Фізика 10 клас
Відкритий урок
Тема: Вага тіла. Невагомість.
Мета уроку:
- глибше розкрити фізичний зміст понять вага тіла і невагомість, дізнатись коли і як змінюється вага тіла і як її обчислити;
- розвивати логічне та критичне мислення, вміння аналізувати і систематизувати;
- виховувати культуру спілкування, вміння висловлюватись і вислуховувати співрозмовника
Методи: евристична бесіда, розповідь, бесіда з поясненням, діалог, мозковий штурм, інструктаж, самостійна робота
Обладнання, матеріали, інструменти: динамометр, посудина з водою, тіло, що плаває на воді, тіло , що тоне у воді, тіло, що плаває в середині рідини, пластмасова посудина з водою на міцному шнурі, паперовий літак, .
Тип уроку: Урок засвоєння нових знань учнів
Хід заняття
І. Організаційний момент
Привітання, перевірка присутніх та готовності учнів та кабінету, а також обладнання до проведення заняття.
ІІ. Етап підготовки учнів до активного засвоєння знань
Учитель. Кожного дня ми з вами, проснувшись зранку, вмиваємось, снідаємо, ідемо на роботу чи навчання, виконуємо якісь завдання і звичайно в цьому процесі втомлюємося, дуже часто ми чуємо один від одного фрази: «Мені важко» , «Мій ранець з книжками такий важкий», «Мені важко ходити після фізкультури» і т.д. А чи часто ми задумуємося над тим, що ми розуміємо під поняттям важко чи вага. Чи завжди ця вага присутня та що означає відсутність ваги? Чи можете ви пригадати з 8-го класу означення ваги та невагомості. Попробуйте навести приклади тіл, що мають вагу і тіл що не мають ваги. Попробуйте відповісти на запитання:
- Чи має вагу комаха, що літає в класі?;
- Чи має вагу порошинка, що літає в повітрі?;
- Чи має вагу аквалангіст, що пірнає під шаром води?;
- Чи однакова вага пасажирів в салонні літака, коли він піднімається в повітря і здійснює посаду?;
- Чи має вагу Місяць, Земля?;
Учитель всі ваші відповіді заслуговують на увагу і ми ще повернемось до них в кінці уроку, а зараз попробуйте дати відповіді на такі запитання:
- Чому в старих будинках, храмах замість перемичок над вікнами чи дверима будували цегляні арки?
- Чому невеликі мости і в старовину і тепер будують у вигляді опуклої дуги?
Вам складно відповісти? Ну що ж, я думаю, після вивчення теми ви зможете дати відповіді на ці запитання самостійно.
Учитель оголошує тему заняття, діти записують її в зошит.
ІІІ. Етап засвоєння нових знань
Спільними зусиллями вчителя і учнів пригадується матеріал 8-го класу.
Вага тіла – це сила, з якою тіло діє на опору або розтягує підвіс унаслідок притягання до Землі.
Вагу тіла позначають символом Р. Одиницею ваги, так само як і будь-якої сили, є ньютон ( Н ).
Якщо тіло перебуває в стані спокою або прямолінійного рівномірного руху, то його вага за значенням дорівнює силі тяжіння
Р=mg
і збігається з нею за напрямком.
Розглянемо як буде змінюватись і обчислюватись вага тіла, коли воно рухатиметься з прискоренням вертикально вниз чи вгору.
Для того щоб знайти, чому дорівнює вага тіла, що рухається з прискоренням, розглянемо, наприклад, сили, які діють на книжку, що лежить у ліфті, коли цей ліфт рухається з прискоренням  , направленим вгору.
На книжку діють дві сили: сила тяжіння m і сила пружності  з боку ліфта.
А з боку книжки на ліфт діє сила пружності  - вага книжки.
Але тепер сила m і не врівноважують одна одну, бо їх рівнодійна
m + надає книжці прискорення . Згідно з другим законом Ньютона m = m + а відповідно до третього закону Ньютона = -. Тому m = m - . Звідси отримаємо, що вага тіла, яке рухається з прискоренням, виражається формулою = m( - ).
Зверніть увагу: вага тіла залежить тільки від прискорення і не залежить від швидкості.
Учитель викликає до дошки бажаючих і вони з допомогою динамометра і важка експериментально перевіряють виведену теоретично формулу. Всі разом роблять висновок і записують формули розрахунку модуля ваги тіла під час руху з прискоренням вертикально вгору чи вниз.
Отже, якщо вантаж з прискоренням, напрямленим угору, то вага вантажу
P=m(g+a)
Якщо ж прискорення напрямлене в низ (але не більше за модулем, ніж прискорення вільного падіння),то вага тіла
P=m(g-a)
З цієї формули випливає, зокрема, що коли тіло рухається з прискоренням, рівним прискоренню вільного падіння, то його вага дорівнює нулю. Розглянемо цей випадок докладніше.
Коли тіло вільно падає, воно не тисне на опору і не розтягує підвіс. А це означає, що вага тіла, яке вільно падає, дорівнює нулю.
Стан, у якому вага тіла дорівнює нулю, називається невагомість.
Зверніть увагу: у невагомості вага тіла дорівнює нулю, але сила тяжіння, як і раніше, дорівнює m.
У невагомості перебувають усі тіла, на які діє тільки сила тяжіння (наприклад, космонавти під час польоту з вимкненими двигунами – у цьому випадку космічний корабель і всі тіла, що є в ньому, рухаються тільки під дією сили тяжіння, тобто перебувають у невагомості).
Задача 1
Автомобіль, маса якого 2 т, проїжджає по опуклому мосту, що має радіус кривизни 40 м, з швидкістю 36 км/год. З якою силою тисне автомобіль на середину моста?
Дано: Розв’язування:
m=2т=2000кг P=m(g-a)
R=40м a= 2/R
=36 км/год=10 м/с P=m(g-2/R)
g=9,8 м/с2 P=200кг(9,8 м/с2-(10м/с)2/40 м) =2000• 7,3H = = 14 600 H
Знайти: P-?
Відповідь: автомобіль тисне на середину моста із силою 14 600 H
Задача 2
Хлопчик, маса якого 50кг, гойдається на гойдалці підвішеній на мотузку завдовжки 4 м. З якою силою він тисне на сидіння, проходячи положення рівноваги з швидкістю 6 м/с?
Дано: Розв’язування:
m= 50 кг P=m(g+a)
r= 4 м a=2/R
= 6м/с P=m (g+2/R)
g=9,8 м/с2 P=50 кг (9,8 м/с2+(6м/с)2/4 м) = 940 Н
Знайти: P-?
Відповідь: хлопчик тисне на сидіння, із силою 940 Н
| 
