Урок по теме: «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести»

Автор: Дзус Мария Александровна

Организация: МБОУ СОШ№6 г.Владимира

Населенный пункт: Владимирская область, г. Владимир

Пояснительная записка к уроку:

Урок разработан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования (ФГОС ООО) по физике для 9 класса и использует элементы деятельностного подхода. Урок предполагает использование мультимедийных ресурсов (например, видеоролики опытов в вакууме, презентация) и интерактивной доски или монитора (проектора).

Место и особенности урока:

Урок "Сила. Явление тяготения. Сила тяжести" является вводным в раздел механики и имеет фундаментальное значение для понимания дальнейшего материала. Он знакомит учащихся с базовыми понятиями силы, всемирного тяготения и силы тяжести, формируя основу для изучения динамики. Особенности урока – акцент на практической деятельности учащихся через наблюдение, эксперимент и анализ результатов. Использование наглядных пособий и мультимедийных ресурсов способствует лучшему усвоению материала.

Образовательные технологии, методы, формы урока:

Урок построен на основе деятельностного подхода с применением следующих технологий:

 

Технология

Пояснение

Технология проблемного обучения

урок начинается с проблемных вопросов, побуждающих учащихся к размышлениям и поиску ответов.

Технология исследовательской деятельности

проведение простых опытов и наблюдение за явлениями позволяют учащимся самим делать выводы и обобщения.

Игровая технология (элементы)

использование наглядных пособий и демонстрационных опытов создает атмосферу интереса и увлеченности.

 

Методы:

Методы

Пояснение

Наблюдение

наблюдение за падением предметов, работой весов, действием магнита.

Эксперимент

проведение опытов с падением предметов в воздухе и (визуально) в вакууме, измерение силы тяжести с помощью динамометра.

Беседа

диалог учителя и учащихся, обсуждение результатов опытов, ответы на вопросы.

Объяснение

изложение теоретического материала, разъяснение понятий.

Демонстрация

показ опытов, видеороликов.

Форма урока

комбинированный урок (комбинация объяснительно-иллюстративного и практического методов).

 

 

Педагогические приемы и дидактический материал:

Прием

Пояснение

Прием "Мозговой штурм"

обсуждение повседневных явлений, связанных с падением предметов.

Прием "Демонстрация"

показ опытов с падением предметов, весами, магнитом.

Прием "Вопросы и ответы"

стимулирование мыслительной деятельности учащихся через постановку вопросов и обсуждение ответов.

Прием "Систематизация":

формулировка основных понятий и законов, создание опорного конспекта.

 

Дидактический материал:

  1. Весы
  2. Динамометр
  3. Различные предметы для опытов (камень, перышко, кусочек бумаги, скомканный лист бумаги)
  4. Магнит
  5. Мультимедийная презентация (или видеоролики) с демонстрацией опытов
  6. Карточки с вопросами для обсуждения (по желанию)
  7. Опорный конспект

Формирование метапредметных результатов (базовые логические действия):

Урок способствует развитию следующих метапредметных результатов:

Познавательные УУД: анализ, сравнение, классификация, обобщение, установление причинно-следственных связей, построение логических цепочек рассуждений (например, сравнение падения предметов в воздухе и вакууме, объяснение различий в скорости падения).

Регулятивные УУД: планирование, контроль, коррекция, самооценка (учащиеся планируют проведение опытов, контролируют результаты, корректируют свои действия, оценивают свою работу).

Коммуникативные УУД: формулировать свои мысли, слушать и понимать других, участвовать в дискуссии.

Оценка результатов обучения:

Оценка знаний учащихся будет проводиться на основе наблюдения за их активностью на уроке, участия в обсуждении, правильности выполнения опытов, а также путем устного опроса по вопросам для обсуждения.

 

Цель урока и задачи урока:

  1. Образовательные:
  • Сформулировать признак существования силы и признаки ее действия, научить на основе анализа зависимости между величинами делать выводы о характере изменения значения величины;
  • Формировать у учащихся понятие о силе, рассмотреть обозначение силы, ее графическое изображение, познакомить на основе собственного опыта, анализа наблюдений и экспериментов с силой всемирного тяготения, силой тяжести и ее проявлениями;
  • Формировать умение работы с рисунками.
  1. Воспитательные:
  • Познакомить учащихся с взаимосвязанностью и обусловленностью явлений окружающего мира;
  • Показать значение опытных фактов и эксперимента в объяснении сил всемирного тяготения и силы тяжести; содействовать формированию мировоззренческой идеи познавательности явлений и свойств окружающего мира;
  • Показать роль науки в познании мира, рассказать о вкладе Исаака Ньютона в «копилку научных достижений»;
  • Воспитать добросовестное отношение к выполняемому учебному труду.
  1. Развивающие:
  • Развивать коммуникативные умения и навыки при работе в классе; познакомить со структурными элементами приема обобщений; проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по применению знаний в различных ситуациях;
  • Работать над формированием умений анализировать свойства и явления на основе знаний, выделять главную причину, влияющую на результат;
  • Развивать внимание и любознательность.

 

Карта урока

№ п/п

Этапы урока

Деятельность учителя

Ответы учеников

УУД

I

Организационный момент

Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку

Приветствие учителя

 

II

Актуализация знаний

Учитель:
Ребята, давайте начнём с наблюдений. Что происходит, когда мы бросаем мяч вверх?

Почему он падает вниз?

Почему яблоко падает с дерева?

 

Учитель записывает ответы учащихся на доске

 

Ответы учащихся:

  1. Он летит вверх, а потом падает вниз
  2. Его что-то тянет вниз
  3. Его притягивает земля

 

 

III

Постановка задачи урока и формулировка темы

Опыт 1. Падение предметов.

 

Учитель:
Посмотрите, что произойдет, если мы одновременно уроним 2 листа бумаги (также можно 2 комка бумаги взять). (Учитель демонстрирует опыт.) Видите, они падают с разной скоростью. Почему?

А теперь посмотрим, что произойдет в вакууме. (Учитель показывает видеоролик падения предметов в вакуумной камере).

В вакууме все предметы падают с одинаковым ускорением. Это говорит о том, что на них действует одинаковая сила.

 

Опыт 2. Весы.

 

Учитель:
Эти весы измеряют массу. Мы можем найти числовое значение силы, с которой Земля притягивает к себе предметы – это силу тяжести. (Учитель взвешивает разные предметы, сравнивает их массу.)

 

Опыт 3. Магнит.

 

Учитель:
А теперь посмотрите на магнит. Он притягивает к себе металлические предметы, даже на расстоянии. Это тоже пример силы, действующей на расстоянии. Чем похожи и чем отличаются силы, заставляющие яблоко падать и магнит притягивать предметы?

 

Учитель:

Сегодня мы познакомимся с силой, которая заставляет предметы падать на Землю, — это сила тяжести, и с явлением, которое ее обуславливает — всемирное тяготение. Мы узнаем, что такое сила и как она измеряется.

 

Вводная беседа: "Сегодня мы узнаем, какая сила заставляет предметы падать на землю, и что такое всемирное тяготение. Мы вспомним какие силы существуют, их характеристики и направление"

 

Ответы учащихся:

Из-за сопротивления воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы учащихся:
Обе действуют на расстоянии, но магнитная сила – это взаимодействие между магнитами (действие через поле), а сила, заставляющая яблоко падать – взаимодействие между яблоком и Землей

 

 

 

 

Познавательные УУД:

Общеучебные:

Формулирование познавательной цели.

Поиск и выделение необходимой информации: Дети анализируют результаты опытов, сравнивают падение разных предметов, выделяют влияние воздушного сопротивления.

Структурирование знаний: Дети систематизируют полученные знания о силе тяжести, ее действии и сравнении с другими силами (магнитная сила).

Установление причинно-следственных связей: Учащиеся связывают падение предметов с действием силы тяжести, объясняют разницу во времени падения из-за воздушного сопротивления.

Построение логической цепи рассуждений: Дети строят логические выводы на основе наблюдений и опытов.

Рефлексия способов и условий действия: Дети анализируют свои действия во время опытов, объясняют свои наблюдения.

 

Логические:

Анализ: разбирают опыты, выделяют ключевые факторы.

Синтез: объединяют полученные данные в целостное понимание силы тяжести.

Сравнение: сравнивают разные силы (тяготение, магнитная сила).

 

Коммуникативные УУД:

Планирование учебного сотрудничества: дети участвуют в обсуждении, высказывают свои идеи, работают в группе (если это предполагается).

Постановка вопросов: учащиеся задают вопросы учителю и друг другу.

Выражение своих мыслей и аргументация: дети объясняют свои наблюдения и выводы.

Учет разных мнений, координирование в сотрудничестве: учитывают различные точки зрения при обсуждении результатов опытов.

 

Регулятивные УУД:

Целеполагание: определяют цель урока и задачи.

Планирование: участвуют в планировании опытов.

IV

Изучение нового учебного материала

Опыт 1. Падение предметов с одинаковой высоты (в вакууме и на воздухе).

 

Учитель: (показывает видео)

Мы уже видели, что в вакууме все тела падают одинаково. А в воздухе? Почему разница?

 

Опыт 5. Измерение силы тяжести динамометром.

 

Учитель:

Динамометр измеряет силу. Сейчас мы измерим вес тела, действующую на разные гири. (Учитель демонстрирует измерение силы тяжести на гирях различной массы.) Что Вы заметили?

(см. рисунок 1 в приложении).

 

Учитель:
Сила – это векторная величина, характеризующаяся величиной, направлением и точкой приложения. Всемирное тяготение – это сила взаимодействие между любыми двумя телами, обладающими массой. Закон всемирного тяготения (качественно): тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними (см. приложение «История о Ньютоне», учитель рассказывает почему сила тяготения зависит от квадрата расстояния).

Закон всемирного тяготения имеет определённые границы применимости. Он применим, если:

1. Взаимодействующие тела — материальные точки.

2. Тела имеют форму шара.

3. Одно из тел — шар большого радиуса, взаимодействующий с телом, размер которого много меньше размеров шара.

Закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара.

Сила тяготения становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел имеет очень большую массу (планета, звезда).

Сила тяжести – это частный случай всемирного тяготения, сила притяжения Земли к телу. Она рассчитывается по формуле: F = mg, где F – сила тяжести (Н), m – масса тела (кг), g – ускорение свободного падения (≈ 9,8 м/с²), но для решения задач будем принимать значение 10 м/с².

 

Часть 1: Экспериментальная работа

(Обсуждение влияния сопротивления воздуха.)

 

  • 1: Падение предметов. Учащиеся наблюдают опыт. Записывают свои наблюдения (перышко и камешек падают одновременно). Затем обсуждают, как изменяется время падения в воздухе и почему (влияние сопротивления воздуха). Они могут делать предположения о том, что произойдет, если бы опыт проводился без воздуха.

 

Опыт 2: Измерение силы тяжести. Учащиеся работают в группах, используя динамометр, для измерения силы тяжести, действующей на различные тела (гири). Они записывают результаты измерений в таблицу, включающую массу и силу тяжести для каждого тела (для того, чтобы найти зависимость силы тяжести от массы тела и построить график). Далее, они анализируют полученные данные, определяя зависимость между массой тела и силой тяжести (прямая пропорциональность). Каждая группа может построить график зависимости силы тяжести от массы. (Ответы учащихся: сила тяжести увеличивается с увеличением массы.)

 

 

Часть 2: Дискуссия и анализ

 

 

Определение силы: Учащиеся формулируют определение силы, указывая ее характеристики (величина, направление, точка приложения). Они приводят примеры разных сил.

 

Всемирное тяготение: Учащиеся пытаются сформулировать закон всемирного тяготения (тела притягиваются друг к другу с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними).

 

Сила тяжести: Учащиеся сравнивают силу тяжести и силу всемирного тяготения, указывая на разницу (сила тяжести – частный случай всемирного тяготения, применительно к взаимодействию тел с Землей).

Познавательные УУД:

Общеучебные:

Извлечение информации: Учащиеся извлекают информацию из опытов и обсуждений.

Анализ объектов с целью выделения признаков: они анализируют результаты опытов, сравнивают время падения разных предметов, определяют связь между массой и силой тяжести.

Сравнение, классификация объектов: сравнивают падение предметов в вакууме и на воздухе, классифицируют силы по характеристикам (величина, направление, точка приложения).

Построение логической цепи рассуждений, доказательство: объясняют, почему предметы падают на Землю, почему Луна вращается вокруг Земли, используя полученные знания о силе тяжести и всемирном тяготении.

 

Логические:

Анализ: Анализ результатов опытов и формулировка выводов.

Синтез: Объединение информации из разных источников для формирования целостного представления о силе тяжести и всемирном тяготении.

Сравнение: Сравнение силы тяжести и всемирного тяготения.

Установление причинно-следственных связей: Объяснение причин падения предметов и вращения Луны вокруг Земли.

 

Регулятивные УУД:

Целеполагание: Учащиеся понимают цель урока и задачи, которые нужно решить.

Планирование: Учащиеся планируют свои действия во время опытов и обсуждений.

Контроль: Учащиеся контролируют свои действия и результаты опытов.

Коррекция: Учащиеся корректируют свои действия и ответы на основе обратной связи от учителя и сверстников.

 

V

Закрепление

Вопросы для обсуждения:

  1. Что такое сила? Как она характеризуется?
  2. Что такое всемирное тяготение?
  3. Сформулируйте закон всемирного тяготения.
  4. Что такое сила тяжести? В чем разница между силой тяжести и силой всемирного тяготения?
  5. Как рассчитывается сила тяжести? Что обозначают символы в формуле?
  6. Почему предметы падают на Землю?
  7. Почему Луна вращается вокруг Земли?
  8. Как сила тяжести влияет на нашу жизнь

Ответы учеников:

  1. Величина, направление, точка приложения;
  2. Взаимодействие между любыми телами, обладающими массой;
  3. Сила притяжения прямо пропорциональна массам тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними;
  4. Сила тяжести – это сила притяжения Земли к телу, частный случай всемирного тяготения;
  5. F = mg, F – сила тяжести, m – масса, g – ускорение свободного падения;
  6. Из-за силы тяжести;
  7. Из-за силы всемирного тяготения;
  8. Влияет на движение тел, необходима для существования жизни на Земле.

VI

Домашнее задание

Найти примеры действия силы тяжести в повседневной жизни и нарисовать их.

Ученики записывают домашнее задание

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рисунок 1 – преобразование формул для веса тела

 

 

История о Ньютоне:

Ньютон наблюдал за движением небесных тел, в частности, Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца. Он знал, что существует сила, удерживающая эти тела на орбите. Он также знал (или подозревал) что эта сила как-то связана с массой объектов. Более массивные объекты, кажется, притягивают друг друга сильнее.

Ключевым моментом стало сравнение ускорения свободного падения на Земле с орбитальным ускорением Луны. Ньютон знал, что яблоко падает на Землю с определенным ускорением (приблизительно 9.8 м/с²). Он также мог вычислить приблизительное центростремительное ускорение Луны, необходимое для удержания её на орбите вокруг Земли. Это ускорение значительно меньше, чем ускорение свободного падения на Земле.

Вот где вступает в игру закон обратных квадратов. Ньютон заметил, что ускорение Луны было примерно в 3600 раз меньше, чем ускорение свободного падения на Земле. Расстояние от центра Земли до Луны примерно в 60 раз больше радиуса Земли (60*60 = 3600). Это наблюдение натолкнуло Ньютона на идею, что сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Если расстояние увеличивается вдвое, сила уменьшается в четыре раза (2²=4), если втрое – в девять раз (3²=9) и так далее.

Таким образом, не было "эврика!" момента, а был длительный процесс наблюдений, вычислений и постепенного уточнения его теории. Он проводил многочисленные эксперименты и математические доказательства, чтобы убедиться в правильности своего заключения. Закон обратных квадратов был фундаментальным элементом его закона всемирного тяготения, который потом объяснил движение не только Луны и планет, но и многих других явлений в физике.


Приложения:
  1. file1.pdf (547,8 КБ)
Опубликовано: 06.10.2025