68 ч, 2 ч в неделю
Продолжительность урока – 45 мин
Пояснительная записка
Предлагаемый урок посвящен «созданию» понятия о «новой» физической величине – ускорении свободного падения. На данном уроке «открывается» «новый» физический закон взаимосвязи массы тела с действующей на него силой тяжести. Как следствие, появляется «новая» физическая величина, представляющая собой коэффициент пропорциональности в полученной зависимости. Вводится ее название и единица. Таким образом, урок соответствует этапу конкретизации части опорной схемы-конспекта деятельности по введению новой физической величины[1, с. 86]:
Как ввести физическую величину? → Через формулу → Коэффициент пропорциональности в законе → Что характеризует → Единица → Определение физической величины.
Образовательная цель урока: подготовка учащихся, усвоивших следующие знания:
- Сила тяжести, действующая на тело, прямо пропорциональна его массе;
- Ускорение свободного падения – физическая величина, численно равная силе тяжести, действующей на тело массой 1 кг.
Цель по развитию учащихся: подготовка учащихся, овладевших следующими видами деятельности:
- Построение графика зависимости одной величины от другой на основе экспериментальных данных;
- «Открытие» закона взаимосвязи силы тяжести, действующей на тело, и его массы;
- Введение через формулу «новой» физической величины.
Содержание учебного материала
Вступительная беседа. Актуализация опорных знаний
| Вопросы учителя | Ответы учеников |
Что произойдет, если какой-либо предмет выпустить из рук? |
Он упадет на землю. |
Если тело бросить в горизонтальном направлении, полетит ли оно прямолинейно? |
Нет, не полетит, его траекторией будет кривая линия. |
В чем же причина наблюдаемых явлений? |
На тела действует сила-сила притяжения к Земле. Ее называют силой тяжести. |
Сравним два тела с разной массой. Что можно сказать про тело с большей массой? |
Оно тяжелее; тело с меньшей массой будет легче. |
А что значит «тяжелее»? |
Это значит, что на него действует большая сила тяжести. |
Как вы думаете, какой вид у этой зависимости? |
Можно предположить, что чем больше масса тела, тем больше действующая на него сила тяжести. |
А как нам это проверить? |
Провести экспериментальное исследование. |
Лабораторная работа [3, с. 18]
Исследование зависимости силы тяжести от массы тела
Цель работы: экспериментально установить вид зависимости силы тяжести, действующей на тело от его массы.
Оборудование: груз наборный; динамометр 0-5 Н; штатив.
Порядок выполнения работы.
1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений.
№ измерения |
Масса груза m, г |
Сила тяжести F, H |
|
|
|
2. Соберите основание штатива, закрепите в нем вертикально длинный стержень. К верхнему концу стержня прикрепите муфту. В муфте зажмите горизонтально короткий стержень.
3. Удостоверьтесь, что указатель динамометра находится напротив нулевой отметки его шкалы. При необходимости скорректируйте его положение <…>.
4. Подвесьте динамометр верхним крючком к горизонтальному стержню штатива <…>.
5. Исследуйте состав наборного груза. По цифрам, выбитым на его частях, определите массу каждой части.
6. Скомплектуйте наборный груз так, чтобы суммарная масса его частей составила 50 г.
7. Подвесьте груз к нижнему крючку динамометра и измерьте действующую на него силу тяжести.
8. Измерьте силу тяжести, действующую на груз массой 100 г, 150 г и 200 г.
9. На основе полученных данных постройте график зависимости силы тяжести от массы груза.
Анализ результатов измерений
Ученики совместно с учителем анализируют полученный график и приходят к выводу о прямо пропорциональной зависимости силы тяжести, действующей на тело от массы этого тела («Известно, что, во сколько раз масса одного тела больше массы другого тела, во столько же раз сила тяжести, действующая на первое тело, больше силы тяжести, действующей на второе тело» [2, с. 77]).
Обобщая полученный вывод на результаты измерений, получают в итоге равенства отношений 
=
=
=
.
Последовательно вычисляют полученные отношения и получают, что ≈≈≈≈9,8. Из этих же отношений выходят на единицу величины, Н/кг.
Наконец, приходят к выводу: «Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, необходимо 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела» [Там же, с. 78]. По учебнику находят информацию о том, что «величину 9,8 Н/кг обозначают буквой g, и формула для силы тяжести будет иметь вид: F=gm, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения [Там же] ». Полагая в этой формуле m=1 кг, приходят к тому, что: «Ускорение свободного падения – физическая величина, численно равная силе тяжести, действующей на тело массой 1 кг».
Домашнее задание
1. Заполните таблицу:
Название физической величины |
Е(е) |
Е(е) |
Формула |
Сила тяжести |
|
|
|
Ускорение свободного падения |
|
|
|
Масса тела |
|
|
|
2. Решите задачу: «Определите силу тяжести, действующую на тело массой 3,5 кг; 400 г; 1,5 т; 60 г» [Там же, с. 10, упр. 10.1]
Литература
- Ивашкина Д.А. Материалы курса «Эксперимент как метапредметная деятельность: реализация ФГОС на примере курса физики»: лекции 1–4. М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2014.
- Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учебник. М.: Дрофа, 2014.
- Степанов С.В. Механика. Методические рекомендации по использованию лабораторного набора по механике. М., 2009.