Разработка урока физики "Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах"; 10-11 класс









Министерство обороны Российской Федерации

Федеральное государственное казенное общеобразовательное учреждение

«Московское суворовское военное училище

Министерства обороны Российской Федерации»




Отдельная дисциплина

«Физика, химия, биология»


Методическая разработка

по теме

« Методика проведения урока по физике по теме «Ускорение свободного падения и вес тела

на Земле и других планетах.»»



Автор: Арефьева Е.Ю.,

преподаватель физики


Москва

2015 год


Аннотация


В работе представлена разработка урока по физике «Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах» для обучающихся 9 и 10 классов различного профиля обучения. Задания к уроку и формы изучения нового материала подобраны с учетом возрастных особенностей обучающихся. Богатый банк заданий, как теоретических, так и практических – расчетных и экспериментальных, - способствуют повышению активности на уроке и, как следствие, мотивации к изучению сложного теоретического материала. Возможность моделировать необычные приборы, помогающие исследовать реакцию человека, предлагается обучающимся на уроке, а продолжается во внеурочное время. Урок дополнен виртуальными путешествиями по планетам Солнечной системы. В ходе урока обязательно акцентируется внимание обучающихся на отличии понятий «вес» и «масса».

В разработке на выбор преподавателя представлены варианты этапа урока «Мотивация и целеполагание». Независимо от выбранного варианта подведения обучающихся к цели и задачам урока, дальнейший ход урока может идти по предложенному плану. Разноуровневость заданий, форма заданий помогают преподавателю выстраивать собственную траекторию ведения урока.

Задания с военным содержанием усиливают интерес к изучению темы.

Рекомендуемое время проведения занятия – 1,5 часа ( 2 урока).

Структура урока соответствует ФГОС. Данная разработка с точки зрения организации урока будет полезна преподавателям естественных наук любых образовательных учреждений, с точки зрения материала урока – преподавателям физики суворовских училищ, кадетских корпусов, учителям физики общеобразовательных школ.

















Содержание.

  1. Введение……………………………………………стр. 4

  2. Основная часть ……………………………………стр. 5-17

  3. Заключение…………………………………………стр. 18

  4. Полезные ссылки интернет-ресурсов……………..стр. 19



  1. Приложения………………………………………….стр. 20

























Введение

У каждого преподавателя за свой опыт преподавательской деятельности выработана своя методика проведения занятий по темам «Свободное падение», «Ускорение свободного падения на Земле и других планетах», «Вес тела». Начинается изучение данных тем на уроках физики в 9 классе, продолжением являются занятия в 10 классе с расширением и углублением материала. Проблемы, с которыми столкнулась я, как преподаватель, при изучении материала по свободному падению, многочисленны: у каждого суворовца разное владение математическими навыками нахождения проекций векторов на оси системы координат, анализа зависимости величин друг от друга. А также, понимание процессов с точки зрения физики, осмысление понятий «свободное падение», «вес тела», «ускорение свободного падения». Несмотря на множество проблем, при изучении данных тем нельзя исключать рассмотрение процессов падения тел не только в вакууме (свободное падение), но и в воздухе, изменение веса тела (но не массы) в различных точках Земного шара и на других планетах.

Все это формирует мировоззрение обучающихся о единстве законов природы и об изменении величин в зависимости от условий протекания процесса.

С одной стороны изучение данного материала связано с определенными трудностями, с другой стороны – материал может быть интересен и многообразен по содержанию. Учебная деятельность для старшеклассников является средством реализации жизненных планов, поэтому она направлена на структурную организацию и систематизацию индивидуального опыта путем его расширения и пополнения. В этом возрасте учебная информация может быть осмыслена самостоятельно и обучающиеся способны самостоятельно выбирать формы получения информации. Большим достоинством подростка является его готовность ко всем видам учебной деятельности, которые делают его взрослым в собственных глазах. Его привлекают самостоятельные формы организации занятий на уроке, сложный учебный материал, возможность самому строить свою познавательную деятельность за пределами школы. Передо мной стояла задача сделать так, чтобы всем учащимся было интересно на уроке, чтобы все были вовлечены в учебный процесс, не осталось ни одного равнодушного, при этом овладели предметными навыками на 100%. Это достигается многократным повторением одного и того же действия, но при разнообразных условиях и формах работы.

Поэтому к конструированию уроков данной темы подходила с особой тщательностью: учитывала и психолого-возрастные потребности обучающихся и значимость изучаемого материала для формирования представлений об окружающем мире.


Основная часть.



  • Методические рекомендации по подготовке и проведению урока.



  1. Для проверки разноуровневых заданий, выполненными группами, необходимо подготовить эпипроектор, веб-камера (или другой устройство), выводящее решения на листах на экран.

  2. Учесть, что много заданий, предлагаемых на уроке, являются групповыми и парными. Распределение по группам возможно:

- по способности обучающихся к выполнению разноуровневых заданий и экспериментов;

- по функциональным обязанностям в группе ( наблюдатель, теоретик, экспериментатор и т.д.)

- по комфортному сотрудничеству друг с другом.

  1. Подготовить на каждую пару обучающихся линейки 20-30 см.

  2. Отобрать из предлагаемого материала те задания, которые будут способствовать достижению поставленной цели урока в течение 45 минут.

  3. Возможно выполнение некоторых заданий за рамками урока. Например, теоретическое повторение - заполнение таблиц - (приложение1 ) может служить заданием самоподготовки к этому уроку, на уроке можно только проверить выполненное задание. Это экономит время, если темп работы на уроке низкий. Также, моделирование прибора для определения времени реакции человека (приложение2 ) является одним из заданий самоподготовки на следующий урок.

  4. К данному уроку должны быть изучены темы «Всемирное тяготение» и «Свободное падение тел. Ускорение свободного падения».



  • Материально техническое обеспечение урока:



компьютер, проектор, презентация к уроку, раздаточный материал в виде текстов, таблиц, карточек с заданиями, веб-камера, видео материал.



  • Оборудование:

линейки (1 шт. на пару), калькулятор



  • Межпредметность:

астрономия, математика.



  • Формы работы на уроке:

индивидуальная, групповая, фронтальная, парная



  • Планируемые результаты:



Предметные: формирование представления об ускорении свободного падения на Земле и других планетах, понимания зависимости ускорения свободного падения от характеристик планеты, представления об изменении веса тела в различных точках Земного шара и на других планетах, применять знания при решении задач.



Личностные: формирование мировоззрения, личное отношение к необходимости изучения окружающего мира, самооценка результативности работы, профориентация.



Метапредметные: умение выражать аргументированную точку зрения и парировать аргументы других обучающихся, анализ зависимости величин в формуле, умение пользоваться таблицей «Характеристики планет Солнечной системы», сравнивать, самостоятельное решение проблемы или групповое – (коммуникативность), принятие решения.
























Ход урока


«Ученик на уроке устает не от деятельности, а от ее однообразия» К.Д.Ушинский


  1. Организационный момент: индивидуальная проверка выполнения заданий самоподготовки, проверка готовности к уроку (наличие канцелярских принадлежностей, тетрадей), ответ на индивидуальные вопросы суворовцев. Приветствие.



  1. Актуализация знаний:

(*если задание было дано на самоподготовку, то его нужно проверить на этом этапе урока)





  • Задание для групп: Описать каждый случай движения тела (приложение 1)

Комментарии: задания одного содержания, но разные по уровню сложности, как с физической точки зрения, так и с точки зрения владения математическими навыками.



Уравнения зависимости кинематических величин от времени

При свободном падении

Начальные условия

Пояснительный рисунок

Задание 1.

Выполните чертеж в координатных осях XOY

Задание 2. Опишите характер движения (ускоренное\замедленное)

Задание 3. Получите уравнения движения для конкретного случая (в проекциях на оси координат)

















После выполнения заданий по группам необходимо проверить и обсудить результаты. Для этого с помощью веб-камеры вывести на экран заполненные листы.


Первый вариант выхода на тему и задачи урока.


Предлагается применить имеющиеся знания для решения экспериментального задания.


  • Экспериментальное задание: «Определить с помощью линейки время реакции человека (Приложение3), (слайд2)


Инструкция по выполнению эксперимента.

Испытатель

испытуемый

Держит линейку вертикально отметкой «0» вниз

Держит пальцы руки на уровне отметки «0»

Молча, не договариваясь с испытуемым, отпускает линейку (без начальной скорости)

Пальцами ловит линейку

Определяют время реакции испытуемого и меняются ролями.


Формула для расчетов





Запись результатов эксперимента (слайд 3)


№ п\п

Высота падения, м

Время реакции (время падения), с

Среднее время реакции

В начале занятия


1




tср=

2



3







Комментарии к эксперименту:

- высота падения линейки определяется от начального значения положения пальцев испытуемого (это отметка «0») до конечного значения (отметка, на которой испытуемый поймал линейку;

- время реакции рассчитывается по формуле, приведенной выше;

- эксперимент проводится несколько раз для получения среднего значения величины.



Комментарии к анализу результатов:

- можно провести эксперимент в начале и в конце урока для проверки изменения скорости реакции (или наоборот – увеличения скорости реакции, что будет являться своего рода рефлексией урока и закреплением формулы);

- по результатам эксперимента можно обсудить возможную принадлежность испытуемых к различным профессиям, для которых важной составляющей качеств характера является быстрота реакции и действий;

- дополнительно можно предложить для ознакомления текст «Факторы, влияющие на время реакции человека». (Приложение4)



3.Мотивация и целеполагание:



  • После обсуждения результатов решения задач предлагается посмотреть видеофрагмент «Космонавт на Луне» (Приложение «Видео»)

Задание к фильму:

- объяснить поведение космонавта;

- почему действия космонавта и реакция на события не такие, как на Земле?



Суворовцы объясняют поведение космонавта, опираясь на знания физики, и приходят к мысли о том, что взаимодействие космонавта с Луной не такое, как взаимодействие космонавта с Землей. Объяснение кроется в характеристиках Луны, влияющих на ускорение свободного падения на Луне и, как следствие, на силу взаимодействия Луны и космонавта, на его вес.



Тема урока: ««Ускорение свободного падения и вес тела

на Земле и других планетах»» (слайд4)

Предполагаемая формулировка задач урока:

  1. Определить ускорение свободного падения на различных планетах.

  2. Сравнить массы планет, радиус планет и ускорение свободного падения на этих планетах.

  3. Рассчитать свой вес на планетах Солнечной системы.


Второй вариант выхода на тему и задачи урока.


  • Ответить на вопросы (Приложение 5):

  1. Сила Всемирного тяготения -______________________ ________________________________________________

  2. Формула силы Всемирного тяготения______________________________________

  3. Название величин в формуле силы Всемирного тяготения_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  4. Значение гравитационной постоянной_________________________________________

  5. Свободное падение -___________________________________________________

  6. Обозначение и значение ускорения свободного падения____________________________________________

  7. Формула ускорения свободного падения____________________________________________

  8. Вес тела - _______________________________________________

  9. Формула веса тела___________________________________________

  10. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?_________________________________________________________________________________________________



3.Мотивация и целеполагание:



Вопрос № 10 в приложении №2 является проблемным. Суворовцы выдвигают разные версии и приходят к необходимости изменять ускорение свободного падения. В связи с этим появляется новая проблема: как изменить ускорение свободного падения.

Переходим к теме урока и постановке задач урока.

Тема урока: ««Ускорение свободного падения и вес тела

на Земле и других планетах»» (слайд4)

Предполагаемая формулировка задач урока:

  1. Определить ускорение свободного падения на различных планетах.

  2. Сравнить массы планет, радиус планет и ускорение свободного падения на этих планетах.

  3. Рассчитать свой вес на планетах Солнечной системы.





Дальнейший ход урока может идти независимо от варианта подведения суворовцев к теме и задачам урока.









4.Изучение нового материала



  • Группам предлагается выполнить задания (Приложение 6): определить ускорение свободного падения на планетах Солнечной системы. Для этого нужно воспользоваться таблицей «Характеристики планет Солнечной системы» (Приложение 7, слайд5) и формулой для расчета ускорения свободного падения.

Комментарии:

- групп может быть 8, по количеству заданий и планет (все планеты Солнечной системы, кроме Земли);

- можно выполнить задания индивидуально, а затем сравнить с результатами других суворовцев.


















  • Для подведения итогов каждая группа заносит свои данные в итоговую таблицу (Приложение 8)


Планеты

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Ускорение свободного падения, м\с²












  • Используя итоговую таблицу «Ускорение свободного падения на планетах Солнечной системы», предлагается решить «задачи в картинках» для отработки навыка решения задач и применения табличных данных, полученных самостоятельно. (Приложение 9)



Вопрос: какой вид движения был рассмотрен? (Ответ: свободное падение)

Подумать: какие параметры изменятся, если движение тел будет происходить в воздухе? (Суворовцы приводят примеры изменения скорости, траектории полета)

  • Рассмотрим движение снаряда в воздухе. (слайд 6)

Рис. 1. Изменение траектории полёта снаряда от сопротивления воздуха





Рис. 2. Недальнобойный и дальнобойный снаряды



Рис. 3. Вращение снаряда в полёте под действием силы сопротивления воздуха



Рис. 4. Рассеивание снарядов

Текст. Если из одного и того же орудия, одинаковым боеприпасом, при одном и том же направлении ствола орудия, при одинаковых, на первый взгляд, условиях произвести несколько выстрелов, то снаряды не попадут в одну точку, а полетят по разным траекториям, образуя пучок траекторий, как проиллюстрировано на рис. 4. Это явление называется рассеиванием снарядов.

Причиной рассеивания снарядов является невозможность достижения абсолютно одинаковых условий для каждого выстрела. В таблице приведены основные факторы, вызывающие рассеивание снарядов и возможные пути уменьшения этого рассеивания.



Основные группы причин рассеивания

Условия, порождающие причины рассеивания

Меры борьбы за уменьшение рассеивания

1. Разнообразие начальных скоростей

  • Разнообразие свойств пороха (состав, содержание влаги и растворителя).

  • Разнообразие веса зарядов.

  • Разнообразие температуры зарядов.

  • Разнообразие плотности заряжания.

(размеры и расположение ведущего пояска, досылка снарядов).

  • Разнообразие формы и веса снарядов.

  • Хранение в герметической укупорке. Каждую стрельбу производить зарядами одной партии.

  • Поддержание должной температуры в погребе.

  • Единообразие заряжания.

  • Каждую стрельбу производить снарядами одного весового знака.

2. Разнообразие углов бросания

  • Разнообразие углов возвышения (мёртвые ходы в прицельном устройстве и в механизме вертикального наведения).

  • Разнообразие углов вылета.

  • Разнообразие наводки.

  • Тщательный уход за материальной частью.

  • Хорошая тренировка наводчиков.

3. Разнообразие условий в полёте снаряда

Разнообразие влияния воздушной среды (плотность, ветер).

-

Комментарий:

- акцент сделать на последней строчке в таблице – на влиянии сопротивления среды и ветра;

- подчеркнуть, что сегодня на уроке рассматривается свободное падение – движение только под действием силы тяжести.




  • Задание-разминка.

Предлагается суворовцам встать на весы и, определив свою массу, рассчитать собственный вес. Решение и ответ записать в тетрадь. Обратить внимание на то, что вес на разных планетах будет разным, а масса отстается неизменной.



*Примечание: по возможности рекомендуется это задание выполнить в Московском Планетарии ( Адрес: 123242, Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1 info@planetarium-moscow.ru), в котором есть весы, показывающие вес человека на планетах Солнечной системы.





Вопрос: каким весом Вы будете обладать на других планетах?

Суворовцы проводят расчеты и записывают результаты в таблицу (Приложение 10).















5.Закрепление материала



  • Проверка теоретических знаний (Приложение 11):



  1. От чего зависит значение ускорения свободного падения?________________________________________________________________________________________________________________________________________

  2. Означает ли это, что чем больше масса планеты, тем больше ускорение свободного падения на этой планете?_________________________________________________________________________________________ (сравнить Меркурий и Марс по массе и ускорениям свободного падения).

  3. Означает ли это, что чем больше радиус планеты, тем меньше ускорение свободного падения на этой планете? ________________________________________________________________________________________________ (сравнить Землю и Юпитер)

  4. Можно ли уменьшить вес человека, не уменьшая его массу?___________________________________________________________________________________________

  5. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?___________________________________________________________________________________________


  • Задачи для самостоятельного решения.

1.Ластик упал с края стола высотой 80 см. Определить время падения (можно проверить экспериментально). Можно провести решение по вариантам: каждый вариант рассматривает падение ластика на различных планетах (слайд7)

2. Определить ускорение свободного падения на Солнце (слайд8)

Солнце



Macca:

2*1030кг.

Диаметр:

1392000 км.

Плотность:

1,416 г/см3

Температура поверхности:

+5500oC

Период обращения по орбите:

88 земных суток

Светимость:

3,86*1023 кВт










  1. Рефлексия



  • После расчетных задач предлагается совершить виртуальное путешествие по планетам Солнечной системы (Приложение 12).













7.Оценки за урок, задание для самоподготовки:

  1. Моделирование прибора для определения времени реакции человека. (Приложение 2)

  2. Задачи из сборника задач А.П.Рымкевича: №178,180, дополнительно № 179

  3. Определить ускорение свободного падения на любой из планет (воспользоваться справочными данными характеристик планет)








Заключение



Данная методика проведения урока «Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах» значительно повысила интерес суворовцев к изучаемой теме, ее усвоение. Для подготовки к итоговой аттестации в 11 классе суворовцы в достаточно короткий срок воспроизводят тему, изучаемую в 10 классе. В результате таких видов деятельности и правильно подобранного материала предметные знания надолго сохраняются в памяти суворовцев. Личностные результаты достигаются с первых этапов урока. При многократном выполнении расчетных заданий корректируются недочеты овладения математическим навыком. Все суворовцы были вовлечены в учебный процесс, не осталось ни одного равнодушного. Виртуальное путешествие с первого взгляда кажется «детским» и не соответствует возрастным особенностям суворовцев. Но, не смотря на простую формулировку задания, выполнение его требует опоры на физические законы и нравится обучающимся любого возраста. Во время выполнения данного задания возникает очень много научно обоснованных вопросов, суворовцы делятся информацией, прочитанной ранее, о космических исследованиях. Обязательно отмечают, что для изучения космического пространства необходимы знания по многим предметам. Вопрос «Как протекали бы будни?» подталкивает к пониманию того, что привычный образ жизни (движение, взаимодействие и т.д.) на других планетах происходит совсем по - иному. Здесь очень важно подчеркнуть: «происходит по-иному», но по тем же законам физики, что и на Земле. Усиленная подготовка к уроку, затраченное время на проведение урока (1,5 ч – два урока) оправдывают затраты при получении результата суворовцами: личная заинтересованность в изучении темы, качество знаний, расширение кругозора.
















http://v-kosmose.com/pluton-planeta-solnechnoy-sistemyi/

Астрономия для любителей

http://kosmos-gid.ru/solar_system/earth/

Космос-гид. Все о космосе, нашей галактике и неизвестной вселенной

http://mostinfo.su/163-planeta-saturn.html

Основа информации - это открытые различные источники. Информация на страницах сайта собрана не только из Интернета, но и с периодической прессы, журналов, энциклопедий

http://900igr.net/prezentatsii/astronomija/Solnechnaja-sistema-i-ejo-planety/002-Sravnitelnaja-kharakteristika-planet.html

Сравнительная характеристика планет Солнечной системы

http://www.delphis.ru/journal/article/rodovoe-drevo-solnechnoi-sistemy-i-ego-plody

«Дельфис» - культурно-просветительский журнал.

http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000074/st074.shtml

Новостные статьи по географии

http://kvant.mccme.ru/pdf/2000/01/33.pdf

Статьи из журнала «Квант»

http://kvant.mccme.ru/pdf/2000/01/kv0100kaleid.pdf

Калейдоскоп «Кванта», вопросы

http://bourabai.kz/physics/kinematics_5.html

Реальная физика. Свободное падение

http://5klass.net/fizika-10-klass/Svobodnoe-padenie-fizika/002-Svobodnoe-padenie-fizika.html

Презентации по физике

http://physik.ucoz.ru/load/videofilmy/mekhanika/svobodnoe_padenie_tela/14-1-0-190

Школьная физика. Сайт учителя физики Шептикина А.С.

http://physik.ucoz.ru/load/videofilmy/mekhanika/svobodnoe_padenie_tel_v_vozdukhe_i_vakuume/14-1-0-54

Школьная физика. Сайт учителя физики Шептикина А.С. Анимация эксперимента с трубкой Ньютона

http://www.studyguide.ru/note.php?id=37

Ускорение свободного падения

http://physics-lab.ucoz.ru/publ/laboratory_work/laboratory_work_10/laboratornaja_rabota_2/17-1-0-69

Лаборатория физики. Лабораторная работа № 2

http://www.pomogala.ru/landsberg/myphizika_12/myphizika_12.html

Сайт для студентов и учащихся, готовящихся сдавать ЕГЭ по физике «Помогала.Ру». Понятный учебник.

http://www.myshared.ru/slide/361251/

Банк презентаций по физике

http://kosmosait.com.ua/solnechnaya-sistema/70-proiskhozhdenie-nazvanij-planet

Космосайт. Планеты Солнечной системы

http://referatdb.ru/matematika/104390/index.html?page=5

Сайт рефератов и задач по физике

http://wiki.mininuniver.ru/index.php/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8B_%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D1%83%D1%87%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%85%D1%81%D1%8F_%D0%B2_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B5_%D0%A2%D0%B0%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%84%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8

Статья « Результаты исследования учащихся в проекте « Такие разные функции»»


http://al-vo.ru/o-zhizni/dvizhenie-tela-broshennogo-pod-uglom-k-gorizontu.html

Математика и физика полета баскетбольного мяча

http://astr0n0m.livejournal.com/

Сайт «Не только об астрономах и астрономии»

http://avtoskola-online.ru/6-tema-3-reakcija-vosprijatija-i-predstavlenija.html


https://wf.mail.ru/forums/showthread.php?t=212064

Факторы. Влияющие на время реакции человека

Полезные ссылки интернет-ресурсов

















ПРИЛОЖЕНИЕ

(В ЭЛЕКТРОННОМ ВИДЕ «ПРИЛОЖЕНИЕ» ПРИКРЕПЛЕНО ОТДЕЛЬНЫМИ ФАЙЛАМИ)

21


Приложение 6

З

Марс – четвертая по счету планета, удаленная от Солнца и ближайшая к Земле. Этой планете приблизительно 4,6 миллиарда лет, как Земле, Венере и остальным планетам солнечной системы.


адание:
определить ускорение свободного падения на Марсе















Масса Марса__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




З

адание: определить ускорение свободного падения на Меркурии


Меркурий — маленькая планета. Его масса составляет двадцатую часть массы Земли, а радиус в 2,5 раза меньше земного.

Ученые считают, что в центре планеты находится большое железное ядро — на его долю приходится 80 % массы планеты, а сверху — мантия из каменных пород.















Масса Меркурия__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




Задание: определить ускорение свободного падения на Венере


Планета Венера — наша ближайшая соседка. Венера подходит к Земле ближе, чем любая другая планета, на расстояние 40 млн км и ближе. Расстояние от Солнца до Венеры составляет 108 000 000 км, или 0,723 а.е.

Размеры Венеры и масса близки к земным: диаметр планеты всего на 5 % меньше диаметра Земли, масса — 0,815 массы Земли, сила тяжести — 0,91 земной. При этом Венера очень медленно вращается вокруг своей оси в направлении, обратном вращению Земли (т. е. с востока на запад).















Масса Венеры__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




Задание: определить ускорение свободного падения на Юпитере

Юпитер находится за поясом астероидов и почти полностью состоит из газов, преимущественно – водорода и гелия. Масса Юпитера настолько огромна (М = 1,9∙1027 кг), что почти в 2,5 раза превышает массу всех вместе взятых планет солнечной системы. Вокруг оси, Юпитер вращается со скоростью 9 часов 55 минут, а орбитальная скорость равна 13 км/с. Сидерический период (период вращения по своей орбите) составляет 11,87 лет.





Масса Юпитера__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




З

Карликовая планета Плутон является единственной планетой-карликом в Солнечной системе, которая стояла в ряду основных планет. Не так давно Плутон считался полноценной девятой планетой, наиболее удалённой от Солнца. Теперь же он рассматривается, как один из самых крупных объектов пояса Койпера – тёмной дискообразной зоны, за пределами орбиты Ньютона, содержащий триллионы комет. Плутон причислили к планетам-карликам в 2006 году. Это событие рассматривалось, как понижение в статусе и вызвало бурные споры и дискуссии в научных и общественных кругах

адание: определить ускорение свободного падения на Плутоне



Масса Плутона__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




Задание: определить ускорение свободного падения на Земле


Наша планета – Земля – имеет множество имен: голубая планета, Терра (лат.), третья планета, Earth (анг.). Она вращается вокруг Солнца по круговой орбите, радиусом около 1 астрономической единицы (150 млн. км). Период обращения по орбите происходит со скоростью 29,8 км/с и длится 1 год (365 суток) Ее возраст, сравним с возрастом всей солнечной системы, и насчитывает 4,5 миллиарда лет. 














Масса Земли__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




З

Уран является седьмой по удаленности от Солнца планетой в Солнечной системе. Это третий по размерам из четырех газовых гигантов. Он был обнаружен в 1871 году Фредериком Уильямом Гершельем. 
Уран удивителен тем, что это единственная планета в Солнечной системе, которая  имеет ось, лежащую в плоскости движения планет вокруг Солнца, и кольца, перпендикулярны к этой плоскости.
 
Если это представить, то Уран вращается лежа на боку.
 
Планета делает один оборот за 84 земных года.  Смена времен года происходит только на небольшой территории возле полюсов. Так 42 года на одном полюсе лето, через 42 года лето на другом полюсе, а на противоположном, соответственно – зима.

адание: определить ускорение свободного падения на Уране




Масса Урана__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:




Задание: определить ускорение свободного падения на Сатурне


Сатурн был самой отдаленной из пяти планет, известных древним народам. 
В 1610 итальянский астроном Галилео Галилей был первым, который рассмотрел Сатурн через телескоп. К его удивлению он видел несколько объектов по обе стороны от планеты. Он делал рисунки Сатурна, как отдельных сфер, полагая, что Сатурн имел тройное тело. 














Масса Сатурна__________кг Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:


З

Нептун – является четвертой по размеру и восьмой по расстоянию планетой от Солнца. Его назвали в честь римского морского бога, аналогичному Посейдону у греков. После открытия Урана, ученые всего мира начали спорить, т.к. траектория его орбиты не совсем соответствовала всемирному закону тяготения, открытого Ньютоном. Это натолкнуло их на мысль о существовании еще одной планеты, пока не известной, которая и влияла своим гравитационным полем на орбиту седьмой планеты. Через 65 лет после открытия Урана, 23 сентября 1846 года была открыта планета Нептун. Она была первой планетой, которую открыли при помощи математических расчетов, а не с помощью долгих наблюдений.


адание:
определить ускорение свободного падения на Нептуне



Масса Нептуна__________кг

Расчет:

Средний

радиус планеты________м _____________________________________________

_______________________________________________

_________________________________________________


__________________________________________________

Ответ:



Приложение 1.1

Группа № 1 Описать каждый случай движения тела.



Уравнения зависимости кинематических величин от времени

При свободном падении

Начальные условия

Пояснительный рисунок

Задание 1.

Выполните чертеж в координатных осях XOY

Задание 2. Опишите характер движения (ускоренное\замедленное)

Задание 3. Получите уравнения движения для конкретного случая (в проекциях на оси координат)

 




1. Тело бросили под углом к горизонту.






















По вертикали (ось OY)








по горизонтали (ось OX)


ось OY:









ось OX:








Приложение 1.2

Группа № 2 Описать каждый случай движения тела.



Уравнения зависимости кинематических величин от времени

При свободном падении

Начальные условия

Пояснительный рисунок

Задание 1.

Выполните чертеж в координатных осях XOY

Задание 2. Опишите характер движения (ускоренное\замедленное)

Задание 3. Получите уравнения движения для конкретного случая (в проекциях на оси координат)

 









2.Тело бросили горизонтально.



















По вертикали (ось OY)








по горизонтали (ось OX)











ось OY:









ось OX:


Приложение 1.3

Группа № 3 Описать каждый случай движения тела.



Уравнения зависимости кинематических величин от времени

При свободном падении

Начальные условия

Пояснительныйрисунок

Задание 1.

Выполните чертеж в координатных осях XOY

Задание 2. Опишите характер движения (ускоренное\замедленное)

Задание 3. Получите уравнения движения для конкретного случая (в проекциях на оси координат)

 






3.Тело бросили вертикально вверх с начальной скоростью


















По вертикали (ось OY)








по горизонтали (ось OX)












ось OY:









ось OX:


Приложение 1.4

Группа № 4 Описать каждый случай движения тела.


Уравнения зависимости кинематических величин от времени

При свободном падении

Начальные условия

Пояснительный рисунок

Задание 1.

Выполните чертеж в координатных осях XOY

Задание 2. Опишите характер движения (ускоренное\замедленное)

Задание 3. Получите уравнения движения для конкретного случая (в проекциях на оси координат)

 










4.Тело отпустили без начальной скорости с некоторой высоты.


















По вертикали (ось OY)








по горизонтали (ось OX)


ось OY:









ось OX:



П


Расстояние (см)

Время (мс)

1


2


3


4


5


6


7


8


9


10



Таблица результатов

риложение 2

«Изготовление прибора для измерения времени реакции человека.»

Необходимые материалы: деревянная линейка, калькулятор.

Используя формулу для расчета времени падения тел без начальной скорости, получается соответствие высоты падения и времени падения. С обратной стороны линейки согласно делениям (см и мм) делается шкала времени (в с или мс)

Инструкция по выполнению эксперимента.


Испытатель

испытуемый

Держит линейку вертикально отметкой «0» вниз

Держит пальцы руки на уровне отметки»0»

Молча, не договариваясь с испытуемым, отпускает линейку (без начальной скорости)

Пальцами ловит линейку

Определяют время реакции испытуемого и меняются ролями.








Приложение 3

Определение времени реакции человека с помощью линейки (выполняется в парах)

Инструкция по выполнению эксперимента.

Испытатель

испытуемый

Держит линейку вертикально отметкой «0» вниз

Держит пальцы руки на уровне отметки «0»

Молча, не договариваясь с испытуемым, отпускает линейку (без начальной скорости)

Пальцами ловит линейку

Определяют время реакции испытуемого и меняются ролями.




Формула для расчетов





Запись результатов.


№ п\п

Высота падения, м

Время реакции (время падения), с

Среднее время реакции

В начале занятия


1




tср=

2



3



В конце занятия (после решения задач,

физической зарядки)

1




tср=

2



3

































Приложение 4

Факторы, влияющие на время реакции человека.

  1. Время реакции водителя должно быть по возможности малым. Минимальное время реакции водителя на зрительный сигнал, например, нажатие на кнопку не может быть менее 0,1c. Однако имеются люди, у которых, в силу индивидуальных особенностей их организма, время реакции замедленно.

Время реакции водителя при появлении препятствия на дороге состоит из следующих слагаемых:
- передача ощущения от органа чувств (глаза, уха) в мозг. Этот процесс у здорового человека занимает 0,15-0,30 секунды;
-преобразование ощущения во впечатление, сопровождающееся чаще всего растерянностью, удивлением, испугом. Эта часть времени реагирования составляет 0,15-0,20 секунды;
- осмысление опасности и принятие решения - 0,2-1,5 секунды;
- передача мозгом «команды» двигаться рукам и ногам. Эта часть времени реагирования длится 0,1-0,2 секунды.
От времени реакции водителя во многом зависит остановочный путь автомобиля при экстренном торможении.( http://avtoskola-online.ru/6-tema-3-reakcija-vosprijatija-i-predstavlenija.html )

  1. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1-

0,3 секунды.

  1. Интеллект

Уровень интеллектуального развития влияет на время реакции, особенно при выполнении более сложных заданий. У людей с более высоким уровнем интеллекта время реакции лучше.


  1. Читайте книжки и хорошо учитесь в школе, тогда сможете не только

быстро реагировать на появление соперника, но и решать мгновенно более

сложные задачи.

  1. Упражнения

Упражнения могут улучшить время реакции. У спортивных людей время реакции короче. Наилучшее время реакции достигается при частоте сердцебиения 115 ударов в минуту.

  1. Дрожание пальца вверх/вниз с частотой 8-10 раз в секунду улучшает

время реакции. ( https://wf.mail.ru/forums/showthread.php?t=212064







Приложение 7







Приложение 8

Итоговая таблица




Планеты

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Ускорение свободного падения, м\с²












Для проверки используйте таблицу в приложении ( http://www.myshared.ru/slide/361251/ )














приложение 10

Карта изменений веса тела человека

при путешествии с одной планеты Солнечной системы на другую

(используя таблицу значений ускорения свободного падения на различных планетах, рассчитайте свой вес на этих планетах)


Не забудьте: ВЕС – это СИЛА, с которой тело действует на опору или подвес.

- формула веса тела, находящегося на неподвижной опоре.


Моя масса,кг

Ускорение свободного падения, м\с²

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Плутон

Вес,

Расчетный, Н










Вес,

измеренный на музейных весах, Н














Виртуальное путешествие по Солнечной системе (по группам) Приложение 12


Представьте, что Вам посчастливилось полететь и пожить некоторое время на одной из планет Солнечной системы. Опишите (в произвольной форме) с помощью сравнительной таблицы, как протекали бы Ваши будни.


Воспользуйтесь таблицей «Характеристики планет Солнечной системы», а также, собственными расчетами ускорения свободного падения на различных планетах.


положительное

отрицательное


























Ответь на вопросы:

  1. Сила Всемирного тяготения -______________________ ________________________________________________

  2. Формула силы Всемирного тяготения______________________________________

  3. Название величин в формуле силы Всемирного тяготения_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  4. Значение гравитационной постоянной_________________________________________

  5. Свободное падение -___________________________________________________

  6. Обозначение и значение ускорения свободного падения____________________________________________

  7. Формула ускорения свободного падения____________________________________________

  8. Вес тела - _______________________________________________

  9. Формула веса тела___________________________________________

  10. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?_________________________________________________________________________________________________









Приложение 5

Ответь на вопросы:

  1. Сила Всемирного тяготения -______________________ ________________________________________________

  2. Формула силы Всемирного тяготения______________________________________

  3. Название величин в формуле силы Всемирного тяготения_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  4. Значение гравитационной постоянной_________________________________________

  5. Свободное падение -___________________________________________________

  6. Обозначение и значение ускорения свободного падения____________________________________________

  7. Формула ускорения свободного падения____________________________________________

  8. Вес тела - _______________________________________________

  9. Формула веса тела___________________________________________

  10. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?_________________________________________________________________________________________________







Задача № 1.


Сколько времени падали бы тела, которые бросал Галилей с Пизанской башни высотой 56,7 м, если бы она находилась на другой планете Солнечной системы?


http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000074/st074.shtml


Максимальная высота первого прыжка из сидячего положения вертикально вверх у кенгуру равна 2,5 м.

Чему равнялась бы эта высота на других планетах?


________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Ответ:








Приложение 9



Задача № 2.


http://italy4me.ru/general/pizanskaya-bashnya.html



_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



Ответ:





Проверка знаний:



  1. От чего зависит значение ускорения свободного падения?________________________________________________________________________________________________________________________________________

  2. Означает ли это, что чем больше масса планеты, тем больше ускорение свободного падения на этой планете?_________________________________________________________________________________________ (сравнить Меркурий и Марс по массе и ускорениям свободного падения).

  3. Означает ли это, что чем больше радиус планеты, тем меньше ускорение свободного падения на этой планете? ________________________________________________________________________________________________ (сравнить Землю и Юпитер)

  4. Можно ли уменьшить вес человека, не уменьшая его массу?___________________________________________________________________________________________

  5. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?___________________________________________________________________________________________











Приложение 11

Проверка знаний:



  1. От чего зависит значение ускорения свободного падения?________________________________________________________________________________________________________________________________________

  2. Означает ли это, что чем больше масса планеты, тем больше ускорение свободного падения на этой планете?_________________________________________________________________________________________ (сравнить Меркурий и Марс по массе и ускорениям свободного падения).

  3. Означает ли это, что чем больше радиус планеты, тем меньше ускорение свободного падения на этой планете? ________________________________________________________________________________________________ (сравнить Землю и Юпитер)

  4. Можно ли уменьшить вес человека, не уменьшая его массу?___________________________________________________________________________________________

  5. Можно ли увеличить вес человека, не изменяя его массу?___________________________________________________________________________________________







Слайд 1
Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах Преподаватель физики МсСВУ Арефьева Е.Ю.
Слайд 2
Инструкция по выполнению эксперимента Испытатель Испытуемый Держит линейку Держит пальцы руки на вертикально отметкой «0» уровне отметки «0» вниз Молча, не договариваясь с Пальцами ловит линейку испытуемым, отпускает линейку (без начальной скорости) Определяют время реакции испытуемого и меняются ролями.
Слайд 3
Формула для расчетов Запись результатов эксперимента № Высота п\ падения, м п Время реакции (время падения), с Среднее время реакции В начале занятия 1 2 3 tср=ср=
Слайд 4
Тема урока: «Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах» Задачи урока:
Слайд 5
Слайд 6
Рис. 1. Изменение траектории полёта снаряда от сопротивления воздуха Рис. 2. Недальнобойный и дальнобойный снаряды Рис. 3. Вращение снаряда в полёте под действием силы сопротивления воздуха
Слайд 7
Задача 1 Ластик упал с края стола высотой 80 см. Определить время падения ластика(можно проверить экспериментально). H
Слайд 8
Задача 2 Определить ускорение свободного падения на Солнце Macca: Диаметр: Плотность: 2*1030кг. 1392000 км. 1,416 г/см3 Температура поверхности: +5500oC Период обращения по орбите: Светимость: 88 земных суток 3,86*1023 кВт

Полный текст материала Разработка урока физики "Ускорение свободного падения и вес тела на Земле и других планетах"; 10-11 класс смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен фрагмент.
Автор: Арефьева Елена Юрьевна  Екатерина_Пашкова
18.06.2015 0 4233 479

Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.


Смотрите похожие материалы


А вы знали?

Интересные инструкции по ПК

Лучшие материалы сайта для вас
Оставьте отзыв к материалу:
Всего: 0