Сила тяжести. Вес. Невесомость

Цели урока:

- объяснить учащимся смысл понятия силы тяжести, веса тела, состояния невесомости, научить изображать эти силы с помощью векторов;

- развить интеллект и речь учащихся, навыки самостоятельной и аналитической работы, практические умения и навыки при работе с приборами;

- воспитать интерес к изучению предмета и чтению научно-популярной литературы.

Задачи урока:

• актуализировать знания учащихся изученной по теме;

• организовать коллективную работу учащихся от постановки учебной задачи до конечного результата;

• обобщить и систематизировать материал по теме;

• организовать самоконтроль учащихся на уроке.

Ход урока

1. Оргмомент. Объяснение целей и задач урока. Оформление тетрадей учащихся.

2. Актуализация опорных знаний учащихся.

На прошлых уроках вы говорили о таком понятии как сила и познакомились с некоторыми видами сил. Давайте вспомним эти понятия.

1. Что происходит с телами при их взаимодействии?
2. Что называют силой?
3. Какой величиной скалярной или векторной является сила?
4. В системе СИ сила измеряется?
5. Каким прибором измеряется сила?

На доске прикреплены кирпичики с названиями видов, изученных вами сил, на обратной стороне записан план характеристики силы.

План характеристики физической величины:

- определение физической величины;

- какой буквой обозначается и в чем измеряется;

- формула для нахождения.

3. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Каждый урок для вас – это новые знания и радость победы над неизвестным.

Есть такая легенда о греческом философе, который гулял в саду и разговаривал со своим учеником.

- Скажи мне, - спросил ученик, - почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, у тебя богатый опыт. Так почему же для тебя осталось много неизвестного и вопросов без ответа?

Подумав, философ нарисовал на земле два шара: большой и маленький.

- Твои знания – это маленький шар, а мои – большой. Чем больше шар, тем больше он касается неизвестного. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с тем, чего ты не знаешь. И дальше: чем больше ты будешь узнавать, тем больше будет возникать вопросов.

Сегодня мы попробуем расширить круг ваших знаний, чтобы в ваших головах рождались новые вопросы и появлялось желание находить на них ответы.

И поговорим о частном случае проявления всемирного тяготения - силе тяжести.

Тема нашего урока: “Сила тяжести. Вес”.

4. Изучение нового материала.

С гор текут реки, мяч падает на землю, с деревьев падают плоды. Как бы мы не прыгали вверх все равно опускаемся вниз.

Вопрос. Почему все тела падают на Землю?

4.1. Определение силы тяжести – сила тяжести - это сила, с которой Земля притягивает к себе тела.

Вопрос. От чего зависит сила тяжести?

Динамометр, комплект грузов на 4 человека и лист с ходом работы.

Задание 1. Определить цену деления, пределы и погрешность измерения.

Задание 2. Измерить силу тяжести, действующую на тела массой 0,1 кг, 0,2 кг, 0,3 кг.

Задание 3. Заполните таблицу:

Задание 4. Проанализировав табличные данные, ответьте на вопросы:

1. Что происходит с силой тяжести по мере увеличения массы тела?

2. При увеличении массы груза в 2 раза, сила тяжести увеличилась в … раза?

3. При уменьшении массы груза в 3 раза, сила тяжести …. в … раза?

4. Как называется такая зависимость в математике?

Вывод: между силой тяжести, действующей на тело, и массой тела существует прямо пропорциональная зависимость ,т.е. чем больше масса тела, тем больше сила тяжести.

4.2. Построим график зависимости силы тяжести от массы тела.

Вопрос: что представляет собой это график?

4.3. Найдем отношение

1/0,1=2/0,2= 3/0,3=10 Н/кг.

g = 10 Н/кг – коэффициент пропорциональности.

Это приблизительное значение, связанное с погрешностью измерений. Более точное значение g = 9,8 Н/кг – это ускорение свободного падения. Точные измерения в разных точках земного шара показали, что значение постоянной g зависит от географической широты местности.

На полюсе – 9,832 Н/кг

На экваторе – 9,78 Н/кг.

4.4. Формула для нахождения силы тяжести F_т = mg

4.5. Сила тяжести - это векторная величина, значит, она имеет направление и точку приложения.

Вопрос: куда направлена и к чему приложена сила тяжести?

Сила тяжести направлена вниз к центру Земли.

Центр тяжести – точка приложения силы тяжести, действующей на тело.

В поле силы земного притяжения центр тяжести совпадает с центром масс. В случае однородного твердого тела, обладающего центром симметрии, центр масс совпадает с центром симметрии.

4.6. Если тело находится на опоре или подвесе, то благодаря действию силы тяжести, оно давит на опору или растягивает подвес с силой, которая называется вес тела.

4.7. Определение веса.

Силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле, действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, называют весом тела.

P – вес, P = mg, (P) = 1Н.

4.8. Изображение веса.

Вопрос: чем сила тяжести отличается от веса тела?

4.9. Тело висит на нити, нить растянута. Сила, с которой груз растягивает нить – вес. Обрежем нить. Во время падения тело не растягивает нить, зн. у него нет веса, т.е. P = 0.

4.10. Определение невесомости.

Невесомость – это состояние, при котором вес тела равен нулю.

4.11. Все мы имеют свой вес. Давайте попробуем перенести свой вес:

- весь вес приложен к стулу;

- вес приложен частично к стулу и полу;

- весь вес приложен к полу.

Вы ощутили свой вес и попробовали его переносить. А доводилось ли вам терять свой вес, т.е. находиться в состоянии невесомости?

- Кто быстро ехал по выпуклому мосту и его подбрасывало на сидении?

- Кто прыгал в высоту и длину, ощущая состояние полета?

- Кто попадал в воздушные ямы, находясь в самолете?

В состоянии частичной невесомости находились все!

4.12. Плюсы состояния невесомости для человека очень ярко описаны в рассказе Циолковского “Вне Земли”:

- легко и просто проводить разнообразные работы. Все части сооружений одинаково доступны. Не нужно никаких лестниц. Кранов, блоков, домкратов;

- сила нужна, но она может быть малой; нужно только больше времени;

- нет обвалов, падений, разрушений. Где бы вы ни были, вы никуда не можете упасть и разбиться;

- ни один предмет не может оторваться и свалиться на вас

- не может двигаться лавина, не обваливаются горы, люди не падают в трещины, не тонут в колодцах, не падают никакие сооружения, какими старыми они бы не были.

4.13. Но невесомость приносит и определенные неудобства. Представьте себе, что вы проснулись утром на борту космического корабля и хотите умыться, позавтракать и перемещаться по кабине.

Задание. Предложите способ, как умыться, поесть, попить и ходить в состоянии невесомости. 4 человека.

1. Как умыться в состоянии невесомости?

Сначала отсутствие тяготения создавало много неудобств. Умыться можно было только с помощью …. . Вода, оставленная в незакрытой посуде, выливалась через край и растекалась вокруг. Ее капли собирались в радужные шарики, которые плавно перемещались в воздухе, как мыльные пузыри. Встреча с ними не предвещала ничего хорошего: вода мгновенно впитывалась одеждой.

Г. Бовин “Дети Земли”

2. Как пить в состоянии невесомости?

Елена Николаевна принесла ….. – вода в этом мире без тяготения сама не выливается из стакана, ее нужно только выталкивать с помощью резиновой груши.

Ю Сафронов, С. Сафронов “Внуки наших внуков”

3. Как есть в состоянии невесомости?

Еду готовили с постоянным риском ожога, потому что этот процесс протекал в …. … ….Особенно трудно было есть: о тарелках можно было забыть. Жидкую пищу …. из широких стаканов через резиновые … . Твердую пищу прикрывали …., чтобы она не разлеталась.

Г. Бовин “Дети Земли”

4. Как сберечь равновесие в состоянии невесомости?

Главное неудобство заключалось в том, что нужно было постоянно … …. к сидениям. Как только вы забывали это сделать, то сразу плавно поднимались вверх и беспомощно барахтались в воздухе до тех пор, пока вас не прибьёт к стене или к потолку. Такая же участь ждала и все незакрепленные предметы.

Г. Бовин “Дети Земли”

5. Закрепление ранее изученного.

Пока будущие покорители бескрайних просторов Вселенной думают, как справиться с неудобствами, мы попытаемся применить полученные знания для выполнения следующих задания.

Задача 1.

Найти силу тяжести, действующую на медный брусок, размеры которого 10 см на 20 см на 30 см, если плотность меди 8900 кг/м?.

Задача 2.

Найти силу, с которой ведро с водой объемом 10л давит на поверхность стола, если плотность воды 1000 кг/м?.

Проверка заданий о невесомости.

3. Выполнение теста.

Ответьте да или нет

1 вариант

1. Сила тяжести увеличивается с увеличением массы тела.

2. Сила тяжести зависит от места наблюдения.

3. Сила тяжести на Луне меньше, чем на Земле.

4. Сила тяжести уменьшается у тел, погруженных в воду.

5. Сила тяжести не действует на плавающие тела.

6. Сила тяжести, действующая на тело массой 0,5 кг равна 0,5 Н?

2 вариант

1. Сила тяжести измеряется динамометром.

2. Сила тяжести действует на любое тело.

3. Сила тяжести всегда направлена вниз.

4. Сила тяжести на Земле везде одинакова.

5. Сила тяжести при движении тела вниз уменьшается.

6. Сила тяжести, действующая на тело массой 200 г равна 0,2 кг?

3 вариант

1. Сила тяжести уменьшается при удалении от Земли в космос.

2. Сила тяжести измеряется в килограммах.

3. Сила тяжести при движении тела вверх увеличивается.

4. Сила тяжести тела увеличится, если его сжать.

5. Сила тяжести не действует на воздушный шарик.

6. Сила тяжести, действующая на тело массой 100 г равна 1 Н?

6. Подведение итогов урока, выставление оценок учащимся.

На обратной стороне листа с тестом нарисованы лица, характеризующие состоянию человека. Выберите то изображение, которому соответствует ваше состояние после урока.