загрузка...

ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ФИЗИКЕ 7 класс

Взаимодействие тел

 

Урок 23. Явление тяготения. Сила тяготения

Цели урока: познакомить учащихся с силой тяжести и выяснить природу этой силы.

Оборудование: трубка Ньютона; шарик, подвешенный на нити.

Демонстрации:

1. Падение шарика, подвешенного на нити после пережигания.

2. Свободное падение тел в трубке Ньютона.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания. Повторение изученного

Один-два ученика отвечают на вопросы к параграфу учебника.

Перед освещением данной темы необходимо вспомнить основное определение силы, как меры взаимодействия тел между собой. Приведите примеры движения тел с переменной скоростью, укажите причины такого движения.

II. Демонстрация опытов

Покажите на опытах с шариком и трубкой Ньютона, что все тела на Земле или у ее поверхности испытывают влияние земного притяжения.

Любое тело, брошенное вверх, возвращается в исходную точку.

III. Изучение нового материала

Долгое время люди верили в религиозное учение о твердыни небесной, на которой бог будто бы поставил небесные светила. Луна и звезды якобы потому и не падают на Землю, что прикреплены к чему-то твердому наверху. Наука доказала, что никакой твердыни нет на самом деле Луна движется вокруг Земли. Почему же Луна движется вокруг Земли, а не уходит от нее прочь. Ответ был дан после открытия закона всемирного тяготения. Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорционально произведению масс этих тел и обратно пропорционально квадрату расстоянию между ними. Этот закон открыл великий английский ученый Исаак Ньютон.

Обратите внимание учеников на то, что с явлением тяготения каждый знаком с детства. Примеры такого явления — падение капель дождя; падение мяча, подброшенного вверх; шарика после пережигания нити и т. д.

Та сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Она обозначается как Fт.

Если сопротивление воздуха мало, то движение тел при падении на Землю, называется свободным падением.

Таким образом, если тело движется только под действием силы тяжести, — оно свободно падает.

Демонстрируя опыт с трубкой Ньютона, из которой откачен воздух, мы убеждаемся, что все тела, независимо от формы и массы за единицу времени увеличивают свою скорость на одинаковую величину.

Измерения показали, что у поверхности Земли свободно падающее тело увеличивает за 1 с скорость на 9,8 м/с.

Эта величина называется ускорением свободного падения. Она обозначается буквой g.

Зная массу тела и ускорение свободного падения, можно найти силу земного притяжения для данного тела. Эта сила определяется так:

Из (1) получаем:

image68

Следовательно, g, согласно (2), должно измеряться в Н/кг.

image69

При решении задач значение g можно принимать равным 10 Н/кг.

По мере удаления тела от Земли сила тяготения уменьшается. Например, если тело находится на высоте h = 300 км, то ускорение свободного падения уже равно g = 9 Н/кг. Значит и сила тяжести на этой высоте также будет меньше.

Благодаря силе тяжести облик нашей планеты непрерывно изменяется. Сходят с гор лавины, оползни и сели, движутся ледники, обрушиваются камнепады, выпадают дожди, текут реки с холмов на равнины, образуются водопады и т. д.

Все живые существа на Земле чувствуют ее притяжение. Растения также «чувствуют» действие и направление силы тяжести, из-за чего главный корень всегда растет вниз, к центру Земли, а стебель — вверх.

Кроме того, следует отметить, что не только Земля притягивает к себе тела, но и любое тело притягивает к себе Землю с такой же по величине силой. Важно заметить, что сила притяжения существует между любыми телами. Правда, эти силы в повседневной жизни практически себя не проявляют.

Тела притягиваются не только к Земле, но и к другим планетам, небесным телам. Оказывается, что сила тяжести на различных небесных телах различна. Так как масса тела не зависит от того, где оно находится, то на различных телах оказывается различным постоянная g. Американские астронавты, побывавшие в 1969 году на Луне практически убедились в том, что сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле Это же зарегистрировали советские автоматические станции.

IV. Закрепление пройденного материала. Решение задач

С целью закрепления пройденного материала разберите коллективно решение задач 285, 291, 301.

Подводя итог уроку, предложите ученикам ответить на вопросы:

— Что такое сила тяжести?

— От чего зависит притяжение тел к Земле?

— Только ли к Земле притягиваются тела? Почему это не заметно?

Домашнее задание

§ 24 учебника; вопросы к параграфу; задачи №№ 286-288, 293.

Задачи на смекалку:

1. Действует ли сила тяжести на летящего в воздухе стрижа? на перышко, выпавшее из его крыла?

2. Действует ли сила тяжести на деревянный шар, плавающий на поверхности воды?

3. Масса гири на экваторе и на полюсе одинакова. Почему же силы тяжести, действующие на нее на полюсе и на экваторе, разные, ведь величина силы тяжести находится по формуле Fmax = mg?

Дополнительный материал

Еще Аристотель считал, что в вакууме все тела должны падать одинаково. Однако из этого умозрительного заключения он делал следующий парадоксальный вывод: «падение разных тел с одинаковой скоростью настолько абсурдно, что ясна невозможность существования вакуума».

Лишь Галилей своими замечательными опытами (он исследовал движение шаров по наклонной плоскости и падение тел, сбрасываемых с вершины наклонной Пизанской башни) показал, что все тела, вне зависимости от массы, падают с одинаковым ускорением.

Закон, связывающий ускорение с массой тела и действующей на него силой, был открыт великим английским ученым Исааком Ньютоном (1643—1727).

Ньютон сформулировал основные понятия и законы механики, открыл закон всемирного тяготения. Он разработал теорию движения небесных тел, объяснил особенности движения Луны, дал объяснение приливов и отливов. Именно Ньютон разработал могучий метод математического исследования природы, что оказало огромное влияние на все последующее развитие физики как науки.

Притяжение Луны

Нельзя забывать, что любое тело притягивается не только Землей, но и любыми другими телами, в том числе Луной, Солнцем, другими звездами. Луна — ближайшее к Земле крупное космическое тело, которое в силу этого оказывает значительное влияние на тела, находящиеся на Земле.

Именно Луна является причиной мощных приливных волн, заставляя перемещаться огромные массы воды. Энергия приливных волн примерно равна энергии воды, несомой всеми реками земного шара.

Особенно большие приливы бывают в узких бухтах, где приливная волна, идущая из океана, сильно повышается. Например, в Гижигинской губе на Охотском море высота прилива несколько метров, а в заливе Фанди в Атлантическом океане высота приливной волны достигает 18 м! Если берега океана достаточно плоские, приливная волна может на многие километры затоплять сушу.

Приливные явления, вызываемые Луной, мешают Земле вращаться. Ведь движение приливных волн связано с трением. На преодоление этого трения затрачивается работа, поэтому энергия вращения, а с ней и скорость вращения Земли постоянно падает.

Приливы и отливы бывают не только в океане, но и на суше. В результате влияния Луны происходят вертикальные смешения земной поверхности до 50 см.





загрузка...
загрузка...