Конспект урока по физике на тему 'Свободное падение'

№ урока: ________

План-конспект

урока физики в 9 классе

Тема: Свободное падение.

Цели урока: продолжить формирование знаний учащихся о равноускоренном движении на примере свободного падения тел;

добиться усвоения учащимися содержания законов свободного падения;

продолжить формирование у учащихся интереса к физике, к экспериментальному методу познания природы, раскрывая роль Г. Галилея, его опытов по свободному падению тел;

продолжить обучение умению выделять существенное в изуча­емом материале;

для повышения интереса к изучаемому материалу и закрепления учебного материала рассмотреть задачи на свободное падение тел.

Оборудование: ПК «Intel Celeron 1,7 GГц»

План урока:

Содержание

Методы и приемы

Мотивация учебной деятельности

Изучение нового материала:

1. Аристотель о падении тел.

2. «Платон мне друг, но истина дороже»

3. Г. Галилей о падении тел.

4. Падение тел (И. Ньютон)

Закрепление нового материала.

Задание на дом.

Постановка проблемной ситуации.

Беседа.

Сообщение высказываний ученых.

Беседа. Демонстрация опытов.

Беседа.

Ответы на вопросы по изучаемой теме и решение качеств. задач

Запись на доске и в дневниках.

Тип урока: урок изучения нового материала с использованием ЭВМ.

Ход урока:

Сегодня на уроке мы будем изучать важнейшее явление природы. Запишите тему урока: «Свободное падение». Известна старая английская пословица: «Чем больше вырастешь, тем больнее падать».

(Вопросы к классу: 1. Как вы понимаете, о чем идет речь в этой пословице? 2. Что происходит при «контакте» падающего тела с землей? 3. Известно, что для взаимодействия необходимо наличие не менее 2-х тел. Что выступает в качестве второго тела в данном взаимодействии? 4. Каковы свойства взаимодействия 2-х тел? 5. Почему при взаимодействии изменение скорости у тел происходит по-разному? 6. Какой вывод вы сделали бы, исходя из выше изложенного?)

Подводя итог, можно подчеркнуть следующее: - Мышь может упасть без вреда с высоты 12 метров, тогда как собака массой 20 килограммов разбивается насмерть. - «Это потому, что тяжелые тела падают быстрее легких. Разве камни, железные шары, куски свинца не падают быстрее, чем перья, листья, снежинки?» - «Но разве галька не падает с такой же быстротой, как и большой камень?»

Если мы хотим разрешить вопрос, почему падение тяжелых тел приводит к более серьезным результатам, то нам следует выяснить, какие тела падают быстрее или, может быть, все они падают одинаково быстро.

Совершим небольшой экскурс в историю.

16 век н.э. - «Чтобы стать ученым, надо наизусть знать Аристотеля; понимать его - не суть важно; сомневаться в его словах - богохульство».

Около 2400 лет тому назад Аристотель, греческий ученый, пытался разрешить этот вопрос. Но вместо того, чтобы ронять легкий и тяжелый шары и наблюдать за их движением, Аристотель стал доказывать, что скорость падающего тела изменяется в зависимости от массы тела и что поэтому 2-хкилограммовый шар падает вдвое быстрее 1-килограммового.

«Падение куска золота или свинца, или другого тела, наделенного массой, происходит тем быстрее, чем больше его масса …»

Аристотель (384-322 гг. до н.э.)

Аристотель: чем больше масса тела, тем быстрее оно падает. (запись в тетрадях учащихся)

Слава Аристотеля была настолько велика (его познания в разных вопросах изучения природы были приняты церковью), что считалось кощунством обсуждать его слова по какому-либо вопросу. Но все же находились ученые, которые высказывали сомнения в правильности выводов Аристотеля. Послушаем, что говорилось ими по вопросу падения тел.

(Либо учитель, либо подготовленные учащиеся зачитывают высказывания ученых, противоречащие взглядам Аристотеля на падение тел.

• «Все тела, падающие в воде и разреженном воздухе, должны обязательно убыстрять свое падение, пропорционально своим массам, так как плотная вода и разреженный воздух не могут одинаково задерживать тела, а могут лишь для более тяжелых тел быстрее освобождать пространство. Однако, с другой стороны, пустота не может … поддерживать что-либо, … по этой причине все тела с различными массами будут обязательно двигаться в ней с равными скоростями»

Тит Лукреций Кар

• «Мы видим, что тела, имеющие большие массы, быстрее проходят при падении равные расстояния. Можно предположить, что отношение скоростей тел должно сохраниться и при движении в пустоте. Но это невозможно: почему собственно одно тело должно двигаться быстрее другого? Следовательно, все тела в пустоте будут иметь одинаковую скорость. Но это невозможно»

Аристотель (384-322 гг. до н.э.)

• «Существуют вещи абсолютно ложные и вещи, которые лучше проверять опытными фактами, чем любыми логическими заключениями. Если взять два тела, существенно различающиеся по массе, и уронить их с какой-то высоты, то легко заметить, что отношение их времен падения не только не следует отношению их масс, но различие этих времен чрезвычайно мало; так что, если массы отличаются не сильно, скажем одно тело тяжелее другого вдвое, различия во временах либо вовсе нет, либо оно незаметно.»

Иоанн Филопон (533 г. н.э.)

• «Возьми два свинцовых шара (как делал знаменитый Жан Гроти, прилежный исследователь природы, и я в своих ранних опытах), один из которых в десять раз тяжелее другого, и урони их одновременно с высоты 30 футов на деревянную доску или какое-либо иное твердое тело, издающее отчетливый звук; ты сразу обнаружишь, что более легкий шар упадет на доску не в десять раз медленней, но столь одновременно с другим, что звуки падения обоих шаров сольются в один. То же самое случится и с телами равных размеров, но отличающимися по массе, как десять и один. Посему пропорция, приписываемая Аристотелем, чужда истине».

Симон Стевин (1548 - 1620)).

Галилео Галилей, молодой профессор Пизанского университета в Италии, также сомневался в выводах Аристотеля о падении тел и занялся проверкой этих утверждений.

Производя опыты, он нашел, что мушкетная пуля падает так же быстро, как и пушечное ядро. Когда Галилей оповестил о своих открытиях ученых коллег, многие из них, будучи последователями Аристотеля, отказались его слушать. Больше того, они подняли на смех Галилея. «Какое право имеет этот юный выскочка бросать вызов учению великого Аристотеля?» - говорили они.

Чтобы доказать неправоту своих врагов, Галилей поднимается в присутствии собравшихся учеников и профессоров он на верх зна­менитой «падающей башни» в Пизе и роняет одновременно боль­шое пушечное ядро и маленькую мушкетную пулю. Они падают вместе, ударяясь о землю в одно и то же время. Но его противники все еще не убеждены: ведь то, что они видели, противоречит уче­нию Аристотеля. За исключением одного профессора, весь ученый синклит во главе с руководителями университета обратился про­тив юного бунтовщика.

Некоторые историки не уверены, действительно ли описанный эксперимент проходил в такой волнующей, драматической обста­новке, но они совершенно уверены, что Галилей действительно производил этот опыт и что опыт вызвал резкие возражения. Башня была идеальным местом для проведения такого эксперимента. Ее наклон гарантировал, что шары, падая, не ударятся о стены, а, кроме того, ее высота, 183 фута (56 метров), была доста­точна, чтобы результат опыта был убедительным. Этот исторический опыт рассматривается как рождение экспериментальной физики», а Галилея - ученого, половшего начало принципу опытной проверки научных гипотез, - заслуженно называют отцом экспериментальной физики.

Еще до конца не понимая, что же такое свободное падение, Г. Галилей все же формулирует его законы, в справедливости которых не сомневаются до сих пор.

• І. Все тела падают одинаково: начав свое падение одновременно, они и заканчивают его одновременно.

ІІ. Падение тел есть равноускоренное движение: скорость падающего тела за любые равные промежутки времени увеличивается на одну и ту же величину ( a = g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения)

(Учитель предлагает учащимся просмотреть видеофрагмент, воспроизводящий опыт Галилея).

Опыт Галилея доказал, что тяжелое пушечное ядро падает не быстрее маленькой мушкетной пули, но не объяснил, почему камень падает быстрее, чем перо. Галилей полагал, что в этом случае различие в скорости объясняется сопротивлением воздуха: воздух оказывает большее сопротивление перу, чем камню, более тяжелому предмету. Провести решающий эксперимент по доказательству этой гипотезы Галилей не смог и можно только догадываться, почему?

Решающий эксперимент до доказательству законов падения, сформулированных Галилеем, провел гениальный английский ученый И. Ньютон.

Описание опыта с трубкой Ньютона:

Выкачав из трубки воздух, дер­жите ее вертикально и потом быстро поверните на 180 градусов: металли­ческий шарик и перо надают вместе. Если трубка заполнена воздухом, то перышко падает значительно медленнее шарика. Таким образом, как и предсказывал Галилей, опыт обнаруживает, что в отсутствие воздуха семечко одуванчика падает так же быстро, как свинцовый шарик.

Падение тела называется свобод­ным падением, если совершенно от­сутствуют воздух и другие сопротивления для падения.

Свободное падение - это падение тел, которому ничто не мешает. (падение в вакууме)

(запись в тетрадях учащихся)

Экспериментальная проверка по­казывает, что при падении тела обтекаемой формы можно пренебречь сопротивлением воздуха для первых 1000 метров и считать падение с такой высоты приблизительно свободным

В заключение надо сказать, что не обязательно разница в скорости является причиной более сильного удара тяжелых падаю­щих тел по сравнению с легкими. Достаточно сказать, что этот вопрос, как и другие, касающиеся падения тел, требует знаний, которые выходят за пределы этой темы. Все это будет рассмотрено позже.

(Для закрепления изученного материала учитель фронтально опрашивает учащихся по вопросам:

1. Что называют свободным падением?

2. Каковы законы свободного падения?

3. Каково значение ускорения свободного падения?

4. Как направлено это ускорение?

5. Каким опытом можно подтвердить независимость ускорения свободного падения от массы падающих тел?

и предлагает для решения задачу: Почему теннисный и стальной шарики одинакового размера падают с разным ускорением?

Активным в течение всего урока учащимся выставляются оценки, которые учитель определенным образом мотивирует.)

Откройте дневники, запишите домашнее задание:

• Изучить § 17; решить упр. 8 (1-4).

• Провести опыты:

1. Взять 2 одинаковых тетрадных листа. Поднять их на одинаковую высоту, отпустить. Результат падения зафиксировать в тетради. Затем проделать те же действия, но предварительно скомкав один из листков.

2. Взять тетрадный лист и учебник по физике 9 класса. Обрезать лист согласно размерам учебника. Поднять лист и учебник на одинаковую высоту, отпустить. Результат падения зафиксировать в тетради. Затем проделать те же действия, но предварительно уложив лист сверху на учебник.

• Составьте план к § 17.

Спасибо за урок!