Презентация на тему движение бросаемых тел. Движение тела, брошенного вертикально вверх. Движение тел, брошенных вертикально вверх с различными скоростями

Тема: Свободное падение. Невесомость

• Тип урока: комбинированный.
• Цель урока: дать учащимся представление о свободном падении тел, как частном случае равномерного движения, при котором модуль вектора ускорения является постоянной величиной для всех тел; формировать умение рассчитывать координату и скорость тела в любой момент времени свободного падающего тела; дать понятие невесомости.
• Оборудование к уроку: мячик, лист бумаги, бумажный шарик, металлическая монетка, бумажная монетка, шарики различной массы, «трубка Ньютона», ПК и ИД.

• 1. Подготовка к восприятию основного материала.
• 2. Изучение нового материала.
• 3. Закрепление материала.
• 4. Итоги урока.
• 5. Домашнее задание.

• 1. Самостоятельная работа:
• 1 вариант. 1) Какова масса тела, которому сила 10 Н сообщает ускорение 2 м/с2?
• 2) Каким может быть модуль равнодействующей сил 25 Н и 10 Н?
• 2 вариант .1) Какое ускорение сообщает сила 20 Н телу массой 2 кг?
• 2) Одна из сил, действующих на тело, равна15 Н. Чему равна вторая сил, если модуль равнодействующей этих сил равна 5Н?

• 1) Прочитать и записать математически третий закон Ньютона.
• 2) Чем отличается равноускоренное движение от равномерного?
• 3) Запишите формулу определения скорости при равноускоренном движении.
• 4) Запишите формулу определения перемещения при равноускоренном движении.
• 5) Какие закономерности присущи равноускоренному движению?
• 6) Назовите особенности третьего закона Ньютона

• Так как сила тяжести, действующая на все тела вблизи поверхности Земли, постоянная, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, то есть равноускоренно.

1.Исторические сведения.

• Теория Аристотеля: Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает.
• противоречие: если легкое тело падает медленнее, чем тяжелое, то легкое вместе с тяжелым будет падать медленнее(?), или быстрее так как одно более тяжелое?
• 1) Падение листа бумаги
• и бумажного шара. 2)
• 2) Падение различных
• по массе шаров.
• 3) Падение бумажной и
• металлической монеты 3)
• по отдельности и вместе.

• Опыты с шарами разной массы, которые сбрасывали с Пизанской башни.
• Шары приземлились практически одновременно.
• Следовательно, если сопротивлением воздуха можно пренебречь, все тела, падая, движутся равноускоренно с одним ускорением.

• К такому же выводу мы приходим изучая стробоскопические фотографии.
• - фотографирование через равные промежутки времени падающего шарика (стр. 53 учебник), фото доказывают, что движение шарика равноускоренное и ускорение свободного падения g= 9,8 м/с 2
• обозначается буквой g от латинского слова gravitas («гравитас»), что значит «тяжесть».
• Опыты, проводимые с использованием «трубки Ньютона»,

подтверждают, что ускорение свободного падения в данной точке Земли не зависит от массы, плотности и формы падающих тел.

5. Объяснение падения тел разной массы с разной скоростью .

• F 1 =F т + F c F 2 =F т + F c
• F c F c
• F 1 F т
• F т F т =mg=m . 9 ,8м/с 2

Формулы, характеризующие равноускоренное движение

Равноускоренное движение

Свободное падение

V х =V ox +a х t

Движение тела, брошенного вверх

S х =V ox t+(a х t 2)/2

S у =V oy t+(gt 2)/2

V у =V o у -gt

X = X 0 +V x0 t+(a x t 2)/2

S=V oy t-(gt 2)/2

У=У 0 +V 0y t+(g y t 2)/2

У= V 0y t-(g y t 2)/2

3.Зависимость скорости и координаты падающего тела от времени.

3.Зависимость скорости и координаты тела, брошенного вертикально вверх, от времени.

• Пусть начальное положение тела - начало координат, ось ОУ направим вниз, тогда графики V y (t) и У(t) :

Невесомостью называется состояние, при котором вес тела равен нулю.

• Это состояние возникает, если на тело действует только сила тяжести, тело движется поступательно с ускорением свободного падения.
• То есть тело, подвешенное на пружине, не вызывает никакой деформации пружины, а тело, лежащее неподвижно на опоре, не оказывает на неё никакого силового воздействия.
• х Р= m (g - a) g=a P=0

• 1.Упр. 13 (2) Со стола высотой 80 см на пол падает карандаш. Определите время его падения.
• 2. Одинаковым ли будет время свободного падения различных тел с одной и той же высоты?
• 3. Камень падал с одной скалы 2с, а с другой 6с. Во сколько раз вторая скала выше первой?
• Домашнее задание:
• § 13, 14, упр.13 (1,3); №192, 204, 207.
• Ответить на вопросы после параграфа, знать тезисы, выписанные в тетрадь.

Вопросы.

1. Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъема?

Сила тяжести действует на все тела, независимо от того, подброшено оно вверх или находится в состоянии покоя.

2. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии трения? Как меняется при этом скорость движения тела?

3. От чего зависит наибольшая высота подъема брошенного вверх тела в том случае, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь?

Высота подъема зависит от начальной скорости. (Вычисления см. предыдущий вопрос).

4. Что можно сказать о знаках проекций векторов мгновенной скорости тела и ускорения свободного падения при свободном движении этого тела вверх?

При свободном движении тела вверх знаки проекций векторов скорости и ускорения противоположны.

5. Как ставились опыты, изображенные на рисунке 30, и какой вывод из них следует?

Описание опытов см. стр. 58-59. Вывод: Если на тело действует только сила тяжести, то его вес равен нулю, т.е. оно находится в состоянии невесомости.

Упражнения.

1. Теннисный мяч бросили вертикально вверх с начальной скоростью 9,8 м/с. Через какой промежуток времени скорость поднимающегося мяча уменьшится до нуля? Какое перемещение от места броска совершит при этом мяч?

Слайд 2

Повторение

2 При наличии атмосферы движение падающих тел стремится к равномерному.

Слайд 3

3 Законы, характеризующие свободное падение если V0 = 0; V = gt если V0 = 0;

Слайд 4

Повторение

4 1.В трубке, из которой откачан воздух,на одной и той же высоте находится дробинка,пробка и птичье перо. Какое из тел позже всех достигнет дна трубки? А) Дробинка. Б) Пробка. В) Птичье перо. Г) Все три тела достигнут дна трубки одновременно. 2. Чему равна скорость свободного падающего тела через 3 секунды? V0=0м/с, g =10м/с². А)15м/c Б)30м/c В)45м /c Г)90м/c 3.Какой путь пройдёт свободно падающее тело за 4 секунды? V0=0м/с,g=10м/с². А) 20м Б)40м В)80м Г)160м 4.Какой путь пройдёт свободно падающее тело за 6-ю секунду?V0=0м/с,g=10м/с². А)55м Б)60м В)180м Г)360м

Слайд 5

5 17.11.2011г. Движение тела, брошенного вертикально вверх. Задачи урока: 1.Убедиться, что движение тела, брошенного вертикально вверх, является равноускоренным. 2. Получить основные формулы для движения. 3. Привести примеры такого движения.

Слайд 6

Формулы

6 Движение тела, брошенного вертикально вверх. v = vо - gt y = hо+vоt - gt2/2 Ось OY направляют вертикально вверх

Слайд 7

Графическое представление движения

7 График зависимости скорости от времени. Графики зависимости ускорения, пути и координаты от времени.

Слайд 8

Движение тел, брошенных вертикально вверх с различными скоростями

8 Зависимость координаты от времени V02> V01

Слайд 9

9 Есть на острове Исландия своя долина гейзеров - Хаукалдур.Именно здесь находится знаменитый Большой Гейзер.Когда, гейзер собирается с силами, он трижды подряд выбрасывает в небо мощную струю высотой в 40-60 метров. Десять минут длится этот «салют», а затем вода и пар как бы втягиваются назад в жерло. В последнее время Большой Гейзер извергается все реже. Зато его сосед - гейзер Штоккр - еще полон сил радует туристов своими струями, взлетающими на 30-40 метров вверх. Задача: С какой скоростью вырывается вода из жерла Большого Гейзера и гейзера Штоккр? Сколько времени длится «полет»? (Вода из жерла Большого Гейзера вырывается со скоростью 35 м/с, время «полета» воды - 7с. Для гейзера Штоккр эти значения, соответственно, будут равны 28 м/с и 5,6 с.)

Слайд 10

«Бешеный огурец»

10 Самое воинственное растение - «бешеный огурец». В «бешенство» он приходит, когда полностью созревает. Огурец с треском отрывается от своей ножки, из отверстия, где только что была ножка плода, бьет на 6-8 метров. Оказывается, пока плод зреет, внутри него накапливаются газы. К моменту созревания их давление в его полости достигает трех атмосфер! Задача: С какой скоростью должна вырываться струя сока с семенами, чтобы достичь указанной выше высоты? Как при этом изменяется энергия семян? (Скорость струи 12,6 м/с, при этом кинетическая энергия струи превращается в потенциальную энергию.)

Сила тяжести действует на все тела на Земле: покоящиеся и движущиеся, находящиеся на поверхности Земли и вблизи неё.

Тело, свободно падающее на землю, движется равноускоренно с возрастающей скоростью, поскольку его скорость сонаправлена с силой тяжести и ускорением свободного падения.

Тело, подброшенное вверх, при отсутствии сопротивления воздуха тоже движется с постоянным ускорением, вызванным действием силы тяжести. Но в этом случае начальная скорость v0, которую телу придали при броске, направлена вверх, т. е. противоположно силе тяжести и ускорению свободного падения. Поэтому скорость тела уменьшается (за каждую секунду - на величину, численно равную модулю ускорения свободного падения, т. е. на 9,8 м/с).

Через определённое время тело достигает наибольшей высоты и на какой-то момент останавливается, т. е. его скорость становится равной нулю. Понятно, что чем большую начальную скорость получило тело при броске, тем больше будет время подъёма и тем на большую высоту оно поднимется к моменту остановки.

Затем под действием силы тяжести тело начинает равноускоренно падать вниз.

При решении задач на движение тела вверх при действии на него только силы тяжести используют те же формулы, что и при прямолинейном равноускоренном движении с начальной скоростью v0, только ах заменяют gx:

При этом учитывают, что при движении вверх вектор скорости тела и вектор ускорения свободного падения направлены в противоположные стороны, поэтому их проекции всегда имеют разные знаки.

Если, к примеру, ось X направлена вертикально вверх, т. е. сонаправлена с вектором скорости, то v x > 0, значит, v x = v, a g x < 0, значит, g x = -g = -9,8 м/с 2 (где v - модуль вектора мгновенной скорости, a g - модуль вектора ускорения).

Если же ось X направлена вертикально вниз, то v x < 0, т. е. v х = -v, a g x > 0, т. е. g x = g = 9,8 м/с 2 .

Вес тела, движущегося под действием только силы тяжести, равен нулю. В этом можно убедиться с помощью опытов, изображённых на рисунке 31.

Рис. 31. Демонстрация невесомости тел при их свободном падении

К самодельному динамометру подвешен металлический шарик. Согласно показаниям покоящегося динамометра, вес шарика (рис. 31, а) равен 0,5 Н. Если же нить, удерживающую динамометр, перерезать, то он будет свободно падать (сопротивлением воздуха в данном случае можно пренебречь). При этом его указатель переместится на нулевую отметку, свидетельствуя о том, что вес шарика равен нулю (рис. 31, б). Вес свободно падающего динамометра тоже равен нулю. В данном случае и шарик, и динамометр движутся с одинаковым ускорением, не оказывая друг на друга никакого влияния. Другими словами, и динамометр, и шарик находятся в состоянии невесомости.

В рассмотренном опыте динамометр и шарик свободно падали из состояния покоя.

Теперь убедимся в том, что тело будет невесомым и в том случае, если его начальная скорость не равна нулю. Для этого возьмём полиэтиленовый пакет и примерно на 1/3 заполним его водой; затем удалим из пакета воздух, скрутив его верхнюю часть в жгут и завязав на узел (рис. 31, в). Если взять пакет за нижнюю, заполненную водой часть и перевернуть, то свитая в жгут часть пакета под действием веса воды раскрутится и заполнится водой (рис. 31, г). Если же, переворачивая пакет, удерживать жгут, не позволяя ему раскрутиться (рис. 31, д), а затем подкинуть пакет вверх, то и во время подъёма, и во время падения жгут не будет раскручиваться (рис. 31, е). Это свидетельствует о том, что во время полёта вода не действует своим весом на пакет, так как становится невесомой.

Можно перекидывать этот пакет друг другу, тогда он будет лететь по параболической траектории. Но и в этом случае пакет сохранит в полёте свою форму, которую ему придали при броске.

Вопросы

1. Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъёма?
2. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии трения? Как меняется при этом скорость движения тела?
3. От чего зависит наибольшая высота подъёма брошенного вверх тела в том случае, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь?
4. Что можно сказать о знаках проекций векторов мгновенной скорости тела и ускорения свободного падения при свободном движении этого тела вверх?
5. Расскажите о ходе опытов, изображённых на рисунке 31. Какой вывод из них следует?

Упражнение 14

Теннисный мяч бросили вертикально вверх с начальной скоростью 9,8 м/с. Через какой промежуток времени скорость поднимающегося мяча уменьшится до нуля? Какое перемещение от места броска совершит при этом мяч?