Урок физики в 7 классе. Движение тел под действием силы тяжести.

Мокеева Татьяна Юрьевна

Урок физики в 7 классе.

Движение тел под действием силы тяжести.

Цель: 1. Объяснить причину притяжения тел к Земле. Ввести понятие свободного падения тел под действием силы тяжести.

2. Развитие знаний по решению задач на нахождение силы тяжести.

3. Воспитание самостоятельности при решении, интереса к предмету.

Демонстрация: Свободное падение тел в трубке Ньютона.

Вопрос-шутка: Коля и Толя нашли сжатую пружину в пакетике, перевязанном верёвочками, и стали эти верёвочки развязывать. Тут-то пружина и распрямилась. В результате взаимодействия Толя с хорошей скоростью улетел в одну сторону, а Коля с вдвое большей – в прямо противоположную. Укажите, как отличается Толина масса от Колиной.

( Поскольку пружина послала Толю, хоть и с хорошей, но вдвое меньшей, чем Колю, скоростью, (т.е. ускорение вдвое меньше), то Толина масса в два раза больше Колиной).

Задача-шутка: Масса листика, сорвавшегося с берёзы, 0,1г, а масса кота Яшки, размечтавшегося о птичках и сорвавшегося с той же самой берёзы, 10кг. Во сколько раз сила тяжести, действующая на планирующий листик, меньше силы тяжести, действующей на планирующего кота? ( в 100000 раз).

Пожалуй, самое первое научное открытие, которое делает человек в своей жизни, состоит в обнаружении такого факта: всякое тело, выпущенное из рук, непременно падает на Землю.

В глубокой древности его объяснили, приписав нашей Земле свойство притягивать к себе все тела. Много веков прошло, прежде чем люди, вслед за Ньютоном, осознали, что таким свойством обладают все тела во Вселенной – от крохотной песчинки до огромных скоплений звёзд. Это явление так и назвали: всемирное тяготение.

Вопрос: Как вы считаете, если Земля притягивает к себе любое тело, не может ли и тело притягивать к себе Землю?

(Да, по III закону Ньютона).

Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном в ХYII веке, проверенный множеством точных опытов и не имеющий ни одного опровержения, позволил объяснить законы движения известных планет и их спутников в Солнечной системе, предсказать существование тогда ещё неизвестных планет – Урана и Нептуна.

Земля и все остальные планеты движутся вокруг Солнца, притягиваются к нему и друг к другу. Притягивают друг друга и все тела на Земле. Земля притягивает к себе людей, воду морей, океанов, Луну, спутники и т.д.

Все эти тела притягивают к себе и Землю. Например, притяжение со стороны Луны вызывает на Земле приливы и отливы воды, огромные массы которой поднимаются в морях и океанах дважды в сутки на высоту в несколько метров.

Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести.

Вопрос: Почему спутники, движущиеся по орбите, не улетают от Земли?

Вопрос: Почему Луна не упадёт на Землю?

Сила притяжения зависит от величины масс взаимодействующих тел и от расстояния между ними.

F=G mM\ R

Вопрос: Как изменяется сила всемирного тяготения при увеличении массы тела? А при увеличении расстояния между телами?

Сила тяжести – это частный случай силы всемирного тяготения. Она приложена к телу и направлена к центру Земли.

Выясним, какова величина силы тяжести, от чего она зависит?

Экспериментальная задача: Опытным путём вывести зависимость силы тяжести от массы тела.

Приборы и материалы: тела, разной массы, динамометр, весы.

(Указания к работе: Взвесить несколько тел разной массы на рычажных весах, с помощью динамометра определить их силу тяжести, сделать вывод. Построить график зависимости силы тяжести от массы тела).

Зависимость силы тяжести от массы тел прямая пропорциональность. Значит во сколько раз увеличивается масса тела, во столько же раз увеличивается, действующая на него сила тяжести.

F=gm, где g=9,8 Н\кг

Вопрос: Если перенести тело на Луну, изменится ли его масса при этом? (нет)

А сила тяжести? (да, уменьшится примерно в 6 раз, т.к. g=1,6 Н\кг)

Свободное падение – так называют движение тела под действием силы тяжести. Чтобы наблюдать такое движение, надо избавиться от силы сопротивления воздуха.

Опыт по движению тел в трубке Ньютона.

Вывод: В вакууме все тела падают с одинаковым ускорением.

Опыт: Будем одновременно, но с одной высоты, ронять книгу и тетрадь. Тетрадь упадёт позже. Почему?

Теперь наложим тетрадь на книгу и уроним их. Тела упадут одновременно. Почему?

Роль воздуха, влияющего на движение падающих тел, впервые осознал Галилео Галилей. Он сформулировал гипотезу: Если бы тела падали в вакууме с одинаковой высоты, то они достигали бы поверхности Земли одновременно.

Для проверки своей гипотезы Галилей наблюдал за падением шаров разных размеров с пизанской башни и установил: Свободное падение тел происходит совершенно одинаково.

Задание: Изобразите траекторию движения Луны вокруг Земли. На орбите выберите несколько точек и покажите в них направление векторов скорости и ускорения движения Луны.

Вопрос: Стальной и пробковый шары имеют одинаковые массы. Сравните силы тяжести, действующие на них.

(одинаковы, т.к. равны их массы)

Вопрос: Почему пуговица, оторвавшись, падает на Землю, а не притягивается к человеку, ведь она значительно ближе к телу человека, чем к Земле?

(масса Земли больше, поэтому она обладает большей силой тяготения).

Задача: какая сила тяжести действует на Карлсона, если его масса 75 кг? А на Малыша, при его массе 45 кг? А если Малыш сядет на спину Карлсону, готовясь к полёту на крышу?

Задача: Найдите силу тяжести, действующую на железную отливку объёмом 20 дм

Задание на сообразительность: Из набора слов составьте справедливое физическое высказывание.

На Земле; тела; тяжести; меньше; на Луне; сила; тяжести; силы.

(Сила тяжести на Луне меньше силы тяжести на Земле).

Домашнее задание: Рассчитайте, во сколько раз сила тяжести вашего тела на Луне, Марсе и Венере отличается от вашей силы тяжести на Земле. Придумайте короткий рассказ, в котором различие в силе тяжести на разных планетах приводят к неожиданным ситуациям.