Цели.
Образовательная: ввести понятия о свободном падении тел и ускорении свободного падения; распространить применение уравнения равноускоренного движения на свободное падение тел; ознакомить учащихся с историей возникновения и сутью экспериментального метода познания.
Развивающая: развитие операций логического мышления: анализ, синтез, сравнение при изучении данной темы.
Воспитательная: продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения; воспитание интереса к предмету и культуры общения.
Тип урока: комбинированный.
Методы обучения: беседа, рассказ, объяснение, эксперимент.
Оборудование: трубка Ньютона, насос Камовского, картон, бумага, грузы.
Ход урока
1. Мотивация.
Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя.
На уроках физики мы говорим о познании природы. Но сегодня, прежде, чем изучать физические явления, давайте заглянем “в себя”. Как мы воспринимаем окружающий мир? Как художники или мыслители?
2. Психологический тест.
- Переплетите пальцы рук. Большой палец правой или левой руки оказался у вас сверху? Запишите результат буквами “Л” или “П”.
- Возьмите лист бумаги с небольшим отверстием. Расположив его на расстоянии примерно 20 см от глаз, посмотрите через отверстие на авторучку, которая находится в вытянутой руке. Поочерёдно закрывайте то левый, то правый глаза. При закрытии какого глаза авторучка становится не видна? Результат запишите.
- Скрестите руки на груди (поза Наполеона). Кисть какой руки оказалась сверху? Результат запишите.
- Изобразите “бурные аплодисменты”. Ладонь какой руки оказалась у вас сверху? Результат запишите.
Подведём итоги, учитывая, что результат “ЛЛЛЛ” соответствует художественному типу личности, “ПППП” - типу мыслителя.
“Художники” - более развито правое полушарие головного мозга и преобладает образное мышление.
“Мыслители” - более развито левое полушарие головного мозга и логическое мышление.
Какой же тип мышления преобладает у вас? Итак “художники” поднимите руки, а “мыслители”? у кого получилось “ЛЛПП” или “ППЛЛ” - у вас хорошо развиты оба полушария, вы являетесь гармонично развитой личностью. Вот вы и познакомились сами с собой, т.е. познали самого себя. Поэтому можно переходить к познанию внешнего мира.
Формулировка темы и целей урока.
Тема нашего урока – “Свободное падение тел”. сегодня нам необходимо описать свободное падение, т.е.
- Определить вид движения;
- Выявить его особенности;
- Записать формулы для свободного падения тел и научиться применять их в конкретных ситуациях.
Причём мы попытаемся посмотреть на изучаемое явление с точки зрения “художников” и “мыслителей”.
3. Актуализация знаний.
Взаимоопрос (с классом) + - задачи по карточкам.
1) Какую силу надо приложить к телу массой 200 г, чтобы оно двигалось с ускорением 1,5 м/с2?
2) Определите массу мяча, который под действием силы 0,05 Н получает ускорение 1 м/с2?
3) Вагонетка массой 500 кг движется под действием силы 125 Н. Определите её ускорение.
4)* Автомобиль массой 1500 кг начинает двигаться горизонтально с ускорением 0,5 м/с2. Сопротивление движению 500 Н. определите силу тяги, развиваемую двигателем.
5)* После удара футболиста неподвижный мяч массой 500 г получает скорость 10 м/с. Определите силу удара, если он длился в течении 0,5 с.
4. Объяснение нового материала.
Первое общеизвестное учение о падении тел принадлежит Аристотелю, который считал, что тяжёлый камень падает быстрее сухого листа, т.е. скорость падения тела пропорциональна его весу.
Почти 2000 лет его мысли не подвергались сомнению, они вызывали благоговение и восторг. Но в конце 16 века его учение о падении тел было опровергнуто великим итальянским ученым Г.Галилеем, который установил закономерности этого движения, ставя опыты, т.е. экспериментально. Аристотель же пренебрегал эксперименты, считая, как и многие эллины труд уделом рабов. А как вы относитесь к эксперименту? Положительно? Тогда и мы поспорим с Аристотелем.
Фронтальный эксперимент.
- Два листа одинаковой формы, отпускаем их и наблюдаем за падением.
- Два листа, один скомкан. (Время падения – разное).
- Один лист бумаги, 1 лист картона. (Форма одинакова, массы разные, время падения – одинаково).
- Один лист бумаги, 1 лист картона – меньшей формы. (Время падения картона меньше, чем листа) и наоборот.
Экспериментальный метод познания.
Эйнштейн говорил, что истина – это то, что выдерживает проверку опытом. Наши эксперименты показали, что Аристотель заблуждался. Но находить чужие ошибки легче, чем не совершать своих. Аристотель в своё время бросил вызов своему учителю Платону : “Платон мне друг, но истина дороже”. Галилей – Аристотелю. Одна из главных заслуг Галилея, что он впервые в своих исследованиях применил не просто опыт, а экспериментальный метод познания, соединив опыт с логикой и математикой.
Эмпирический путь познания:
1) наблюдение;
2) гипотеза (научное предположение) – из которого
3) выводятся теоретические следствия;
4) подтверждение следствий другими опытами.
Ефим Ефимовский “Мудрые науки – без назидания и скуки” - стр. 25-27.
Движенье повсюду.
Движенье – везде!
В воздухе птица,
Как рыба в воде.
Жизни – нигде
Без движения нет!
И Солнце
Летит в хороводе планет!
Листья по воздуху
Долго кружат,
Но падает камень –
Быстрее стократ.
Быстрее ли падает,
Что тяжелей?
Это проверить
Решил Галилей.
Поучительный опыт, проведённый в присутствии профессоров, студентов и ротозеев город Пиза.
Пизанская башня, 1590 год.
Нёс Галилей в руке
Маленький шар из свинца,
А сзади – ядро огромное
Катили три молодца…
Студент.
Ядра, разные весом,
Сбросить решил Галилей.
Какое скажите, профессор,
Должно упасть скорей?
1 профессор.
Бросайте вниз хоть сотни тел!..
Хоть с башни! Хоть с небес!
Учит нас Аристотель:
На скорость влияет вес.
2 профессор.
Быть не должно,
Чтобы первое тело
Вместе с громадным
Вниз полетело…
Не верили глазам профессора:
Упали вместе разных два ядра!
(Галилей спускается с башни)
Профессора.
– Вы – фокусник!
- Плут!
- Вы – обманщик!
- Вас кафедры надо лишить!
- играете в игры, как мальчик! –
Народ – то легко рассмешить!
Галилей.
В старой книге ошибка:
- оставьте в покое вес!
Упала бы камнем пушинка,
Если бы воздух исчез…
Закономерности свободного падения.
Галилей, сбрасывая тела с Пизанской башни, обнаружил, что более лёгкие шары достигают земли немного позднее тяжёлых, но опаздывают “не более, чем на два пальца”. Почему?
- Если бы не было воздуха, полагал он, то тела сброшенные с башни, достигли бы земли одновременно.
Именно Роберт Бойль дает экспериментальное подтверждение выводам Галилея.
Опыт с трубкой Ньютона.
Свободное падение – падение тел в вакууме.
Свободное падение – движение тел под действием силы тяжести.
Если есть сила, следовательно есть и ускорение – которое является постоянным – это движение является равноускоренным – второй закон Ньютона.
И впервые в 1656 году Кристианом Гюйгенсоном было измерено с помощью маятниковых часов это ускорение, которое назвали ускорением свободного падения – g , м/с2, gravitas - с латинского языка – “тяжесть”.
g = 9,83235 м/с2 – на полюсе.
g = 9,78049 м/с2 – на экваторе.
g = 9,80612 м/с2 – на широте 45°.
g =9,80665 м/с2 – нормальное.
Стробоскопическая фотография – современный метод определения ускорения свободного падения тел.
Т.к. движение равноускоренное, без начальной скорости, то проекции векторов скорости и перемещения вычисляются по формулам: vx=ax· t;
Sx=ax·t2/ 2.
Только вместо ax - gx
1 Н= 1 м·кг/с2.
Ускорение свободного падения – это ускорение, с которым падают все тела в данном месте Земли.
5. Закрепление.
Упр. 13 (1, 2).
6. Подведение итогов.
- Какую тему мы сегодня изучили?
- Что называется свободным падением?
- Чему равно ускорение свободного падения?
7. Домашнее задание.
П.13, вопросы – устно, упр. 13.
- Ефимовский Е.С. Мудрые науки – без назидания и скуки: След колесницы.: ТИТ “Комета”, 1994.
- Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 кл.:, Учеб. Для образоват. Учеб. заведений. – М.: Дрофа, 1999. – 256 с.: ил.
- Журнал “Физика в школе” № 5/1997 г.
- Журнал “Техника молодёжи”.
Литература