УРОКИ ФІЗИКИ У 7 КЛАСІ - 2015 рік

РОЗДІЛ 3. ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА

Урок 9. Сила тяжіння

Мета: сформувати в учнів знання про механічну взаємодію тіл і всесвітнє тяжіння, силу, яка характеризує будь-яку взаємодію та силу земного тяжіння; виховувати пізнавальний інтерес до вивчення фізики; розвивати творчі здібності учнів, логічне мислення.

Тип уроку: вивчення нового навчального матеріалу.

Унаочнення: демонстрування прикладів дії сили тяжіння.

Обладнання: нитка, кулька.

Очікувані результати

Після уроку учні:

· будуть мати уявлення про всесвітнє тяжіння, знати характеристики сили тяжіння;

· навчаться обирати серед різних сили силу тяжіння, обчислювати її значення.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

• Куди впаде м’яч, кинутий вгору?

• Чому парашутист, який вистрибує з літака, падає вниз навіть тоді, коли парашут розкритий?

• Чому на санчатах легко з’їжджати згори, а вгору їх треба тягнути?

III. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Можливо, ми не знали б до сих пір,

Яка причина руху всіх небесних тіл,

Якби йому не довелось у холодочку,

Відпочивать у яблуневому садочку.

(Відповідь: І. Ньютон)

IV. СПРИЙНЯТТЯ ТА ЗАСВОЄННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Наявність тяжіння між усіма тілами

Фронтальний експеримент. Прилади і матеріали: кулька на нитці. Підніміть кульку за нитку.

1) Чому натягується нитка та в якому напрямку?

2) Відпустіть нитку та спостерігайте за падінням кульки. Куди падає кулька?

Виявляється, що тіла притягуються не лише до Землі, а й одне до одного. Цю взаємодію називають гравітаційною, а силу, з якою взаємодіють тіла, називають гравітаційною силою.

Всесвітнє тяжіння — це явище притягання всіх тіл Всесвіту одне до одного. Ньютон довів, що сила притягання тим більша, чим більша маса тіла і менша відстань між ними. А тепер поговорімо про дію сили всесвітнього тяжіння в природі. У давнину люди спостерігали за морськими припливами і, побачивши, що припливна хвиля слідує за Місяцем, вирішили, що між Місяцем і водою є спорідненість, що змушує їх тягнутися одне до одного. Наприклад, люди почали вірити, що коли Місяць у повні, ґрунтові води піднімаються ближче до поверхні, а це сприяє росту рослин.

Насправді Місяць притягує не тільки воду, але й будь-які об’єкти — за законом всесвітнього тяжіння Ньютона. Під дією припливної сили вся Земля трохи деформується. З боку Місяця і з протилежного боку виникають невеликі горби, а з боків земна кора, навпаки, трохи опускається.

2. Сила тяжіння

Усі тіла біля Землі падають на її поверхню, якщо їх ніщо не утримує від цього. Яка ж причина такого явища? Чому тіла падають на Землю?

Якщо пригадати означення сили, за яким сила змінює швидкість тіла, то можна зробити висновок, що на кульку діє сила, напрямлена до Землі.

Силу, яка діє на кожне тіло з боку Землі, називають силою тяжіння.

Вимірювання показують, що швидкість тіла, яке падає на поверхню Землі за відсутності опору повітря, збільшується щосекунди приблизно на 9,8 м/c.

Як обчислити силу тяжіння?

Силу тяжіння можна обчислити, знаючи масу тіла. Спосіб такого розрахунку підказують результати дослідів.

Якщо взяти динамометр і підвісити до нього важок масою 102 г, то стрілка динамометра зупиниться біля поділки 1 Н. Якщо підвісити два таких важки, то динамометр покаже силу 2 Н і т. ін. Якщо ж підвісити п’ять — то динамометр покаже силу 5 Н і т. ін. З цього досліду можна зробити висновок, що сила тяжіння пропорційна масі тіла.

Проробивши досліди з багатьма тілами, ми виявимо ту саму закономірність: відношення сили тяжіння, що діє на тіло, до маси цього тіла є постійною величиною, не залежною ні від сили тяжіння, ні від маси тіла. Цю величину називають коефіцієнтом пропорційності між силою тяжіння і масою:

Досліди показують, що в міру віддалення від Землі сила тяжіння слабшає. Наприклад, на висоті 300 км значення коефіцієнта g зменшується приблизно до 9 H/кг.

Повторюючи дослід з гирями і динамометрами в різних місцях Землі, а також на поверхні Місяця, Марса і так далі, можна з’ясувати, що коефіцієнт g залежить від місця спостереження:

Коефіцієнти сили тяжіння, H/кг

Місяць

1,7

Земля:

≈ 10

Марс

3,8

а) полюс

9,83

Юпітер

24

б) екватор

9,78

Числове значення сталої залежить від географічної широти місцевості, де здійснювали вимірювання. Так, на полюсі g = 9,832 H/кг (найбільше); на екваторі g = 9,780 H/кг (найменше); на середніх широтах (45°) g = 9,806 H/кг. У практиці для розрахунків приймають: g = 9,81 H/кг.

Формулу для обчислення коефіцієнта g можна перетворити, помістивши зліва силу тяжіння: Fтяж = mg.

Сила тяжіння, прикладена до центра однорідного тіла, є фактично рівнодійною сил тяжіння, прикладених до окремих частин тіла.

1924 року за ініціативою вченого Олександра Орлова створена в Полтаві гравіметрична обсерваторія. Мета: визначити силу тяжіння, визначити силу тяжіння по всій Україні в різних точках, бо це дає інформацію про те, які під землею залягають корисні копалини. Якщо залягає руда, то сила тяжіння буде більша, а якщо нафта — менша. В обсерваторії вивчають і земні припливи.

Сила тяжіння є проявом загальноприродного закону, який діє в усьому Всесвіті. Відкритий і сформульований у XVII ст. англійським фізиком Ньютоном, він стверджує, що сила гравітаційної взаємодії у Всесвіті пропорційна масам тіл, що взаємодіють, і залежить від відстані між ними.

3. Сила тяжіння на інших планетах

Учні опрацьовують самостійно. Після ознайомлення з текстом клас поділяється на групи, кожна з яких за текстом складає запитання для суперника.

Навколо Сонця рухається 8 великих планет. Усі вони утримуються навколо Сонця силами тяжіння. Ці сили дуже великі. Наприклад, між Сонцем і Землею діє сила тяжіння, яка наближено дорівнює 3 ∙ 1022 Н. Велике значення цієї сили пояснюється тим, що маси Сонця і Землі дуже великі.

Серед планет Сонячної системи найменшу масу має Меркурій — вона майже в 19 разів менша за масу Землі. Маса найбільшої планети — Юпітера — у 318 разів більша за масу Землі. Чим менша маса планети, тим з меншою силою вона притягує до себе тіла. Наприклад, на автомобіль, маса якого на Землі 600 кг, на Місяці діяла б сила тяжіння не 6000 Н, а лише 1000 Н. Щоб покинути Місяць, тіла повинні мати швидкість не 11 км/c, як на Землі, а лише 2,4 км/c. А коли б людина висадилася на Юпітер, маса якого в багато разів більша за масу Землі, то там на неї діяла б сила тяжіння майже в 3 рази більша, ніж на Землі.

V. ОСМИСЛЕННЯ ОБ'ЄКТИВНИХ ЗВ'ЯЗКІВ

Розв'язання задач

Нагадуємо схему розв’язування задач:

1) Уважно читаємо умову задачі.

2) Записуємо скорочений запис умови.

3) Подаємо всі величини у системі СІ.

4) Записуємо розрахункову формулу.

5) Визначаємо числове значення шуканої величини.

6) Аналізуємо отриманий результат.

1. Яка сила тяжіння діятиме на відро з водою, якщо місткість відра 10 л, а маса порожнього відра 1 кг?

2. Яка сила тяжіння діє на порожнисту мідну кулю, якщо радіус кулі 10 см, а товщина стінок 1 см?

3. З якою силою притягувався б до поверхні Місяця автомобіль масою 4,5 т?

4. На широті Києва на тіло діє сила тяжіння 49,03 Н. Чому дорівнює маса цього тіла? Яка сила тяжіння діятиме на це тіло на екваторі? На Північному полюсі?

5. Яка сила тяжіння діє на мідний брусок розміром 10 х 8 х 5 см?

VI. ПІДСУМКИ УРОКУ Бліц-гра

1. Яку силу називають силою тяжіння?

2. Чому дорівнює сила тяжіння, що діє на тебе?

3. Під дією якої сили рухається парашутист до землі?

4. У яких одиницях треба виразити масу тіла, щоб обчислити силу тяжіння в системі СІ?

5. Якою літерою позначають силу тяжіння?

6. Чому дорівнює величина g?

7. Який напрямок має сила тяжіння?

8. У яких одиницях вимірюють силу тяжіння в системі СІ?

9. Що є причиною падіння всіх тіл на Землю?

10. Чому виникають припливи і відпливи?

11. Чи притягуються між собою предмети в класній кімнаті?

VII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.

Розв'язати задачі

1. Яка маса кошика яблук, якщо на неї діє сила тяжіння 600 Н?

2. Яка маса суцільної латунної кулі, якщо динамометр, до гачка якого вона підвішена, показує 49 Н?

3. Як зміняться показання динамометра, до якого підвішена свинцева куля, якщо їх перенести на Місяць?

4. Знайдіть силу тяжіння, яка діє на 20 л води.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.