Урок  физики в 9-м классе по теме: "Свободное падение тел"

Цель урока: Показать, что свободное падение есть частный случай равноускоренного движения.

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. 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.

  Запишите в тетради несколько слов, в состав которых входил бы корень пад с лексическим значением падения   (листопад, камнепад, снегопад, водопад).  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. От чего зависит скорость падения тел по Аристотелю?  ( От массы)  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.

II группа

Два диска разной массы.

Учитель: Почему? Какие силы действуют на диски?

III группа

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

IV группа

Тела в трубке Ньютона с воздухом.

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

3. Опыт с трубкой Ньютона

Учитель: Откачаем из трубки воздух. Что мы видим? Какое падение тел называется свободным?

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

 Какой вывод можно сделать из этого опыта?  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?

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

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.   К какому виду движения относится свободное падение?  Каковы особенности свободного падения?  Запишите уравнения, по которым меняются величины, характеризующие свободное падение.

если v0 = 0.

 Какие опыты проведенные на уроке доказывают, что свободное падение является равноускоренным?  Какой опыт показывает, что все тела на Земле падают с одинаковым ускорением?

10. Итог урока. Домашнее задание.