Урок „занурення”


Скачати 122.76 Kb.
НазваУрок „занурення”
Дата03.11.2013
Розмір122.76 Kb.
ТипУрок
bibl.com.ua > Туризм > Урок
Тема. Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння

Урок – „занурення”

Мета. Ознайомити учнів з гравітаційною взаємодією, законом всесвітнього тяжіння; розкрити фізичний зміст гравітаційної сталої; дати учням уявлення про силу тяжіння і вагу тіла; познайомити з природою цих сил, станами перевантаження і невагомості; формувати вміння учнів порівнювати, аналізувати; розвивати логіку мислення; активізувати самостійність мислення, навички роботи в малих групах, вміння відстоювати свою точку зору в процесі роботи; формувати інтерес до предмету на основі зв’язку з життям.

Тип уроку. Урок вивчення нового матеріалу.

На даному уроці важливо не лише вивчати гравітаційну взаємодію, але й заглибитися („зануритися”) в історію відкриття закону всесвітнього тяжіння, його глибокий фізичний зміст, велике філософське й пізнавальне значення та роль у повсякденному житті людини.

Демонстрації.

  1. Падіння тіл на землю.

  2. Відеофільм „Гравітаційна стала”

  3. Таблиця „Перевантаження”

План викладу матеріалу.

  1. Поняття про сили природи. Гравітаційні сили.

  2. Закон всесвітнього тяжіння.

  3. Гравітаційна стала.

  4. Сила тяжіння і прискорення вільного падіння.

  5. Вага тіла.

  6. Вага тіла, яке рухається з прискоренням. Перевантаження. Невагомість



Хід уроку

Епіграф:

Щаслива випадковість

припадає лише на долю

підготовлених умів.

Луї Пастер


І. Повідомлення теми і мети уроку. Мотивація навчання.

Діти, на сьогоднішньому уроці ми познайомимося із гравітаційними силами та законом всесвітнього тяжіння, відкритим великим англійським вченим сером Ісааком Ньютоном. Важко переоцінити глибокий філософський зміст і велике пізнавальне значення цього закону:


  1. Внаслідок відкриття Ньютона з’ясувалося, що багато, здавалося б, розрізнених явищ: падіння тіл на Землі, видимі рухи Місяця й Сонця, відпливи й припливи і т. д.- прояви одного й того самого закону природи – закону всесвітнього тяжіння. Закон всесвітнього тяжіння разом із законами руху Ньютона є основою небесної механіки.

  2. Всесвітнє тяжіння, і тільки воно, пояснює сталість Сонячної системи, рух планет та інших тіл.

  3. За допомогою закону всесвітнього тяжіння стало можливим обчислити масу планет і їхню густину, масу Сонця та ін.

  4. Закон всесвітнього тяжіння дає змогу пояснити морські припливи і відпливи притяганням Місяця.

  5. На основі цього закону було відкрито планети Уран і Нептун.

  6. Користуючись законом всесвітнього тяжіння, точно визначають час і місце сонячних і місячних затемнень.

Ці приклади наукового передбачення доводять справедливість закону всесвітнього тяжіння не тільки для сонячної системи, а й для всіх зоряних систем.
Розповідь учениці про історію відкриття Ньютоном закону всесвітнього тяжіння.

Вам, напевне, відома легенда про яблуко Ньютона. Так само, як історія про те, що знаменита періодична система хімічних елементів з’явилася Д.І.Менделеєву уві сні, а до О.С.Пушкіна уві сні приходили ідеї його безсмертних поетичних шедеврів. Але зверніть увагу на епіграф нашого сьогоднішнього уроку. Ці люди, як і інші геніальні творці, надзвичайно багато працювали над своїми відкриттями, через терни йшли до зірок. Адже тільки підготовлений розум здатний створити щось нове, іноді дякуючи щасливому випадку.

І ви, навчаючись у школі, теж готуєте свої світлі голови для нових відкриттів і звершень.
ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

- Згадаймо, що називають силою? (Сила є кількісною мірою взаємодії тіл)

- Наведіть приклади взаємодії тіл. (М’яч від удару футболіста летить у ворота, краплі дощу падають на землю, планети обертаються навколо Сонця, наелектризовані кульки притягуються або відштовхуються, стрілка компаса завжди орієнтована на північ, електрони в атомах обертаються навколо ядра та ін.) Ці взаємодії можуть передаватись як через дотик, так і за допомогою полів.
ІІІ. Виклад нового навчального матеріалу

Незважаючи на те, що взаємодії тіл одного з одним надзвичайно різноманітні, у природі за сучасними уявленнями розрізняють всього чотири типи фундаментальних сил: гравітаційні, електромагнітні, ядерні та слабкої взаємодії. Не буду вдаватись до широкого пояснення всіх видів взаємодій, скажу лише, що у механіці розглядають три види сил, а саме: силу тертя, силу пружності і силу тяжіння. Перші дві з них (сила тертя і сила пружності) мають електромагнітний характер, третя (сила тяжіння) – належить до гравітаційних взаємодій.

Ядерні (сильні) та слабкі взаємодії розглядатимемо в старших класах.

Найслабшими серед усіх сил є сили гравітаційні. З них і почнемо розгляд сил у механіці.

Кинутий камінь падає на Землю, а не летить у космос, Місяць постійно обертається навколо Землі, Сонце об’єднує планети в єдину систему, зірки групуються в галактики – всьому цьому причиною є гравітація. Завдяки їй 1м3 води притягується до Землі із силою 104Н, Земля притягується до Сонця із силою 3,6 . 1022Н, а до найближчої зірки (Альфа Центавра і Проксима Центавра, які знаходяться від нас на відстані 4,3 св. роки) =0,5 . 1013Н. Гравітаційна сила є панівною у світі космічних тіл.
2. Чи тільки великі космічні тіла (Земля, Сонце) мають властивість діяти на всі тіла силою притягання? До ХУІІ ст. вчені вважали саме так. І лише у 1667р. І.Ньютон висловив припущення, що взагалі між усіма тілами діють сили взаємного притягання - гравітаційні сили.

Чому ж ми помічаємо силу притягання всіх тіл до Землі, але не помічаємо взаємного притягання між самими цими тілами?

Ньютонові вдалося показати, що сила притягання між тілами залежить від м а с обох тіл і досягає помітного значення тільки тоді, коли тіла (або хоча б одне з них) мають досить велику масу. У разі збільшення маси тіла, наприклад, удвічі, це приведе також до збільшення сили вдвічі.

Ньютон зробив єдино можливий висновок: сила всесвітнього тяжіння пропорційна до маси того тіла, на яке вона діє.

Проте згадаймо третій закон Ньютона. (Тіла діють одне на одне із силами, однаковими за модулем і протилежними за напрямом). Отже, не тільки Земля притягує тіло, а й тіло притягує Землю, і ця сила притягання пропорційна вже масі Землі. А сили ці однакові. Звідси випливає, що сила взаємного притягання пропорційна до мас обох тіл.

Це означає, що сила пропорційна до добутку мас обох тіл:

F ~ m1m2

Від чого ще залежить сила взаємного притягання двох тіл? Ньютон припустив, що вона повинна залежати од відстані між тілами.
- Розглянемо малюнок 2.10( підручник Коршака, с.79)

Учений вважав, що відлічувати відстані треба не від поверхні Землі, а від її центра (радіус Землі 6400 км). Він обчислив відношення радіуса орбіти Місяця до радіуса Землі – воно становить 60. А відношення прискорення вільного падіння на Землі до доцентрового прискорення, з яким обертається Місяць навколо Землі становить 3600 (тобто 602). Звідси Ньютон зробив висновок: прискорення, якого надає тілам сила всесвітнього тяжіння, а отже і сама сила, обернено пропорційна до квадрата відстані між взаємодіючими тілами:

F ~ 1/R2
- Якби ви були Ньютонами, то як би записали закон всесвітнього тяжіння?

F = G m1m1/R2
Тіла притягуються одне до одного із силою, модуль якої прямо пропорційний до добутку їхніх мас і обернено пропорційний до квадрата відстані між ними.



3. До формули, що виражає закон всесвітнього тяжіння Ньютона, входить стала G. Це коефіцієнт пропорційності, що називається гравітаційною сталою . Вона чисельно дорівнює силі притягання між тілами масою 1 кг кожне на відстані між ними 1м. Числове значення її вперше визначив дослідним шляхом англійський учений Г.Кавендіш у 1798р за допомогою крутильних терезів (Демонстрація таблиці).

Про те, як він це зробив, ми дізнаємося з відеофільму.
Демонстрація відеофільму „Гравітаційна стала”

Згодом такі досліди проводили багато разів різними методами, і вони дали такий результат:

G = 6, 67 . 10-11Н . м2/кг2

Як бачимо, G – дуже мала величина. Саме тому ми й не помічаємо притягання звичайних навколишніх тіл і самі не відчуваємо притягання до них. Адже навіть дві кулі масою 1т кожна на відстані 1м притягуються одна до одної із силою всього 6,67 стотисячної частини Ньютона. І саме тому гравітаційні сили є найслабшими серед фундаментальних сил природи.
4. Одним із виявів сили всесвітнього тяжіння є сила тяжіння – це гравітаційна сила, з якою Земля притягує до себе тіла, надаючи їм прискорення вільного падіння.

- Демонстрація падіння тіл на Землю.
-Згадаємо, як можна обчислити силу тяжіння, що діє на тіло?
Сила тяжіння пропорційна масі того тіла, на яке вона діє:
Fт = mg

g – прискорення вільного падіння, яке, як відомо, приблизно дорівнює 9,8 м/с2. Значення його залежить від географічної широти місцевості і висоти над земною поверхнею (рівнем моря), а також навіть від наявності тих чи інших корисних копалин у земних надрах.

Сила тяжіння прикладена до тіла (центра мас) і спрямована вертикально вниз (перпендикулярно до горизонтальної поверхні). (Демонстрація таблиці).

5. Поряд із поняттям сили тяжіння досить часто використовується поняття ваги. Вага тіла – це сила, з якою тіло внаслідок його притягання до Землі тисне на опору або розтягує підвіс. Вага прикладена до опори або підвісу.

Якщо тіло в інерціальній системі відліку нерухоме або рухається рівномірно й прямолінійно, то його вага дорівнює силі тяжіння

Р = Fт = mg


    • Завдання з карточками „Ланцюжок”.

Кожна парта вказує лише напрям або точку прикладання однієї з сил, передаючи картку далі по ряду. Вам потрібно на картках вказати всі сили, які діють на тіло.

Пояснення результатів. Хоч для нерухомого тіла вага і сила тяжіння за модулем однакові, але точки прикладання їх різні: сила тяжіння прикладена до тіла, а вага – до опори або підвісу.

Вага тіла і сила тяжіння мають різну фізичну природу: сила тяжіння є частковим випадком сили всесвітнього тяжіння, а вага – сили пружності.
Вага тіла може змінюватись. Якщо тіло разом з опорою чи підвісом рухається з прискоренням, напрямленим вгору (протилежно до прискорення вільного падіння), то вага тіла збільшується. Цей стан називають перевантаженням.


    • Демонстрація таблиці „Перевантаження”


Його зазнають космонавти під час старту, льотчики, коли виводять літак з пікірування. Перевантаження для людини шкідливе: кров відливає від голови, внутрішні органи значно сильніше тиснуть на сполучні тканини. Нетренована людина при п’ятикратному перевантаженні може втратити свідомість. Але треновані льотчики, космонавти витримують навіть десятикратне перевантаження. Зменшити шкідливу дію перевантаження можна насамперед тренуванням, потім положенням космонавта в кріслі. Крісло, наприклад, створюють персонально для кожного космонавта, при цьому його форма повністю відповідає фігурі людини.
Якщо тіло разом з опорою або підвісом рухається з прискоренням, напрямленим вертикально вниз (так само, як прискорення вільного падіння), то вага тіла зменшується. А якщо воно вільно падає, то вага тіла взагалі втрачається. Цей стан називається невагомістю.
-Демонстрація відеофрагменту „Невагомість”
„Невагомість – дуже приємне відчуття”(Юнг). Напевне, першим його хотів зазнати міфічний Ікар, який змайстрував собі крила. Сучасні Ікари – наші космонавти - довгий час перебувають у стані невагомості. Але цей стан не такий уже рідкісний для людей.


      • Хто швидко їхав по опуклому мості, і його „підкидало” на сидінні?

      • Хто на горбах підскакував на санках?

      • Хто стрибав у висоту? У довжину? Просто підстрибував?

      • Хто стрибав з вишки і занурювався у воду?

      • Хто потрапляв у повітряні ями, перебуваючи в літаку?

      • Хто перебував у космічному кораблі?

Отже, стану часткової невагомості зазнавали всі.

Стан невагомості яскраво описували К.Е.Ціолковський у фантастичному оповіданні „Поза Землею”, Г.Бовін у книзі „Діти Землі”, М.Носов у казці „Незнайко на Місяці”. Раджу вам прочитати ці твори. З них ви візьмете для себе багато цікавого.
ІУ. Закріплення знань

    • Гра „Знайди зайве слово”.

Уважно прочитайте поняття і терміни на картках та вкажіть те, про яке сьогодні не йшла мова на нашому уроці. Результати гри ми оцінимо за допомогою взаємоперевірки.

Хто знайшов одне зайве слово? Хто два? А хто три?

Доведіть свою думку.
Задача

А зараз я пропоную вам знайти силу притягання між двома кораблями масою 50 000т кожний, які стоять на рейді на відстані 1 км один від одного.
У. Підсумки уроку. Оголошення домашнього завдання.

Як ви гадаєте, діти, чи досягли ми мети, поставленої на початку уроку?

Підсумовуючи урок, я хочу відзначити роботу найактивніших учнів. Спробуйте самостійно оцінити себе та однокласників.

Ви зможете закріпити свої знання, опрацювавши п.24 підручника Коршака (Кікоїн –п.28-30) та обчисливши силу гравітаційної взаємодії Місяця і Землі і порівнявши її з отриманим на уроці значенням гравітаційної взаємодії між кораблями.

















Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час



Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час



Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час



Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час


Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час



Знайди зайве слово”
Гравітація

Сила тяжіння

Кількість теплоти

Вага

Швидкість

Невагомість

Перевантаження

Час





Гра „Світлофор” (мовчанка).

Усім учням роздаються картки двох кольорів: зелений означає „Так”, ”Угору”, ”Праворуч”; червоний – „Ні”, „Униз”, „Ліворуч”. Правила користування картками: після зачитування вчителем запитання учням дається певний час на обмірковування. Потім за командою всі піднімають картки, колір яких відповідає тим відповідям, які вважають правильними.
Завдання:
1. Векторна фізична величина, що характеризує взаємодію тіл, називається силою (зелена)

2. Сила, з якою тіло внаслідок притягання до Землі діє на опору чи підвіс, називається силою тяжіння (червона – вага)

3. Сила тяжіння, яка діє на тіло масою 5кг, дорівнює 490Н (червона - 49Н)

4. Стан тіла, що рухається лише під дією сили всесвітнього тяжіння, називається невагомістю (зелена)

5. За законом всесвітнього тяжіння всі тіла притягується і відштовхуються (червона – тільки притягуються)

6. Куди спрямована сила тяжіння, що діє на тіло? (Червона – униз)

7. Під час перевантаження тіло рухається з прискоренням, напрямленим вертикально ... (зелена – угору)

8. Закон всесвітнього тяжіння записується так:

Схожі:

УРОК У «ДІЛОВА ГРА»
Мета ділової гри поглибити та розширити діапазон знань учнів, формувати діловий стиль спілкування у практично-професійній діяльності....
Урок по темі «Тварини. Охорона тварин»
Вч.: Сьогодні у нас незвичайний урок, тому що ми поєднаємо урок природознавства з уроком англійської мови. А щоб урок минув приємно,...
Сучасний урок: основні вимоги щодо підготовки та проведення
Вони стверджували: «Урок як форму організації навчання придумав Я. А. Коменський ще чотири століття тому. Отже, урок – це архаїка....
Урок це дзеркало загальної педагогічної культури вчителя, мірило...
Урок –це логічно закінчений цілісний, обмежений певними рамками відрізок навчально-виховного процесу
Урок № Тема
Сьогодні ми продовжуємо вивчати тему «Дихання», повторимо органи дихання і з’ясуємо будову та значення гортані. Але урок проведемо...
ЯКИЙ ВІН НЕТРАДИЦІЙНИЙ УРОК?
Що взагалі криється під терміном «нетрадиційний урок»? Мода, бажання бути оригінальним чи пошуки ефективних форм навчання? Пропонуємо...
Урок-подорож, урок-дослідження. 1
«Кримські сонети» Адама Міцкевича – ностальгія за батьківщиною; їх відлуння в українській та російській літературах
Урок №41 Тема. Урок узагальнення та
Мета: повторити, узагальнити та систематизувати знання та вміння учнів, які вони дістали з теми «Многочлени»
Урок у нас сьогодні незвичайний урок-дослідження
ТЕМА. ФІЛОСОФСЬКЕ ОСМИСЛЕННЯ КРАСИ ПРИРОДИ І ЛЮДИНИ В КІНОПОЕМІ О. ДОВЖЕНКА “ЗАЧАРОВАНА ДЕСНА”
УРОК 4
УРОК НООСФЕРА. ЕВОЛЮЦІЯ УЯВЛЕНЬ ПРО МІСЦЕ ЛЮДИНИ В ПРИРОДІ. МАСШТАБИ Й НАСЛІДКИ АНТРОПОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ НА СУЧАСНОМУ...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка