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.

Содержание: Содержание: Что такое невесомость? Что такое невесомость? Невесомость в космосе Невесомость в космосе Невесомость на земле Невесомость на земле Интересные факты о невесомости Интересные факты о невесомости Влияние невесомости на организм человека Влияние невесомости на организм человека Опыт Опыт Вывод Вывод

Невесомость в космосе -Из перевернутого стакана не выливается вода, если ее вытряхнуть -Для движений не нужно делать никаких усилий. -В космосе мальки рыб плавают не прямо, а по спирали -Когда человек находится в космосе, он совсем исчезает из поля земного притяжения. Гравитация Земли совсем не действует на него. Он находится в состоянии невесомости. капля воды в невесомости

Невесомость на земле Невесомость на земле Испытать невесомость можно не только в космосе, но и на земле, только кратковременно, например, во время прыжков на батуте, карусели, американский горках, при прыжке в бассейн или во время свободного падения в небе до раскрытия парашюта. Более длительную невесомость можно получить в самолете.

Влияние невесомости на организм человека Влияние невесомости на организм человека -Становятся невесомы руки, ноги, кровь, и все внутренние органы, -Отсутствует нагрузка на костно-мышечную систему, -Позвоночник удлиняется на 2,5 см, -Пульс становится медленнее, -Из-за отсутствия силы тяжести кровь не опускается вниз по сосудам, в результате опухает лицо и возникает отдышка. -Мускулы, которые отвечают за поддержку тела в вертикальном положении, слабеют.

Вывод Вывод Явление невесомости возникает и в космосе и на земле, только в последнем случае, достичь невесомости можно лишь на короткое время Невесомость это состояние, при котором человек не чувствует вес собственного тела и вес окружающих его предметов Изучение пламени в условиях невесомости необходимо для оценки полжароустойчивости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения Влияние невесомости на организм человека является отрицательным, так как вызывает изменение ряда его жизненных функций

Cлайд 1

Презентация учителя физики МОУ СОШ № 288 г. Заозерска Мурманской области Бельтюковой Светланы Викторовны

Cлайд 2

Вес Вес – это суммарная сила упругости, действующая при наличии силы тяжести на все опоры и подвесы: Р = -(N1 + N2 +…) Является ли вес для каждого тела неизменной величиной, или он способен меняться?

Cлайд 3

В чём различие между силой тяжести и силой упругости? 1.Природа силы тяжести гравитационная, силы упругости – электромагнитная. 2.Сила тяжести приложена к телу, сила упругости – к опоре. 3.Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, сила упругости может менять своё направление. 4. Сила тяжести действует на расстоянии, сила упругости - при непосредственном контакте тел

Cлайд 4

Перегрузка Рассмотрим движение тела вертикально вверх. При этом на него действуют: сила тяжести Fт и сила реакции N опоры. Их равнодействующая направлена вверх. Вес тела приложен к опоре, и по III закону Ньютона равен силе реакции опоры. В результате возникает эффект увеличение веса – перегрузка. Вес тела увеличивается на величину ma. Р = m (g + a) n = a/g - коэффициент перегрузки

Cлайд 5

К силе тяжести приспособились все живые существа на Земле. Под её воздействием протекают все процессы в мире живой и неживой природы. Проникновение человека в космос сопровождает невесомость – состояние, при котором сила тяжести отсутствует.

Cлайд 6

Невесомость на Земле? При движении вертикально вниз на тело также действуют сила тяжести Fт и сила реакции опоры N. Но теперь их равнодействующая направлена вниз. При этом вес тела также равен силе реакции опоры. В результате наблюдается уменьшение веса: Р = m (g – a)

Cлайд 7

Невесомость в космосе Космические станции дают уникальную возможность не только наблюдать, но и проводить различные эксперименты и технологические операции в состоянии невесомости. Это ведёт не только к обнаружению новых физических эффектов, но и к пониманию путей эволюции на Земле.

Cлайд 8

Жидкость в условии невесомости В невесомости не действуют сила тяжести, выталкивающая сила. Поэтому действие капиллярных сил приводит к образованию сферических поверхностей. Однако, управлять такой жидкостью совсем непросто: она подвижна, неустойчива, её трудно собрать, т.к. она не течёт вниз под действием собственного веса. Возможное расположение жидкости и газа, заполняющих сферический сосуд, в невесомости. Эксперименты на орбите В настоящее время в космосе проводятся различные эксперименты, направленные на изучение жизнедеятельности живых организмов в условиях невесомости, решаются задачи получения химически чистых материалов, идеальных кристаллов, биологически активных веществ, т.е. закладываются основы индустриализации космоса, о которой говорил К.Э.Циолковский.

Рассмотрим один из органов человека - вестибулярный аппарат, позволяющий ему сохранять положение равновесия. Важную роль в вестибулярном аппарате играют кожные рецепторы, расположенные в различных частях тела, в частности в стопах, и чутко реагирующие на мельчайшее изменение давления, когда человек стоит или идет. Если человек споткнулся, рецепторы тотчас посылают сигналы в мозг и человеку удается сохранить равновесие. Но, пожалуй, основную роль здесь играют не рецепторы, а особые органы - отолиты, находящиеся в височной области головы. Отолиты - это два камушка из углекислого кальция, которые плавают в особой камере, внутренняя часть которой усеяна тончайшими волосками - приемниками. В обычных, земных условиях, как только человек наклонится, отолиты сразу же смещаются и давят на волоски с одной стороны камеры. В мозг побежит сигнал, и человек чувствует наклон. Но в космосе наступает невесомость. Отолиты свободно плавают в камере, произвольно касаясь волосков - приемников. От этого могут возникнуть неприятные ощущения.

1 из 9

Презентация на тему: Невесомость

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Гидроневесомость Гидроневесомость - один из наиболее эффективных способов моделирования условий работы космонавта в открытом космосе. Этот способ основан на помещении объектов космической техники и космонавта в скафандре в гидробассейн и придания им нейтральной плавучести, безразличного равновесия и безопорного состояния

№ слайда 3

Описание слайда:

Полет в невесомости на ИЛ-76МДК Полет в невесомости на ИЛ-76МДК.Изготовленные на базе широкофюзеляжного аэробуса ИЛ-76МДК летающие лаборатории центра подготовки космонавтов обеспечивают возможность достижения кратковременной невесомости. При полетах по кривой Кеплера, во время перехода с горизонтального полета на восходящий участок кривой и движении самолета через ее вершину создается режим кратковременной невесомости продолжительностью до 25 секунд за один режим.

№ слайда 4

Описание слайда:

здоровье Еще К. Э. Циолковский предполагал, что в условиях невесомости у человека могут возникнуть различные иллюзии и нарушение ориентации в пространстве. Однако он считал, что даже к таким необычным условиям можно приспособиться. «Все же эти иллюзии, по крайней мере в жилище, должны со временем исчезнуть»,- писал Циолковский. С тех пор и до начала космических полетов было высказано немало мнений по поводу того, какое влияние на состояние организма и на психическую деятельность может оказать невесомость.

№ слайда 5

Описание слайда:

Некоторые зарубежные ученые даже утверждали, будто при потере веса возникнут опасные для здоровья психические реакции и будто пребывание человека в условиях невесомости вообще невозможно. Поэтому первоначально соответствующие опыты проводились на животных, помещаемых в высотные ракеты. Затем они были перенесены и на человека, но опять-таки не в космическом полете, а при полетах на реактивных самолетах. В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен большой научный материал о влиянии такой невесомости на психофизиологические функции людей. В этом плане все испытуемые подразделяются на три основные группы.

№ слайда 6

Описание слайда:

В первую группу входят лица, которые переносят кратковременную невесомость без заметного ухудшения общего самочувствия, не теряют работоспособности в полете и лишь испытывают чувство расслабленности или облегчения вследствие потери тяжести собственного тела. Все советские космонавты были отнесены к этой группе. Для иллюстрации приведем запись, сделанную Ю. А. Гагариным после первого полета с воспроизведением невесомости на двухместном самолете: «До выполнения «горок» полет проходил как обычно, нормально. При вводе в «горку» прижало к сиденью. Затем сиденье отошло, ноги приподнялись с пола. Посмотрел на прибор: показывает невесомость. Ощущение приятной легкости. Пробовал двигать руками, головой. Все получается легко и свободно. Поймал плавающий перед лицом карандаш и шланг кислородного прибора. В пространстве ориентировался нормально. Все время видел небо, землю, красивые кучевые облака».

№ слайда 7

Описание слайда:

Во вторую группу включаются лица, испытывающие в период невесомости иллюзии падения, а также чувство переворачивания, вращения тела в неопределенном положении, подвешенности вниз головой и т. д. Указанные явления в первые 2–6 сек. сопровождаются беспокойством, потерей ориентации в пространстве и неправильным восприятием окружающей обстановки и собственного тела. В ряде случаев наблюдается эйфория (смех, игривое настроение, забывание о программе эксперимента и т. д.). Последующие полеты с воспроизведением невесомости не вызывают у данной группы людей столь острых ощущений. Наступает привыкание, адаптация.

№ слайда 8

Описание слайда:

К третьей группе относятся лица, у которых пространственная дезориентация и иллюзии выражены сильнее, продолжаются на протяжении всего периода невесомости и иногда сочетаются с быстрым развитием симптомов морской болезни. У отдельных представителей этой группы иллюзии падения достигают крайней степени, сопровождаются чувством ужаса, непроизвольным криком и резким повышением двигательной активности. При этом наблюдается полная дезориентация в пространстве и потеря контакта с окружающими людьми.

№ слайда 9

Описание слайда:

Нарушения работы организма человека, вызванные невесомостью, обратимы. Ускоренное восстановление нормальных функций может быть достигнуто с помощью физиотерапии и лечебной физкультуры, а также применением лекарственных препаратов. Неблагоприятное влияние невесомости на организм человека в полете можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц)