Свободное падение тела - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Цель: сформировать понятие свободное падение, добиться усвоения представления о свободном падении как о равноускоренном движении; продолжить формирование умений выделять главное, существенное в изучаемом материале, логически излагать свои мысли, составлять план параграфа, использовать навыки самостоятельной работы.

Ход урока

I. Фронтальный опрос

- Дайте определение равноускоренного движения, ускорения.

- Тело прошло за первую секунду 2 м, за вторую - 4 м, за третью - 6 м. Можно ли утверждать, что движение является равноускоренным?

- Какие вы знаете формулы, описывающие равноускоренное движение?

II. Изучение нового материала

Примером ускоренного движения является падение тел. Понаблюдаем за падением бумажного и металлического дисков: если опустить их одновременно врозь, то бумажный диск достигнет пола позже, а если наложить их друг на друга, то они упадут одновременно. Прошу учащихся объяснить данное явление. Это явление наблюдал, изучил и описал Галилео Галилей.

Сообщения учащихся

Галилео Галилей (1564-1642)

Знаменитый итальянский ученый, один из основателей точного естествознания, боролся против схоластики, считал основой познания опыт. Заложил основы современной механики: выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений; открыл изохронность колебаний маятника; первым исследовал прочность балок. Построил телескоп с 32-кратным увеличением и открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы Венеры, пятна на Солнце. Активно защищал гелиоцентрическую систему мира, за что был подвергнут суду инквизиции (1633), вынудившей его отречься от учения Н. Коперника. Согласно легенде, Галилей после своего вынужденного отречения воскликнул: «А все-таки она вертится!»

До конца жизни Галилей считался «узником инквизиции» и принужден был жить на своей вилле Арчетри близ Флоренции. В 1992 г. папа Иоанн-Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.

О свободном падении тел (по содержанию § 15).

III. Самостоятельная работа с учебником

Прочитать параграф, составить план конспекта:

1. Свободное падение.

2. Ускорение свободного падения.

3. Кинематические характеристики свободного движения.

4. Это интересно.

Составление конспекта

Учащиеся сами или с помощью учителя формулируют определения и записывают их в тетрадях:

- Свободным падением называется движение тела только под действием силы тяжести.

- Ускорение, с которым падают тела в вакууме около поверхности Земли, называется ускорением свободного падения (g ≈ 9,8 м/с²).

- Скорость тела в свободном падении в любой момент времени t:

V = V₀ +gt, V = gt при V₀ = 0.

- Путь h, пройденный телом в свободном падении к моменту времени t:

при V = 0.

- На полюсе g ≈ 9,832 м/с²; на экваторе g ≈ 9,780 м/с²; на широте 45° g ≈ 9,80665 м/с²; с высотой g уменьшается; на других планетах отлично от 9,8 м/с² (на Луне g ≈ 1,623 м/с²).

III. Закрепление изученного

Решение кроссворда

1. Статус населенного пункта, в котором проводил свои опыты Г. Галилей. 2. Вид движения, изучаемого Г. Галилеем. 3. Знак проекции g, если тело падает и ось направлена вниз. 4. Город, в котором Г. Галилей проводил свои опыты. 5. Знак проекции g, если тело падает, а ось направлена вверх. 6,7. Два тела, участвующие в школьных опытах по наблюдению свободного падения.

Ответы: 1. Город. 2. Падение. 3. Положительный. 4. Пиза. 5. Отрицательный. 6. Перо. 7. Дробинка.

Ключевое слово: имя первого физика-экспериментатора.

IV. Решение задач:

1. Г. Галилей, изучая законы свободного падения (1589 г.), бросал без начальной скорости разные предметы с наклонной башни в городе Пиза, высота которой 57,5 м. Сколько времени падали предметы с этой башни и какова их скорость при ударе о землю? (Ответ: 3,4 с; 33,6 м/с)

2. Тело свободно падает с высоты 80 м. Каково его перемещение в последнюю секунду падения? (Ответ: 35 м).

Домашнее задание

§ 17.

Дополнительная информация

Гений фантазии - Леонардо да Винчи, стараниями которого на головы удивленных современников были обрушены чертежи - проекты многих вещей, коими насыщена и перенасыщена современная жизнь. Вертолет и планер, экскаватор и механизм для забивания свай, подвесной мотор, швейная машина, выдвигающаяся пожарная лестница - все хорошие наши знакомцы, но все они входили в жизнь долгими путями с немалым сопротивлением, потому что принимались поначалу как причуды ума. Скажем, парашютная история.

Кто из окружения да Винчи мог всерьез воспринять следующее его заявление? «Вполне возможно, - писал он, - что человек, бросившись вниз с любой высоты, не разобьется, если будет иметь над головой палатку размером 12 на 12 локтей». Конечно, смельчаки прыгали потехи ради с небольших строений. Но чтобы с любой высоты? О том лишь в легендах. Суровому испытанию затею да Винчи подверг столетие спустя, в 1628 году французский авантюрист Лавен. За подделку денег его поселили в крепостную тюрьму. Однако бурной натуре совсем не подходила столь монотонная жизнь, и он надумал бежать, соорудив ту самую палатку. Прыгнув с достаточной высоты, Лавен гладко приземлился внизу. Правда, его тут же обступила стража, но это уже иной сюжет, уводящий нас от высокой темы.

Состоялись и другие прыжки. Среди них - предпринятый, например, в XVIII веке одним из знаменитых братьев Монгольфье, Жозефом, с высокой башни при поддержке зонтообразного купола собственной конструкции. Словом, идея жила, совершенствовалась, ждала практической удачи. Решительный поворот этому придал русский офицер Г. Котельников.

Как-то он оказался очевидцем гибели летчика Льва Мациевича. Был потрясен. С этого дня и начал неотступно искать решение. Действующие конструкции имели то неудобство, что хотя парашют и находился в самолете, однако лежал рядом с пилотом, и при несчастье его надлежало надевать на себя и прыгать. Но времени на это уже не оставалось. В 1911 году Г. Котельников предложил ранцевый вариант, при котором купол и стропы укладываются в специальный мешок. Надоумил случай: однажды изобретатель увидел, как большой кусок шелка легко уместился в дамской сумочке. Теперь, имея парашют на себе (а не возле), летчик мог в любой момент покинуть самолет, а затем раскрыть купол.

Отличная мысль. Увы, военное ведомство не проявило усердия, отклонив изобретение, хотя испытания шли успешно. Воспользовавшись заминкой, ловкий делец В. Ломач приобрел чертежи и вывез новинку во Францию, где ею быстро распорядились. Россия вскоре тоже спохватилась. Во время первой мировой войны в 1914 году парашютом Котельникова были обеспечены, в частности, летчики тяжелых бомбардировщиков «Илья Муромец».

Ныне парашютные разработки продвинулись настолько, что фантастическая идея да Винчи прыгать с любой высоты под покровом палатки в 12 на 12 локтей вошла в реальные берега. Недавно советский спортсмен Е. Андреев, например, покорил высь в 26 километров! А неуемная фантазия ищет себе новых приключений. Возникли парашюты-гиганты, умеющие деликатно принести на Землю груз практически любого, сколько угодно большого веса, лишь бы достало сноровки поднять его в небо. Недавно родился «парашют-крыло», сподобленный надувному матрацу. Лавируя им, мастера экстра-класса (в их числе советские) попадают в круг радиусом 10 сантиметров. Налицо поистине парашютная «калейдоскопия». Вот насколько предусмотрительной оказалась безоглядная по своим временам фантазия да Винчи.

Домашнее задание

П. 17, задача стр. 43 (1).