Физика 7 класс
Урок № Дата:
Тема урока : Взаимодействие тел. Вес тела. Динамометр.
Общая дидактическая цель: способствовать пониманию взаимодействий в физике.
Образовательная цель:
сформировать понятие о весе тела , создать условия для формирования у обучающихся понятия веса тела и возможности его изменения; практическое применение теоретического материала.
В целях развития научного мировоззрения учащихся показать роль физического эксперимента в физике.
Познакомить учащихся с практическими применениями знаний о весе.
Развивающая цель:
развитие самостоятельности в суждениях;
развитие логического мышления и внимание; формировать умение решать качественные задачи; развивать самостоятельность в работе
находить необходимые сведения в тексте, выделять главную мысль;
способствовать обучению школьников умению комментировать прочитанный текст;
на примере понятия веса тела продолжить развивать кругозор учащихся, учить отличать бытовое значение некоторых терминов от их научного значения; формирование умений интегрировать добытую в самостоятельном поиске информацию;
развитие интереса к исследованию и поиску зависимостей; продолжить развитие таких познавательных процессов, как восприятие, внимание, память;
развитие алгоритмического мышление учащихся, мировоззрения, то есть способствовать формированию взглядов на окружающий мир, на вклад человека в структурирование информации.
Коррекционная:
развивать слуховое восприятие (услышать и оценить высказывание),
воспитание культуры умственного труда и общения, чувство ответственности за свою работу.
Словарь: вес тела, динамометр, состояние невесомости, коэффициенты силы тяжести, явление гравитации, земное тяготение.
Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый.
Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний
Вид урока: эвристический
Формы работы учащихся: индивидуальные работы (тестирование с самопроверкой), диалоговое общение, фронтальный эксперимент.
Необходимое техническое оборудование: сырое яйцо, кирпич, динамометр с грузами, резиновый шар, наполненный водой, презентация по теме, учебники.
Ход урока:
1. Организационный момент. Цель: проверить готовность учащихся к усвоению новых знаний в диалоговом общении.
2. Актуализация знаний.
Повторить ранее пройденный материал, необходимый для изучения новой темы.
Метод: тестирование с взаимопроверкой и последующим выставлением предварительных оценок
3. Мотивация: вызвать интерес учащихся к теме через демонстрацию эксперимента.
Между деревянной доской и кирпичом, наклонённым под углом, фиксируется сырое яйцо:
При подъёме доски яйцо разбивается:
- Почему так произошло? Ответ на поставленный вопрос вы сами дадите в конце урока.
Запись темы урока на доске и в тетрадях.
4. Изложение и закрепление нового материала.
Цель:
- сформировать понятие веса как силы упругости, возникающей при деформации тела и приложенной к опоре или подвесу;
- рассмотреть возможности изменения веса и потери телом веса (состояния невесомости).
Методы: словесный, демонстрационный, фронтальный эксперимент, наглядный.
Над столом удерживается резиновый шар, наполненный водой:
Шар медленно опускается на стол:
- Что происходит с шаром при его взаимодействии с опорой?
- Шар деформируется.
- Под действием какой силы заставляет шар взаимодействовать с опорой?
- Сила тяжести.
- Какая сила возникает при деформации шара?
- Сила упругости.
- К какому телу приложена сила упругости, возникающая при деформации шара?
- Сила, приложенная к поверхности стола (опоры).
F упр = (Р)
Опыт с шаром повторяется в другом варианте. Резиновый шар, наполненный водой, крепится к подвесу,
который медленно поднимается:
Задаются аналогичные вопросы:
Что происходит с шаром при взаимодействии с подвесом?
Под действием какой силы шар деформировался?
Какая сила возникает при деформации шара?
К какому телу приложена сила упругости, возникающая при деформации шара?
F упр. = Р
Даётся определение веса тела, которое учащиеся записывают в тетрадь: сила упругости, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называется весом тела.
Проведение следующего фронтального эксперимента показывает, что вес тела может изменяться.
У каждого ученика в руках динамометр с подвешенным грузом. Уточняем, что динамометр показывает силу, с которой на него действует тело, то есть вес груза. Просим учеников медленно перемещать динамометр влево-вправо по горизонтали. Показания динамометров не изменяются.
Вопрос: - Изменяется ли вес тела, если изменяется его скорость, направленная горизонтально?
Ответ учащихся: - Нет, не изменяется.
Теперь просим учеников медленно перемещать динамометр вверх-вниз. Показания динамометров изменяются.
Учитель подводит учащихся к выводу, что вес тела изменяется, если изменяется его скорость, направленная по вертикали.
Вопрос: - Может ли тело потерять вес?
Вопрос: - Если шар и нить не деформированы, то чему равен их вес?
- Вес отсутствует, то есть равен нулю.
- Находились ли вы в состоянии невесомости? Если да, то в каких случаях?
- Да. При беге, прыжках, то есть в тех случаях, когда тело человека лишено опоры. мы начали знакомство с явлением гравитации вообще и земным тяготением в частности. Теперь настало время более подробного изучения силы тяжести на Земле и других планетах.
Динамометр
Проведём опыт с двумя гирями и динамометрами. Вы видите, что при массе гири 200 г (то есть 0,2 кг) на неё действует сила тяжести 2 Н, а при массе 500 г (то есть 0,5 кг) – сила тяжести 5 Н. Обратим внимание на закономерность:
| = 10 Н/кг | и | | = 10 Н/кг |
Проделав опыты с многими телами, мы обнаружим ту же самую
закономерность: отношение силы тяжести, действующей на тело, к массе этого тела является постоянной величиной, не зависящей ни от силы тяжести, ни от массы тела. Эту величину называют коэффициентом силы тяжести:
Формулу для вычисления коэффициента «g» можно преобразовать, поместив слева силу тяжести:
| Fтяж – сила тяжести, Н m – масса тела, кг g – коэффициент, Н/кг |
В опыте с двумя гирями мы выяснили, что вблизи поверхности Земли коэффициент «g» имеет значение 10 Н/кг (более точные значения 9,78 Н/кг и 9,83 Н/кг – см. далее в таблице).
Опыты показывают, что по мере удаления от Земли сила тяжести ослабевает. Например, на высоте 300 км значение коэффициента «g» уменьшается приблизительно до 9 Н/кг.
опыт с гирями и динамометрами в различных местах Земли, а также на поверхности Луны, Марса и так далее, можно выяснить, что коэффициент «g» зависит от места наблюдения:
Коэффициенты силы тяжести, Н/кг
Луна | 1,7 | | Земля: | » 10 |
Марс | 3,8 | а) полюс | 9,83 |
Юпитер | 24 | б) экватор | 9,78 |
В обыденной жизни под словом «вес» мы зачастую подразумеваем массу тела, не делая различия между этими терминами. Однако это неверно.
Весом тела называют силу, с которой тело давит на опору или тянет подвес. Например, на рисунке медведь действует на опору – прогнувшуюся доску. Согласно определению, сила давления медведя на доску – вес медведя. На рисунке правее медведь действует на подвес – канат. Эта сила тоже является весом, но уже медведя вместе с доской.
Часто вес тела равен действующей на него силе тяжести. В виде формулы это записывается так:
| W – вес тела, Н Fтяж – сила тяжести, Н |
Однако эта формула верна не всегда.
Например, если тело погружено в жидкость или газ. В этом случае возникает выталкивающая сила, обычно приводящая к уменьшению веса. Многочисленные опыты показывают, что вес тела равен действующей на него силе тяжести, когда тело и его опора (подвес) покоятся или движутся вместе равномерно и прямолинейно, и не действуют другие силы, кроме силы тяжести. Это – границы применимости формулы W = Fтяж
Забегая вперед, скажем, что когда тело или его опора (подвес) движутся непрямолинейно или неравномерно, вес тела никогда не равен силе тяжести. Он может быть как больше, так и меньше неё, а также направлен в другую сторону.
- Почему космонавты, летящие на орбите, постоянно находятся в состоянии невесомости?
- Космонавты вместе со своим кораблём непрерывно «падают» на Землю, но Земля в следствие своей кривизны не даёт им этого сделать.
- Теперь мы должны научиться рассчитывать вес тела. Казалось бы, что вес тела, как сила упругости, должен рассчитываться по закону Гука. Однако, это очень сложно и нерационально. Запомним: если опора или подвес неподвижны или движутся равномерно, то модуль веса равен модулю силы тяжести!
P = F = mg
Но ещё раз подчеркнём: вес и сила тяжести – силы разные! Сила тяжести объясняется законом Всемирного тяготения. Вес тела – это сила упругости. Сила тяжести приложена к самому телу, а вес – к опоре или подвесу.
Закрепление: решение и разбор задачи упр.9, №3 в учебнике.
Подведение итогов урока. (2 минуты)
Учитель: - Таким образом, в результате проведённых экспериментов и наблюдений можно сделать вывод, что… (продолжают учащиеся)
Учащиеся: - 1) Вес тела – это сила упругости, возникающая в следствие деформации тела под действием силы притяжения Земли;
2) Вес тела может изменяться, сила тяжести при этом не меняется;
3) Любое тело, на которое действует только сила тяжести, находится в состоянии невесомости.
: - А теперь вернёмся к вопросу, поставленному нами в начале нашего урока: почему кирпич разбил яйцо?
- При движении кирпича и опоры вверх его скорость увеличивалась, вес кирпича возрос и он раздавил яйцо.
- Может ли свеча гореть в невесомости? Если да, то почему? Ведь в космосе нагретый воздух не становится легче. (Ключевое слово – диффузия)
Подведение итогов урока
Анализ работы в классе.
Домашнее задание. Учитель пишет на доске.