Урок: «Исследование зависимости между массой тела и силой, с которой это тело притягивается Землей» 7 класс
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Урок: «Исследование зависимости

между массой тела и силой, с которой

это тело притягивается Землей»

 7 класс

Цель урока: получение связи между силой тяжести и массой тела; решение задач по формулам FT=mg, m= FT /g; повторение и закрепление понятия о происхождении силы тяжести на Земле и других планетах; закрепление навыков работы со шкалой прибора и пользования динамометром; развитие кругозора учащихся при работе с текстом.

Оборудование: динамометры и наборы грузов массой 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 кг, текст «Сила тяжести на других планетах».

Ход урока:

1. Фронтальный опрос.

Каков смысл термин «сила»?

1. Это действие на тело окружающей среды.
2. Действие на тело другого тела, меняющего его скорость.
3. Изменяющее форму тела действие на него другого тела.
4. Это термин, заменяющий во всех случаях взаимодействия тел слова «действие другого тела».

От чего зависит результат действия силы?

1. От точки её приложения.
2. От точки её направления.
3. От её числового значения (модуля).
4. От всех этих характеристик.

Каковы единицы силы?

1. Кг
2. Н
3. М
4. С

Камень падает на Землю вследствие того, что на него действует…

1. Вес тела.
2. Сила упругости.
3. Сила тяжести.

Что такое всемирное тяготение?

1. Притяжение планет к Солнцу.
2. Притяжение планет друг к другу.
3. Притяжение всех тел друг к другу.
4. Притяжение всех тел к Земле.

2. Исследование зависимости между массой тела и силой, с которой это тело притягивается Землей.

Постановка проблемы: как зависит сила тяжести от массы тела? Как можно это определить?

Задание 1. Определить цену деления, пределы измерения и погрешность динамометра.

Задание 2. Измерить силу тяжести, действующую на первый, второй, третий и четвертый грузы.

Задание 3. результаты измерений записать в таблицу.

Задание 4. Построить график зависимости силы тяжести от массы тела: Fт(m):

Масштаб: по горизонтальной оси откладываем значение массы: 2 клеточки соответствуют 0,1 кг; по вертикальной оси откладываем значение силы тяжести 2 клеточки – 0,5 Н.

Сделать вывод: между силой тяжести и массой тела существует прямо пропорциональная зависимость, то есть, чем больше масса тела, тем большая сила тяжести на него действует: Fт ~ m

Задание 5. Определить коэффициент пропорциональности.

Если обе величины (сила тяжести и масса) изменяются одинаково, то их отношение должно быть постоянным. Чтобы проверить, достаточно разделить значение силы тяжести на значение массы.

F1/m1= F2/m2=F3/m33=F4/m4  ≈ 10 Н/кг

Это отношение для всех опытов ≈ 10 Н/кг

Такое число в математике называют коэффициентом пропорциональности. В физике этот коэффициент называется ускорением свободного падения. Записываем формулу для вычисления силы тяжести: Fт=mg

Вопрос: Как можно определить массу тела, зная силу тяжести, действующую на него? Как можно определить вес тела, лежащего на горизонтальной неподвижной опоре? (Р= Fт =mg)

3.Работа с текстом.

Отнесемся критически к полученным результатам нашего исследования. Силу тяжести и массу мы измеряли не точно, а с некоторой погрешностью. Поэтому значение коэффициента пропорциональности 10 Н/кг приближенное. Ускорение свободного падения для Москвы равно 9,8156 Н/кг. При выполнении данного исследования в разных точках нашей планеты выяснилось, что ускорение свободного падения зависит от широты местности, где проводят измерения:

Вашингтон g = 9,8102 Н/кг;

Токио g = 9,7980 Н/кг;

Северный полюс g = 9,8322 Н/кг;

Экватор g = 9,780 Н/кг;

Кроме того, ускорение свободного падения зависит от высоты, на которой производят измерения.

На уровне моря g = 9,8066 Н/кг;

На вершине Эвереста (8888 км) g = 9,7820 Н/кг, а на совсем труднодоступной высоте 400 км - g = 8,41 Н/кг.

Для решения задач мы с вами ускорение свободного падения будем принимать равное 9,81 Н/кг (10 Н/кг). Погрешность составляет 0,1% (≈2%) соответственно.

Сила тяжести на других планетах.

Вокруг Солнца движутся 9 больших планет. Все они удерживаются около Солнца силами тяготения. Эти силы очень велики. Например, между Солнцем и Землей действует сила тяготения, равная примерно 3*1022 Н. Большое числовое значение этой силы объясняется тем, что массы Солнца и Земли очень велики. Среди больших планет Солнечной системы наименьшую массу имеет Меркурий – его масса почти в 19 раз меньше Земли. Масса самой большой планеты Солнечной системы – Юпитера – в 318 раз больше массы Земли. Вокруг многих планет движутся их спутники, которые также удерживаются вблизи планет силами тяготения. Спутник нашей Земли – Луна – самое близкое к нам небесное тело. Расстояние между Луной и Землей в среднем 380000 км. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.

Чем меньше масса планеты, тем с меньшей силой она притягивает к себе тела. На маленьком Меркурии, быстро обращающемся вокруг Солнца и повернутом к нему одной стороной, g = 3,7 Н/кг. На планете бурь – Венере, поверхность которой скрыта плотным слоем облаков, g = 8,8 Н/кг. На Марсе, испещренном ударами метеоритов (эти следы называли марсианскими каналами), g = 3,8 Н/кг. На гиганте Юпитере g = 24 Н/кг, а на Сатурне, украшенном удивительными кольцами, g = 9,1 Н/кг. На Уране тяготение такое же, как и у нас: g = 9,8 Н/кг, На Нептуне - g = 13,5 Н/кг. О тяготении на последней из известных планет – далеком Плутоне – достоверных данных нет, предположительно g = 0,6 Н/кг. На ближайшем к Земле небесном теле – Луне  g = 1,6 Н/кг, т.е. притяжение на Луне в шесть раз слабее, чем на Земле.

Сила тяжести действует на всех планетах, но ускорение свободного падения на каждой планете имеет свое значение. Как вы думаете, почему? Прочитайте текст, ответьте на вопросы:

- Каков состав Солнечной системы?

- Почему планеты удерживаются около Солнца?

- На каких планетах сила тяжести больше, чем на Земле? Меньше? С чем это связано?

4. Решение задач.

Задача 1. Определить силу тяжести, действующую на каждый из шаров. (На рисунке указана масса каждого шара. Решение для одного шара записывается на доске, остальные в тетради.)

Задача 2. Какова масса каждого бруска? (На рисунке указана сила тяжести, действующая на каждый брусок. Решение для одного бруска записывается на доске, остальные в тетради.)

Задача 3. Находясь на некоторой планете, вы повели взвешивание тела и измерили действующую на него силу тяжести. Результаты:  m=150 г, Fт =0,57Н. На какой планете вы находитесь?

Задача 4. Сила тяжести на Земле, действующая на некое тело, Fт =10 кН. Какова масса этого тела?

Задача 5. Определить силу тяжести, действующую на вас на Земле и на Юпитере? Где она больше и почему?

5.Подведение итогов урока.

6. Задание на дом. §27, упр.9

Литература.

А.В.Перышкин. Физика-7.М.,Дрофа,2003.

М.М.Балашов. Физика-7. М., Просвещение,1995

А.В.Чеботарев. Тесты по физике. М.,Экзамен,2008

                                                                                                                  Раздаточный материал.

Исследование зависимости между массой тела и силой, с которой это тело притягивается Землей.

Класс_____________ФАМИЛИЯ_________________ИМЯ_______________

Задание 1. Определить цену деления, пределы измерения и погрешность динамометра.

Цена деления динамометра = __________

Пределы измерения

Максимальный =________

Минимальный =________

Погрешность прибора =__________

Задание 2. Измерить силу тяжести, действующую на первый, второй, третий и четвертый грузы.

Задание 3. результаты измерений записать в таблицу.

Задание 4. Построить график зависимости силы тяжести от массы тела: Fт(m):

Масштаб: по горизонтальной оси откладываем значение массы: 1 см соответствуют 0,1 кг; по вертикальной оси откладываем значение силы тяжести 2 см – 0,5 Н.

Вывод: ________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

Задание 5. Определить коэффициент пропорциональности.

Если обе величины (сила тяжести и масса) изменяются одинаково, то их отношение должно быть постоянным. Чтобы проверить, достаточно разделить значение силы тяжести на значение массы.

F1/m1 = _____________

F2/m2 = _____________

F3/m33 = ____________

F4/m4  = ____________

Задание 6.

Сила тяжести на других планетах.

Вокруг Солнца движутся 9 больших планет. Все они удерживаются около Солнца силами тяготения. Эти силы очень велики. Например, между Солнцем и Землей действует сила тяготения, равная примерно 3*1022 Н. Большое числовое значение этой силы объясняется тем, что массы Солнца и Земли очень велики. Среди больших планет Солнечной системы наименьшую массу имеет Меркурий – его масса почти в 19 раз меньше Земли. Масса самой большой планеты Солнечной системы – Юпитера – в 318 раз больше массы Земли. Вокруг многих планет движутся их спутники, которые также удерживаются вблизи планет силами тяготения. Спутник нашей Земли – Луна – самое близкое к нам небесное тело. Расстояние между Луной и Землей в среднем 380000 км. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.

Чем меньше масса планеты, тем с меньшей силой она притягивает к себе тела. На маленьком Меркурии, быстро обращающемся вокруг Солнца и повернутом к нему одной стороной, g = 3,7 Н/кг. На планете бурь – Венере, поверхность которой скрыта плотным слоем облаков, g = 8,8 Н/кг. На Марсе, испещренном ударами метеоритов (эти следы называли марсианскими каналами), g = 3,8 Н/кг. На гиганте Юпитере g = 24 Н/кг, а на Сатурне, украшенном удивительными кольцами, g = 9,1 Н/кг. На Уране тяготение такое же, как и у нас: g = 9,8 Н/кг, На Нептуне - g = 13,5 Н/кг. О тяготении на последней из известных планет – далеком Плутоне – достоверных данных нет, предположительно g = 0,6 Н/кг. На ближайшем к Земле небесном теле – Луне  g = 1,6 Н/кг, т.е. притяжение на Луне в шесть раз слабее, чем на Земле.

- Каков состав Солнечной системы?___________________________________________

- Почему планеты удерживаются около Солнца?________________________________

   ________________________________________________________________________

- На каких планетах сила тяжести больше, чем на Земле? Меньше? С чем это связано?

  _________________________________________________________________________

  _________________________________________________________________________

  _________________________________________________________________________

  _________________________________________________________________________

7. Решение задач.

Задача 1. Определить силу тяжести, действующую на каждый из шаров. (На рисунке указана масса каждого шара.)

Задача 2. Какова масса каждого бруска? (На рисунке указана сила тяжести, действующая на каждый брусок..)

Задача 3. Находясь на некоторой планете, вы повели взвешивание тела и измерили действующую на него силу тяжести. Результаты:  m=150 г, Fт =0,57Н. На какой планете вы находитесь?

Задача 4. Сила тяжести на Земле, действующая на некое тело, Fт =10 кН. Какова масса этого тела?

Задача 5. Определить силу тяжести, действующую на вас на Земле и на Юпитере? Где она больше и почему?