загрузка...

Поурочные разработки по программе А. В. Перышкина и Громова С. В. 9 класс

Поурочные разработки по программе С. В. Громова, Н. А. Родиной

 

Глава IV. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Урок 49. Движение бросаемых тел

Цели урока:

Дать учащимся формулы для расчета времени свободного падения и дальности полета тела, брошенного горизонтально. Показать, что при отсутствии сопротивления воздуха траектории тел, брошенных горизонтально и под углом к горизонту, являются параболами.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

- Сформулируйте закон всемирного тяготения. Запишите формулу, выражающую этот закон.

- Приведите примеры, когда эту формулу применять нельзя.

- Куда направлена действующая на вас сила тяжести?

- Какой опыт показывает, что ускорение свободного падения не зависит от массы и формы тела?

- Имеются два одинаковых маятника, расположенные в разных точках Земли на одной широте. Период колебаний первого маятника больше периода колебаний второго. Что можно сказать о плотности земных недр под этими маятниками? Какие месторождения могут находиться под маятниками?

Задача для самых сообразительных:

Вы знаете, что ускорение свободного падения g уменьшается с увеличением высоты подъема над Землей. Как вы думаете, что будет происходить с g, если, пробурив глубокую шахту, мы будем спускаться к центру Земли? (Ответ: g будет линейно уменьшаться до 0.)

II. Новый материал

В числе прочих проблем, которыми занимался Галилей, была и такая, которая по современной терминологии называется баллистикой. Галилей решил задачу движения пушечного ядра, вылетевшего из пушки в горизонтальном направлении. Его вывод о том, что это ядро и ядро, отпущенное без начальной скорости, находятся в полете одно и то же время (кончено, при условии, что эти ядра первоначально находятся на одной высоте над Землей) у многих из вас вызовет такое же удивление, как и у современников Галилея. Тем не менее, опыт это подтверждает.

Найдем время свободного падения тела с высоты h << RЗ. Используя формулу S = at2/2 с учетом, что ускорение а = g, а путь S = h, получим: h = gt2/2.

Отсюда время падения

image242

Время движения тела, брошенного горизонтально, также определяется по этой формуле (строгое доказательство этого утверждения будет дано в 10 классе). Интересен и тот факт, что в горизонтальном направлении это тело будет двигаться с постоянной скоростью - той, с которой было брошено. Обозначим эту скорость v0. Тогда дальность полета горизонтально брошенного тела

image243

На опыте можно убедиться, что тело, брошенное горизонтально, будет двигаться по траектории, которая называется параболой. Учитель может продемонстрировать опыт с водяной струей.

Аналогичный опыт с водяными струями позволяет убедиться в том, что не только горизонтально брошенное, но и тело, брошенное под углом к горизонту, будет двигаться по параболе. Можно наглядно продемонстрировать, что при заданном направлении начальной скорости и высота, и горизонтальное расстояние тем больше, чем больше начальная скорость v0, т. е. чем больше напор воды.

При фиксированном значении начальной скорости расстояние, которое пролетает тело в горизонтальном направлении до возвращения на первоначальную высоту, зависит от направления начальной скорости, т. е. угла α между направлением вектора скорости и горизонтом. Наибольшая дальность полета наблюдается при угле α = 45° .

Ученикам, однако, необходимо пояснить, что опыты со струей воды проводились при небольших скоростях вытекающей из крана воды. В реальных же условиях при расчете траекторий пуль и снарядов обязательно учитывают сопротивление воздуха. Их траектория уже не будет являться параболой.

III. Упражнения и вопросы на закрепление

- Из контейнера, поднимаемого краном, случайно выпали кирпич и половинка кирпича. Что быстрее долетит до Земли?

- По какой формуле определяется время свободного падения тела с высоты h?

- По какой формуле определяется дальность полета тела, брошенного горизонтально с высоты h со скоростью v0? Какова траектория этого тела?

- Два тела бросили с поверхности Земли с одинаковой по величине скоростью v0, но под разными углами: α1 = 10°, α2 = 30°. Какое из тел полетит дальше?

- Как влияет сопротивление воздуха на траекторию и дальность полета тела?

IV. Решение задач

1. Парашютист при затяжном прыжке пролетает, не раскрывая парашюта, расстояние h = 7680 м за время t1 = 142 с. На сколько секунд сопротивление воздуха увеличило время падения парашютиста? (Ответ: .)

2. Задача 165 из учебника.

Домашнее задание

1. § 44;

2. Задача 164, 166, 167.





загрузка...

загрузка...