень пад с лексическим значением падения

Ученик: Листопад, камнепад, снегопад, водопад, падалица.

Учитель: Все эти слова являются примерами падения тел на земле.
^ 2. История открытия свободного падения
Первое общеизвестное учение о падении тел принадлежит Аристотелю, который считал, что тяжелый камень падает быстрее сухого листа.

Учитель: От чего зависит скорость падения тел по Аристотелю?

^ Ученик: От массы.

Учитель: Проверим справедливость этого утверждения на опытах.

Методические замечания: Каждой группе предлагается пронаблюдать падение разных тел и выдвинуть своё предположение по поводу результатов опыта.

I группа

Два шара разной массы.

Ученик: Тела разной массы достигают поверхности одновременно. Аристотель не прав.

II группа

Два диска разной массы.

Ученик: Диски достигают поверхности не одновременно.

Учитель: Почему? Какие силы действуют на диски?

Ученик: Сила тяжести. Сила сопротивления.

m1>m2



так как Fc1= Fc2

Поэтому диски с большей массой падают быстрее.

III группа

Два бумажных листа одинаковой формы, один из которых сминают в ходе эксперимента.

^ Ученик: В данном опыте видно, что действуют силы сопротивления воздуха.

IV группа

Тела в трубке Ньютона с воздухом.

Ученик: Тела достигают конца трубки по-разному.

Учитель: Что необходимо сделать, чтобы тела в трубке падали одновременно?

Ученик: Откачать из трубки Ньютона воздух.
^ 3. Опыт с трубкой Ньютона
Учитель: Откачаем из трубки воздух. Что мы видим?

Ученик: Скорость падения тел в вакууме одинакова.

Учитель: Какое падение тел называется свободным?

Ученик: Падение тел в безвоздушном пространстве называется – свободным падением.
^ 4. Биография Г.Галилея
Почему 200 лет мысли Аристотеля не подвергались сомнению. Но в конце XVI века учение Аристотеля о падении тел было опровергнуто великим итальянским физиком Г.Галилеем.
^ 5. Опыт Г.Галилея
Методические замечания: На этом этапе урока с учащимися необходимо повторить, как зависит путь от времени при равномерном и равноускоренном движении.

Учитель: К какому же виду движения относится свободное падение? Для ответа на этот вопрос повторим опыты Г.Галилея.

Как гласит легенда, Г.Галилей изучал свободное падение, бросая шары с Пизанской башни, которая находится в г. Пизе. Представим, что перед вами Пизанская башня.

Методические замечания: Для имитации Пизанской башни можно взять высокую стремянку.

Необходимо бросать шары с разной высоты 1 м и 3 м.

Результаты опыта запишем в виде таблицы.

S1

S2

t1

t2





1

3

0,4

0,8

0,16

0,64

Учитель: На основе опыта проверим, пропорционален ли путь времени.

Для этого по результатам опыта составим пропорцию.

или

Какое это движение?

^ Ученик: Движение не равномерное.

Учитель: Проверим, пропорциональны ли S и t2, для этого составим пропорцию.



^ Ученик: По результатам опыта равенство справедливо.

Учитель: Какой вывод можно сделать из этого опыта?

Ученик: Свободное падение является равноускоренным. Все тела на Земле падают с одинаковым ускорением.

Учитель: Вычислим величину ускорения свободного падения, пользуясь результатами опыта.

Ученик:

Дано:

S2= 3м

t2= 0,8с



Результат неточен, так как действует сила сопротивления воздуха.

а = ?

Вывод: Свободное падение – это равноускоренное движение с ускорением свободного падения g = 9,8
^ 6. Законы, характеризующие свободное падение


если V0 = 0; V = gt

если V0 = 0;
^ 7. Свободное падение без начальной скорости
При свободном падении часто рассматриваются случаи, когда тело падает без начальной скорости.

Выясним, чему равны пути проходимые телом за равные, последовательные промежутки времени.

Учитель: Если , то чему пропорциональны пути проходимые телом за равные последовательные промежутки времени?

^ Ученик: l1: l2: l3:…ln = 1: 3: 5…: (2n–1)

Методические замечания: (Это отношение было получено методом математического расчета при прохождении темы: “Равноускоренное движение”.)

Учитель: Получим это выражение более простым способом.

Для этого построим график зависимости V(t) для свободного падения.

Пусть g 10 м/с для простоты , то

V

0

10

20

t

0

1

2



Методические замечания: Для любого движения в координатных осях V(t) пройденный путь равновелик площади фигуры ограниченной сверху графиком зависимости, а снизу осью времени. В данном случае это будет площадь треугольника.

Учитель: Чему будет равен путь, проходимый телом при свободном падении за 1-ю секунду?

Ученик:

Учитель: Чему равен путь пройденный телом за 2-ю, 3-ю, 4-ю секунды.

Посмотрите внимательно на рисунок, сколько треугольников, равных первому, можно разместить на площади этой трапеции?

^ Ученик:

Учащимися: Из данных вычислений можно сделать вывод l1:l2:l3:…ln = 1 : 3 : 5…(2n–1)
^ 8. Наблюдение свободного падения капель
Методические замечания: Отрегулировав капельницу так, что бы частота падения капель была постоянна, и равнялась бы частоте вспышек стробоскопа.

Тогда создаётся впечатление, что капли как бы висят в пространстве, так как мы их видим только через определённый промежуток времени.

l1 : l2 : l3= 5 : 15 : 25

l1 : l2 : l3 = 1 : 3 : 5
^ 9. Подведение итогов работы по теме “Свободное падение”
Опишем свободное падение кинематически.

Учитель: К какому виду движения относится свободное падение?

^ Ученик: Это равноускоренное движение с ускорением равным 9,8м/с2.

Учитель: Каковы особенности свободного падения?

Ученик: Это движение с постоянным ускорением направленным постоянно вниз.

Учитель: Запишите уравнения, по которым меняются величины, характеризующие свободное падение.

если v0 = 0.

Учитель: Какие опыты проведенные на уроке доказывают, что свободное падение является равноускоренным?

Ученик:

Падение шаров с Пизанской башни .

Опыт с капельницей и стробоскопом.

Учитель: Какой опыт показывает, что все тела на Земле падают с одинаковым ускорением?

Ученик: Опыт с трубкой Ньютона.