Цели урока:
- Повторить понятия изученных сил (тяжести, упругости, веса покоящегося тела).
- Повторить формулы этих сил.
- Вывести формулы для веса тела движущегося с ускорением вертикально вверх и вниз.
- Закрепить их на примерах из жизни.
- Сформировать представления учащегося, где эти знания применяются.
Оборудование урока:
- картонки на магнитной доске с указанием сил.
- динамометр, набор грузов на столе у каждого учащегося и у учителя.
Ход урока
- Организационный момент (3-5 мин)
- Проговаривание цели урока и темп урока, для чего эту тему вы выбрали.
А) Повторяем рани изученные темы (7-10 мин)
Сила упругости – Что ребята вы знаете о Fупр.?
План ответа:
а) что называется силой упругости.
б) когда возникает сила упругости.
в) куда направлена.
г) чему пропорциональна, формула.
Сила тяжести – Что ребята вы знаете о Fтяж.?
а) что называется?
б) куда направлена.
в) от чего зависит? Формула.
е) что такое g? g = ? Особенности g ?
ж) к чему прикладывается? Куда направлена?
Вес тела
а) что называется весом покоящегося тела?
б) какая природа этой силы?
в) на что действует? (к чему приложена)
г) формула. P = mg – если тело покоится или равномерно движется.
Б) P = mg и F = mg
– Одинаковы ли эти силы?
- разная природа
- действуют на разные тела
- различны точки приложения.
В) работа с карточками (они повешены на магнитной доске)
Вопросы:
- Какая сила изображена?
- Чем отличаются изображённые силы?
Г) От чего зависит
Fт ? - зависит от m тела
Fу? - зависит от x-удлинения
P ? - от массы тела, при условии
- Новый материал:
Выясним, что происходит с 
(весом), когда тело движется по вертикали вниз.
Учащиеся самостоятельно проделывают опыт на столах и убеждаются в результате опыта.
Учитель проговаривает: а) учащиеся держат динамометр с грузом в руке
- Что происходит под действием груза?
- Какие силы возникают?
- Чему по модулю равен вес?
- Сравнить можно силы только … (одной природы)
- Что происходит со стрелкой динамометра, когда опускают динамометр с грузом вниз?
- Стрелка возвращается на «0» т.е. вес уменьшается.
- Докажем это.
Сделаем рисунок, обозначим все действующие силы.
- Выберем ось по направлению ускорения.
- Какой закон описывает это движение?
- Какие силы действуют?
Запишем уравнение второго закона Ньютона.
Fт + Fy = ma
Оy: Fт - Fy = ma
mg - Fy = ma
Fy = - ma + mg
m(g – a) = P
Чему равна проекция вектора, как она определяется? | Fy | = | P |
Вес уменьшился, т.е. P0 = mg > P = m(g – a), так как g > (g – a)
Вывод (сами учащиеся формируют):
Если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением, которое направлено вниз, то его вес уменьшается по сравнению с весом покоящегося тела.
- Это тело двигалось по вертикали, а изменится ли вес тела движущегося по окружности?
Задача:
Автомобиль массой m движется по выпуклому мосту, радиусом r, со скоростью v. Чему равен вес автомобиля в верхней точке моста.
Учащийся сам выполняет эту задачу у доски, проговаривая каждый шаг.
Оy: mg – N = ma
N = m (g – a)
Вывод: Если тело движется по выпуклой окружности вниз, то его вес уменьшается по сравнению с весом покоящегося тела.
Рассмотрим второй способ движения.
Когда груз вместе с динамометром движется вверх. Учащиеся самостоятельно проделывают этот опыт и убеждаются, что стрелка отклоняется вниз.
- Что пронаблюдали?
Меняется Fy т. е. меняется и P – он увеличивается – докажем.
Запишем II закон Ньютона – уравнение
Fy - Fт = ma
Оy: - Fy + mg = - ma
mg + ma = Fy | Fy | = | P |
m (g + a) = P
Сравним P0= mg и P = m(g + a)
P0 < P т.к. g < (g + a)
Вывод (дети сами): Если тело движется с ускорением вверх, то его вес больше веса покоящегося тела.
- Может ли уменьшиться вес тела, движущегося по окружности? (да)
- А в какой точке больше в верхней или в нижней?
Задача:
Рассчитать вес летчика массой m, выводящего самолёт из пикирования со скоростью v, и радиусом окружности r?
Учащиеся самостоятельно выполняют эту задачу, один у доски проговаривая каждый шаг.
Оy: - mg + N = ma | N | = | P |
P = m (g + a) a = v2/R
Вывод: вес лётчика увеличится.
Если вес человека, в данном случае лётчика, увеличивается, при движении вверх, то этот человек испытывает перегрузку.
Привести примеры перегрузки.
а) космонавт при старте ракеты – испытывает 10P0.
- Мы с вами на поверхности Земли можем испытывать перегрузку?
б) качели – «лопенги».
в) поднимаемся на 5-й, 9-й этажи.
г) прыгаем на физкультуре, подымаемся по шведской стенке.
Но эти перегрузки незначительны.
Рассмотрим ещё один вид движения.
Опыт (проделывают учащиеся самостоятельно и наблюдают):
Динамометр с грузом подняли и выпустили из рук. Что произошло со стрелкой?
- Она вернулась на «0»?
- Что это значит?
Нет Fy = 0 > P = 0 т. е. вес отсутствует.
Это явление называется невесомостью.
- При каком условии P = 0 – свободном падении. т. е. а = g
P = (g – g) = 0.
Каждый из вас был на поверхности Земли в состоянии невесомости (прыжки с вышки).
- Итог урока.
Итак, мы с вами сегодня на уроке вывели формулы веса тел движущихся вертикально вверх и вниз, и увидели, что при подъёме вверх вес увеличивается, а при опускании вниз вес уменьшается. Вывести алгоритм таких задач и всё это закрепили.
Д/з: § 30 (II ч) – 31. упр. 15 (2).
Спасибо за урок!
До свидания.