Конспект урока по физике в 9 классе «Свободное падение тел»
УМК: А. В. Пёрышкин, Е. М. Гутник (или аналогичный для 9 класса).
Тип урока: урок изучения нового материала.
Продолжительность: 45 минут.
Цели и задачи урока
Образовательная: сформировать понятие свободного падения как частного случая равноускоренного движения; раскрыть физический смысл ускорения свободного падения ; научить применять формулы кинематики для расчёта скорости, перемещения и времени при свободном падении.
Развивающая: развивать умение анализировать результаты демонстрационных опытов, делать выводы, решать качественные и расчётные задачи, работать с графиками.
Воспитательная: показать роль эксперимента и критического мышления в науке на примере противостояния взглядов Аристотеля и Галилея.
Планируемые результаты:
Учащиеся смогут дать определение свободного падения, назвать значение ускорения свободного падения, объяснить, почему в вакууме тела разной массы падают одинаково.
Смогут решать типовые задачи на свободное падение без начальной скорости и с начальной скоростью (вертикально вниз/вверх).
Научатся интерпретировать графики скорости и s пути для равноускоренного движения.
Оборудование и материалы
Трубка Ньютона (или видеофрагмент опыта в вакууме).
Два листа бумаги: один гладкий, второй скомкан в плотный шарик.
Металлический шарик и кусочек ваты (для демонстрации влияния сопротивления воздуха).
Портреты Аристотеля, Г. Галилея, И. Ньютона (слайды или карточки).
Раздаточный материал: карточки с разноуровневыми задачами.
Проектор/доска, мел/маркер.
Ход урока
1. Организационный момент (2 минуты)
Приветствие, проверка готовности класса.
Объявление темы: «Свободное падение тел».
Формулировка цели урока совместно с учениками: «Понять, как падают тела, почему и с каким ускорением, научиться рассчитывать параметры падения».
2. Актуализация знаний (5 минут)
Фронтальный опрос по ранее изученному:
Что такое равноускоренное движение?
Как найти скорость и перемещение при равноускоренном движении?
Что показывает ускорение? Как его вычислить?
Проблемный вопрос: «Если бросить с одной высоты металлический шарик и кусочек ваты, что упадёт быстрее? Почему? Зависит ли это от массы?»
Ожидаемый ответ учеников: «Шарик упадёт быстрее, потому что он тяжелее». Учитель фиксирует гипотезу на доске.
3. Изучение нового материала (15 минут)
Опыт 1. Учитель одновременно роняет гладкий лист бумаги и скомканный шарик из бумаги с одинаковой высоты.
Обсуждение: «Почему шарик падает быстрее, хотя масса почти не изменилась?» Вывод: решающую роль играет сопротивление воздуха, а не масса.
Опыт 2. Падение шарика и ваты. Обсуждение: «В воздухе на тела действует сила сопротивления, которая у ваты сравнима с силой тяжести, поэтому её ускорение меньше ускорения свободного падения».
Опыт 3. Демонстрация (реальная или видео) трубки Ньютона: в откачанном воздухе дробинка, пробка и пёрышко падают одновременно.
Вывод: в отсутствие сопротивления воздуха все тела падают с одинаковым ускорением.
Определение: свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести (при пренебрежимо малом сопротивлении среды).
Ключевые факты:
Свободное падение — равноускоренное движение.
Ускорение свободного падения: g≈9,8 м/с2, направлено вертикально вниз.
Значение g немного различается в разных точках Земли (зависит от широты, высоты, геологических особенностей), но для школьных задач обычно берут g=10 м/с2
Формулы (записываются на доске и в тетрадях):
Скорость при падении без начальной скорости: v=gt;
Перемещение (высота падения): h= /2
Связь скорости и высоты: =2gh
Для движения вертикально вверх (с начальной скоростью v0):
v=v0−gt
h=v0t−gt2/2
Максимальная высота: hmax= /2g
Историческая справка (кратко): взгляды Аристотеля (тяжелые падают быстрее) ;
опыты Галилея (все падают с одинаковым ускорением) и опыт Ньютона в вакууме.
Физкультминутка (2 минуты)
Короткая пауза: 5–6 наклонов и подъёмов рук с озвучиванием: «Ускорение вниз — наклон, скорость растёт — руки вверх». Это помогает закрепить ассоциацию направления ускорения свободного падения и роста скорости.
4. Закрепление материала (15 минут)
Качественные вопросы (фронтально):
Почему парашютист в первые секунды падения ускоряется, а затем движется равномерно?
Если бросить камень вертикально вверх, чему равно его ускорение в верхней точке траектории? (Ответ: g, скорость там равна 0, но ускорение не исчезает.)
Разноуровневые задачи (раздаются на карточках; ученики выбирают по силам):
Уровень 1 (базовый): тело свободно падает без начальной скорости в течение 3 секунд. Найдите высоту падения и скорость в конце падения. (g=10 м/с2 )
Решение: h=10⋅9/2=45 м , v=10⋅3=30 м/с
Уровень 2 (средний): камень бросили вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Найдите максимальную высоту подъёма и время подъёма.
Решение: 1) hmax=400/2⋅10=20 м высота подъёма
2) Время подъёма=20/10=2 с.
Уровень 3 (продвинутый): тело падает с высоты 80 м. Какую часть пути оно пройдёт за последнюю секунду падения?
Подсказка: сначала найти полное время падения, затем путь за (t−1) секунд и вычесть.
Один ученик решает задачу у доски, остальные — в тетрадях. Учитель корректирует ошибки, акцентирует внимание на единицах измерения и знаках проекций.
5. Подведение итогов и рефлексия (4 минуты)
Возврат к гипотезе начала урока: «Были ли мы правы, что тяжёлые падают быстрее? В каких условиях это верно, а в каких — нет?»
Ключевые выводы записываются в тетрадь:
Свободное падение — движение под действием только силы тяжести.
В вакууме все тела падают с одинаковым ускорением свободного падения.
Формулы для расчёта скорости, высоты , времени.
Рефлексия: «Что было самым неожиданным на уроке? Какой опыт запомнился?» (2–3 ответа учеников).
6. Домашнее задание (2 минуты)
Прочитать соответствующий параграф учебника.
Решить 2 задачи из учебника: одну на падение без начальной скорости, вторую — на движение вертикально вверх.
Творческое задание (по желанию): придумать и описать домашний мини-опыт, который иллюстрирует влияние сопротивления воздуха на падение тел (например, с бумажными самолётиками или разными предметами).
