Movimento meccanico. Sistema di riferimento. In movimento. Presentazione "punto materiale. Sistema di riferimento" presentazione per una lezione di fisica (classe 9) sull'argomento Sistema di riferimento punto materiale riassuntivo

Lo scopo della lezione: dare un'idea della cinematica; conoscere le finalità e gli obiettivi del corso di fisica; introdurre i concetti: movimento meccanico, traiettoria, percorso; dimostrare che riposo e movimento sono concetti relativi; sostanziano la necessità di introdurre un modello idealizzato - un punto materiale, un quadro di riferimento.

Il famoso "Lay of Igor's Campaign", che loda questa campagna, racconta di un'eclissi solare totale che ha coinciso con l'ingresso del principe Igor nella terra Polovtsian. Questo è sufficiente per stabilire che le truppe di Igor erano al confine della terra Polovtsian il 1 maggio 1185 (nello stesso luogo, completo eclissi solare accade circa una volta ogni 200 anni)

Il registratore (registratore) è un dispositivo per la registrazione automatica dei dati ricevuti da sensori o altri mezzi tecnici su un supporto di informazioni. Nella tecnologia di misura, un insieme di elementi di uno strumento di misura che registrano il valore della grandezza misurata o correlata. I registratori di solito prevedono la possibilità di collegare i valori dei parametri registrati alla scala in tempo reale. Oltre ai dispositivi di registrazione per la registrazione dei dati, esistono anche dispositivi per la registrazione di informazioni audiovisive (registratori, videoregistratori, fotocamere e videocamere, ecc.). I dispositivi di registrazione possono essere unità funzionali integrali di strumenti di misura, installazioni, blocchi come parte di informazioni, misurazioni, sistemi di controllo, complessi o dispositivi indipendenti.

Argomento: "Punto materiale. Sistema di riferimento"

Obiettivi: 1. dare un'idea della cinematica;

2. far conoscere agli studenti le finalità e gli obiettivi del corso di fisica;

3. introdurre i concetti: movimento meccanico, traiettoria, percorso; dimostrare che riposo e movimento sono concetti relativi; sostanziano la necessità di introdurre un modello idealizzato - un punto materiale, un quadro di riferimento.

4. Apprendimento di nuovo materiale.

Durante le lezioni

1. Conversazione introduttiva con gli studenti sugli obiettivi e gli obiettivi del corso di fisica nella classe 9.

Cosa studia la cinematica? dinamica?

Qual è il compito principale dei meccanici?

Quali fenomeni dovrebbe essere in grado di spiegare?

Un esperimento problematico.

Quale corpo cade più velocemente: un foglio di carta o un libro?

Quale corpo cade più velocemente: un foglio di carta spiegato o lo stesso foglio piegato più volte?

Perché l'acqua non esce dal foro nel vaso quando il barattolo cade?

Cosa succede se metti una bottiglia d'acqua sul bordo di un foglio di carta e la scuoti orizzontalmente? Se tiri la carta lentamente?

2. Esempi di corpi in quiete e in movimento. Dimostrazioni.

О Rotolamento della palla su un piano inclinato.

О Il movimento della palla su un piano inclinato.

О Spostamento del carrello sul tavolo espositore.

H. Formazione dei concetti: movimento meccanico, traiettoria corporea, movimenti rettilinei e curvilinei, percorso attraversato.

Dimostrazioni.

O Movimento di una lampadina calda di una torcia in un auditorium buio.

О Un esperimento simile con una lampadina montata sul bordo di un disco rotante.

4. Formazione di idee sul sistema di riferimento e sulla relatività del moto.

1. Esperimento problema.

Il movimento del carrello con la barra sul tavolo dimostrativo.

La barra si muove?

La domanda è abbastanza chiara? Formula correttamente la domanda.

2. Esperimento frontale per osservare la relatività del moto.

Posiziona il righello su un pezzo di carta. Premi un'estremità del righello con il dito e usa una matita per spostarlo di una certa angolazione sul piano orizzontale. In questo caso, la matita non dovrebbe muoversi rispetto al righello.

Qual è la traiettoria dell'estremità della matita rispetto al foglio di carta?

A quale tipo di movimento si riferisce in questo caso il movimento della matita?

Qual è lo stato dell'estremità della matita rispetto al foglio di carta? Sul righello?

a) È necessario introdurre un sistema di riferimento come insieme di un corpo di riferimento, un sistema di coordinate e uno strumento per la determinazione del tempo.

b) La traiettoria del corpo dipende dalla scelta del quadro di riferimento.

5. Giustificazione della necessità di introdurre un modello idealizzato - un punto materiale.

6. Conoscenza del movimento in avanti del corpo.

Demog9soiration.

F Movimenti di un libro di grandi dimensioni su cui è tracciata una linea (Fig. 2) (La particolarità del movimento è che qualsiasi linea retta tracciata nel corpo rimane parallela a se stessa)

Movimento di una torcia ardente da entrambe le estremità in un auditorium oscurato.

7. Soluzione compito principale meccanica: determinare la posizione del corpo in qualsiasi momento.

a) Su una linea retta: un sistema di coordinate unidimensionale (auto su un'autostrada).

X = 300 m, X = 200 m

b) Su un piano - un sistema di coordinate bidimensionale (nave in mare).

c) Nello spazio - un sistema di coordinate tridimensionale (aereo nel cielo).

Ts. Soluzione di problemi di qualità.

Rispondi alle domande per iscritto (sì o no):

Quando si calcola la distanza dalla Terra alla Luna?

Quando si misura il suo diametro?

Quando un'astronave atterra sulla sua superficie?

Quando si determina la velocità del suo movimento attorno alla Terra?

Vai da casa al lavoro?

Eseguire esercizi ginnici?

Fare una gita in barca?

E quando si misura l'altezza di una persona?

III. Informazioni storiche.

Galileo Galilei nel suo libro "Dialogo" dà un vivido esempio della relatività della traiettoria: "Immagina un artista che è su una nave in navigazione da Venezia lungo il Mediterraneo. L'artista disegna su carta con una penna un intero quadro di figure disegnate in migliaia di direzioni, l'immagine di paesi, edifici, animali e altre cose.. "La traiettoria del movimento della piuma rispetto al mare Galileo rappresenta" una linea di estensione da Venezia al luogo finale...

più o meno ondulato, a seconda di quanto ondeggiava la nave lungo il percorso”.

IV. Riassunto della lezione.

v. Compiti a casa: §1, esercizio 1 (1-3).

Argomento: "Spostamento"

Scopo: 1. sostanziare la necessità di introdurre un vettore spostamento per determinare la posizione del corpo nello spazio;

2. formare la capacità di trovare la proiezione e il modulo del vettore spostamento;

3. ripetere la regola di addizione e sottrazione dei vettori.

Durante le lezioni

1. Attualizzazione della conoscenza.

Sondaggio frontale.

1. Cosa studia la meccanica?

2. Quale movimento si chiama meccanico?

3. Qual è il compito principale dei meccanici?

4. Cosa si chiama punto materiale?

5 Quale movimento si chiama traslazionale?

B. Quale sezione della meccanica si chiama cinematica?

7. Perché è necessario individuare corpi di riferimento speciali quando si studia il movimento meccanico?

8. Che cosa viene chiamato un quadro di riferimento?

9. Quali sistemi di coordinate conosci?

10. Dimostra che movimento e riposo sono concetti relativi.

11. Come si chiama una traiettoria?

12. Quali tipi di traiettorie conosci?

13. La traiettoria del corpo dipende dalla scelta del quadro di riferimento?

14. Quali sono i movimenti a seconda della forma della traiettoria?

15. Qual è il percorso percorso?

Risoluzione dei problemi di qualità.

1. Il ciclista si muove in modo uniforme e in linea retta. rappresentano le traiettorie del movimento:

a) il centro della ruota della bicicletta rispetto alla strada;

b) punti del cerchione rispetto al centro della ruota;

c) punti del cerchione rispetto al telaio della bicicletta;

d) punti del cerchione rispetto alla strada.

2. Quale sistema di coordinate deve essere selezionato (unidimensionale, bidimensionale, tridimensionale) per determinare la posizione dei seguenti corpi:

a) un lampadario nella stanza, e) un sottomarino,

b) treno, f) pezzo degli scacchi,

c) elicottero, g) aereo nel cielo

d) un ascensore, h) un aereo sulla pista.

1. Giustificazione della necessità di introdurre il concetto di vettore spostamento.

un problema. Determinare la posizione finale del corpo nello spazio se è noto che il corpo ha lasciato il punto A e ha superato una distanza di 200 m?

b) Introduzione del concetto di vettore spostamento (definizione, designazione), modulo del vettore spostamento (designazione, unità di misura). Differenza tra modulo del vettore di spostamento e distanza percorsa. Quando corrispondono?

2. Formazione del concetto di proiezione del vettore spostamento. Quando una proiezione è considerata positiva e quando è negativa? Quando la proiezione del vettore spostamento è uguale a zero? (Fig. 1)

H. Addizione di vettori.

a) La regola del triangolo. Per aggiungere due movimenti, l'inizio del secondo movimento deve essere allineato con la fine del primo. Il lato di chiusura del triangolo sarà lo spostamento totale (Fig. 2).

b) La regola del parallelogramma. Costruisci un parallelogramma sui vettori degli spostamenti aggiunti S1 e S2. La diagonale del parallelogramma OD sarà lo spostamento risultante (Fig. 3).

4. Esperimento frontale.

a) Metti un quadrato su un foglio di carta, avvicina i punti D, E e A ai lati dell'angolo retto (fig. 4).

b) Spostare l'estremità della matita dal punto 1) al punto E, portandola lungo i lati del triangolo nella direzione 1) A B E.

c) Misurare il percorso con l'estremità disegnata della matita rispetto al foglio di carta.

d) Costruire un vettore di spostamento dell'estremità della matita rispetto al foglio di carta.

E) Misurare il modulo del vettore spostamento e la distanza percorsa con l'estremità di una matita e confrontarli.

III. Risolvere problemi. -

1. Paghiamo il viaggio o viaggiamo quando si viaggia in taxi o in aereo?

2. Il corriere, ritirando l'auto a fine giornata lavorativa, annotava sulla lettera di vettura: “Aumento della lettura del contatore 330 km”. Di cosa tratta questa voce: la distanza percorsa o il movimento?

H. Il ragazzo ha lanciato la palla e l'ha ripresa. Supponendo che la palla sia salita a un'altezza di 2,5 m, trova il percorso e il movimento della palla.

4. La cabina dell'ascensore scendeva dall'undicesimo piano dell'edificio al quinto, quindi saliva all'ottavo piano. Supponendo che la distanza tra i piani sia di 4 m, determinare il percorso e il movimento dell'auto.

IV. Riassunto della lezione.

V. compiti a casa: § 2, esercizio 2 (1,2).

Argomento: "Determinazione delle coordinate di un corpo in movimento"

1. formare la capacità di risolvere il problema principale della meccanica: trovare le coordinate del corpo in qualsiasi momento;

2. determinare il valore delle proiezioni del vettore spostamento sull'asse delle coordinate e il suo modulo.

Durante le lezioni

1. Aggiornamento delle conoscenze

Sondaggio frontale.

Quali quantità sono chiamate vettore? Fornire esempi di quantità vettoriali.

Quali sono le quantità scalari? Cosa si chiama spostamento? Come si accumulano gli spostamenti? Come si chiama la proiezione di un vettore su un asse di coordinate? Quando la proiezione di un vettore è positiva? negativo?

Cosa si chiama modulo vettoriale?

Risolvere problemi.

1. Determinare i segni delle proiezioni dei vettori di spostamento S1, S2, S3, S4, S5, S6 sugli assi delle coordinate.

2. L'auto ha percorso lungo la strada un percorso pari a 400 m, quindi ha svoltato a destra e ha percorso la corsia per altri 300 m. Considerando che il movimento è diretto su ciascuna delle sezioni del percorso, trovare il percorso e il movimento di le auto. (700 metri; 500 metri)

H. La lancetta dei minuti dell'orologio compie un giro completo in un'ora. Quale percorso attraversa l'estremità della freccia di 5 cm? Qual è lo spostamento lineare dell'estremità della freccia? (0,314 metri; 0)

11. Apprendimento di nuovo materiale.

Soluzione del problema principale della meccanica. Determinazione delle coordinate di un corpo in movimento.

III. Risolvere problemi.

1. Nella fig. 1 mostra la posizione iniziale del punto A. Determinare la coordinata del punto finale, costruire un vettore di spostamento, determinarne il modulo, se $ x = 4m e $ y = 3m.

2. Le coordinate dell'inizio del vettore sono uguali: X1 = 12 cm, Y1 = 5 cm; end: X2 = 4 cm, Y2 = 11 cm Costruisci questo vettore e trova la sua proiezione sull'asse delle coordinate e il modulo del vettore (Sх = -8, Sу = 6 cm, S = 10 cm). (Da soli.)

H. Il corpo si è spostato da un punto di coordinate X0 = 1 m, Y0 = 4 m ad un punto di coordinate X1 = 5 m, Y1 = 1 m Trova il modulo del vettore di spostamento del corpo nella sua proiezione sul asse delle coordinate (Sх = 4 m, Sу = - 3 cm, S = 5 m).

IV. Riassunto della lezione.

V. Compiti a casa: 3, esercizio 3 (1-3).

Argomento: "Moto rettilineo uniforme"

1. formare il concetto di moto rettilineo uniforme;

2. scoprire il significato fisico della velocità di movimento del corpo;

3. continuare la formazione della capacità di determinare le coordinate di un corpo in movimento, di risolvere problemi graficamente e analiticamente.

Durante le lezioni

Aggiornamento delle conoscenze.

dettatura fisica

1. Il movimento meccanico è un cambiamento...

2. Il punto materiale è il corpo...

3. La traiettoria è una linea...

4. Il percorso percorso si chiama ...

5. Il quadro di riferimento è...

B. Il vettore spostamento è un segmento di linea ...

7. Il modulo del vettore spostamento è ...

8. La proiezione vettoriale è considerata positiva se ...

9. La proiezione vettoriale è considerata negativa se...

10. La proiezione del vettore è uguale a O, se il vettore ...

11. L'equazione per trovare le coordinate del corpo in qualsiasi momento ha la forma ...

II. Imparare nuovo materiale.

1. Determinazione del moto rettilineo uniforme. Carattere vettoriale di velocità. Proiezione della velocità in un sistema di coordinate unidimensionale.

2. Formula di spostamento. Dipendenza dal tempo del movimento.

H. Equazione delle coordinate. Determinazione delle coordinate del corpo in qualsiasi momento.

4. Sistema internazionale di unità

Unità di lunghezza - metro (m),

Unità di tempo - secondo (s),

L'unità di misura della velocità è il metro al secondo (m/s).

1 km/h = 1/3,6 m/s

Im/s = 3,6 km/h

Informazioni storiche.

Misure di lunghezza russe antiche:

1 vershok = 4,445 cm

1 arshin = 0,7112 m,

1 braccia = 2, IЗЗбм,

1 vers = 1,0668 km,

1 miglio russo = 7,4676 km.

Misure inglesi di lunghezza:

1 pollice = 25,4 mm,

1 piede = 304,8 mm,

1 miglio terrestre = 1609 m,

1 miglio nautico 1852.

5. Rappresentazione grafica del movimento.

Il grafico della dipendenza della proiezione della velocità dalla variazione del movimento.

Il grafico della dipendenza del modulo della proiezione della velocità.

Il grafico della dipendenza della proiezione del vettore spostamento dal tempo di movimento.

Il grafico della dipendenza del modulo della proiezione del vettore spostamento dal tempo di movimento.

Grafico I - la direzione del vettore velocità coincide con la direzione dell'asse delle coordinate.

Grafico I I - il movimento del corpo avviene nella direzione opposta alla direzione dell'asse delle coordinate.

6.Sх = Vхt. Questo prodotto è numericamente uguale all'area del rettangolo ombreggiato (Fig. 1).

7. Contesto storico.

Le carte di velocità furono introdotte per la prima volta a metà dell'XI secolo dall'arcidiacono della cattedrale di Rouen, Nicolas Orem.

III. Risoluzione di problemi grafici.

1. Nella fig. 5 mostra i grafici della proiezione dei vettori di due ciclisti che si muovono lungo linee parallele.

Rispondere alle domande:

Cosa si può dire della direzione del movimento dei ciclisti l'uno rispetto all'altro?

Chi si sta muovendo più velocemente?

Disegna un grafico della dipendenza del modulo di proiezione del vettore spostamento dal tempo di movimento.

Qual è la distanza percorsa dal primo ciclista in 5 secondi di movimento?

2. Il tram si muove a una velocità di 36 km / h e il vettore della velocità coincide con la direzione dell'asse delle coordinate. Esprimi questa velocità in metri al secondo. Disegna un grafico della dipendenza della proiezione del vettore velocità dal tempo di movimento.

IV. Riassunto della lezione.

V. compiti a casa: § 4, esercizio 4 (1-2).

Argomento: "Moto rettilineo uniformemente accelerato. Accelerazione"

1. introdurre il concetto di moto uniformemente accelerato, una formula per l'accelerazione di un corpo;

2. spiegarne il significato fisico, introdurre l'unità di accelerazione;

3. formare la capacità di determinare l'accelerazione del corpo con movimenti uniformemente accelerati e ugualmente rallentati.

Durante le lezioni

1. Attualizzazione della conoscenza (indagine frontale).

Dare la definizione di moto rettilineo uniforme.

Come si chiama la velocità del movimento uniforme?

Qual è l'unità di velocità nel Sistema internazionale di unità?

Scrivi la formula per la proiezione del vettore velocità.

In quali casi la proiezione del vettore velocità di moto uniforme sull'asse è positiva, in cui - negativa?

Scrivere la formula del giorno della proiezione del vettore viaggio?

Qual è la coordinata di un corpo in movimento in un dato momento?

Come si esprime la velocità in chilometri orari espressa in metri in secondi e viceversa?

L'auto Volga si muove a una velocità di 145 km / h. Cosa significa questo?

11. Lavoro indipendente.

1. Quanto vale la velocità di 72 km/h in più della velocità di 10 m/s?

2. La velocità del satellite artificiale della Terra è di 3 km / h e il proiettile del fucile è di 800 m / s. Confronta queste velocità.

3 Con un movimento uniforme, un pedone percorre un percorso di 12 m in b s, quale percorso farà muovendosi alla stessa velocità in 3 s?

4. La figura 1 mostra un grafico della dipendenza della distanza percorsa da un ciclista nel tempo.

Determina la velocità del ciclista.

Traccia il modulo rispetto al tempo di viaggio.

II. Imparare nuovo materiale.

1. Una ripetizione del concetto di moto rettilineo irregolare da un corso di fisica? classe.

Come si determina la velocità media di movimento?

2. Conoscenza del concetto di velocità istantanea: si può prendere come istantanea la velocità media per un brevissimo periodo di tempo finito, il cui significato fisico è che mostra a quale velocità si muoverebbe il corpo se, a partire da un dato momento col tempo, il suo movimento divenne uniforme e lineare.

Rispondi alla domanda:

Di che velocità parliamo nei seguenti casi?

o La velocità del treno corriere Mosca - Leningrado è di 100 km / h.

o Il treno passeggeri ha superato il semaforo alla velocità di 25 km/h.

H. Dimostrazione di esperimenti.

a) Far rotolare la palla lungo un piano inclinato.

b) Su un piano inclinato per tutta la sua lunghezza, rinforzare il nastro di carta. Posiziona un carrello antigoccia facilmente spostabile sul tabellone. Rilascia il carrello ed esamina la disposizione delle gocce sulla carta.

4. Determinazione del moto uniformemente accelerato. Accelerazione: definizione, significato fisico, formula, unità di misura. Il vettore di accelerazione e la sua proiezione sull'asse: in tal caso la proiezione di accelerazione è positiva, in quale - negativa?

a) Moto ugualmente accelerato (velocità e accelerazione sono nella stessa direzione, il modulo della velocità aumenta; ax> O).

b) Ugualmente al rallentatore (velocità e accelerazione sono dirette in direzioni opposte, il modulo della velocità diminuisce, ah

5. Esempi di accelerazioni incontrate nella vita:

Treno elettrico suburbano 0,6 m/s2.

L'aereo IL-62 con una corsa di decollo di 1,7 m / s2.

L'accelerazione di un corpo in caduta libera è 9,8 m/s2.

Razzo al lancio del satellite 60 m/s.

Un proiettile nella canna di un fucile mitragliatore Kalashyavkov, yu5 m / s2.

6. Rappresentazione grafica dell'accelerazione.

Grafico I - corrisponde a moto uniformemente accelerato con accelerazione a = 3 m / s2.

Grafico II - corrisponde a un movimento lento uniforme con accelerazione

III. Risolvere problemi.

Un esempio di problem solving.

1. La velocità di un'auto che si muove in linea retta e aumenta uniformemente da 12 m / sa 24 m / s in 6 secondi. Cos'è l'accelerazione dell'auto?

Risolvi i seguenti compiti usando l'esempio.

2. L'auto si muoveva in modo uniforme e in 10 s la sua velocità aumentava da 5 a 15 m / s. Trova l'accelerazione dell'auto (1 m / s2)

H. In frenata, la velocità del veicolo diminuisce da 20 a 10 m/s per 5 s. Trova l'accelerazione dell'auto, a condizione che sia rimasta costante durante la guida (2 m / s2)

4. L'accelerazione di un aereo passeggeri durante il decollo è durata 25 secondi, alla fine dell'accelerazione l'aereo aveva una velocità di 216 km / h. Determinare l'accelerazione dell'aereo (2,4 m / s2)

IV. Riassunto della lezione.

V. Compiti a casa: § 5, esercizio 5 (1 - З).

Argomento: "La velocità del moto rettilineo uniformemente accelerato"

1. inserire una formula per determinare in qualsiasi momento la velocità istantanea di un corpo;

2. continuare la formazione della capacità di costruire grafici della dipendenza della proiezione della velocità nel tempo;

3. calcolare la velocità istantanea del corpo in un dato momento.

Durante le lezioni

Lavoro indipendente.

opzione 1

1. Quale moto si dice uniformemente accelerato?

2. Scrivi la formula per determinare la proiezione del vettore di accelerazione.

H. L'accelerazione di un corpo è 5 m/s2, cosa significa?

4. La velocità di discesa del paracadutista dopo l'apertura del paracadute è diminuita da 60 a 5 m / s in 1,1 s. Trova l'accelerazione del paracadutista (50 m / s2)

Opzione II

1 Come si chiama accelerazione?

2. Qual è il nome delle unità di accelerazione?

H. L'accelerazione del corpo è pari a 3 m / s2. Cosa significa questo?

4. Con quale accelerazione si muove l'auto se in 10 secondi la sua velocità è aumentata da 5 a 10 m/s? (0,5 m/s2)

II. Imparare nuovo materiale.

1. Derivazione di una formula per determinare la velocità istantanea di un corpo in qualsiasi momento.

1. Attualizzazione della conoscenza.

a) Il grafico della dipendenza della proiezione del vettore velocità dal tempo del movimento Y (O.

2. Rappresentazione grafica del movimento. -

III. Risolvere problemi.

Esempi di problem solving.

1. Il treno si muove a una velocità di 20 m/s. Quando i freni sono stati applicati, ha iniziato a muoversi con un'accelerazione costante di 0,1 m / s2. Determinare la velocità del treno attraverso la ZO da dopo l'inizio del movimento.

2. La velocità del corpo è data dall'equazione: V = 5 + 2 t (le unità di velocità e accelerazione sono espresse in SI). Quali sono la velocità e l'accelerazione iniziali del corpo? Traccia la velocità del corpo e trova la velocità alla fine del quinto secondo.

Risolvi i problemi per modello

1. L'auto, la cui velocità è 10 m / s, ha iniziato a muoversi con un'accelerazione costante di 0,5 m / s2, diretta nella stessa direzione del vettore velocità. Determinare la velocità del veicolo dopo 20 secondi. (20 m/s)

2. La proiezione della velocità di un corpo in movimento cambia secondo la legge

V x = 10 -2t (i valori sono misurati in SI). Definire:

a) proiezione della velocità iniziale, modulo e direzione del vettore velocità iniziale;

b) proiezione dell'accelerazione, modulo e direzione del vettore di accelerazione;

c) costruire un grafico della dipendenza Vx (t).

IV. Riassunto della lezione.

V Compiti a casa: § 6, esercizio 6 (1 - 3); comporre questioni di mutuo controllo al §6 del libro di testo.

Argomento: "Movimenti con moto rettilineo uniformemente accelerato"

1. familiarizzare gli studenti con il modo grafico di derivare la formula dello spostamento con moto rettilineo uniformemente accelerato;

2. formare la capacità di determinare il movimento del corpo usando le formule:

Durante le lezioni

Aggiornamento delle conoscenze.

Due studenti si avvicinano alla lavagna e si pongono domande preparate in anticipo sull'argomento. Gli altri studenti agiscono come esperti: valutano le prestazioni degli studenti. Quindi viene invitata la coppia successiva, ecc.

II. Risolvere problemi.

1. Nella fig. 1 è un grafico che mostra la dipendenza del modulo velocità dal tempo. Determinare l'accelerazione di un corpo in movimento rettilineo.

Figura 2. 2 mostra un grafico della dipendenza della proiezione della velocità di moto rettilineo del corpo nel tempo. Descrivi la natura del movimento in determinate aree. Traccia l'accelerazione prevista rispetto al tempo di viaggio.

Sh. Studio di nuovo materiale.

1. Derivazione grafica della formula dello spostamento a moto uniformemente accelerato.

a) Il percorso percorso dal corpo nel tempo è numericamente uguale all'area del trapezio ABC

b) Rompendo il trapezio in un rettangolo e un triangolo, troviamo l'area di queste figure separatamente:

III. Risolvere problemi.

Un esempio di risoluzione del problema.

Un ciclista che si muove a una velocità di 3 m/s inizia a scendere dalla montagna con un'accelerazione di 0,8 m/s2. Trova la lunghezza della montagna, se lo skiusk ha impiegato 6 s,

Risolvere i problemi utilizzando un modello.

1. L'autobus si muove a una velocità di 36 km/h. A quale distanza minima dalla fermata il conducente deve iniziare a frenare se, per comodità dei passeggeri, l'accelerazione durante la frenata dell'autobus non deve superare 1,2 m / s? (42 metri)

2. Il razzo spaziale viene lanciato dal cosmodromo con accelerazione

45 m/s2. Che velocità avrà dopo aver volato per 1000 m? (300 m/s)

3. Una slitta viene fatta rotolare lungo una montagna di 72 m per 12 secondi. Determina la loro velocità alla fine del percorso. La velocità iniziale della slitta è zero. (12 m/s)

Oggi parleremo dello studio sistematico della fisica e della sua prima sezione: la meccanica. Studi di fisica tipi diversi cambiamenti o processi che si verificano in natura e quali processi erano principalmente di interesse per i nostri antenati? Naturalmente, questi sono processi associati al movimento. Si chiedevano se la lancia che avevano scagliato sarebbe volata e se avrebbe colpito il mammut; si chiedevano se il messaggero avrebbe avuto il tempo di raggiungere una grotta vicina prima del tramonto con l'importante notizia. Tutti questi tipi di movimento e il movimento meccanico in generale sono studiati dalla sezione chiamata meccanica.

Ovunque guardiamo, ci sono molti esempi di movimento meccanico intorno a noi: qualcosa ruota, qualcosa salta su e giù, qualcosa si muove avanti e indietro e altri corpi possono essere a riposo, che è anche un esempio di movimento meccanico. è zero.

Definizione

Movimento meccanicoè chiamato il cambiamento nella posizione dei corpi nello spazio rispetto ad altri corpi nel tempo (Fig. 1).

Riso. 1. Movimento meccanico

Poiché la fisica è divisa in diverse sezioni, la meccanica ha le sue sezioni. La prima si chiama cinematica. Sezione meccanica cinematica risponde alla domanda su come si muove il corpo. Prima di iniziare a lavorare allo studio del movimento meccanico, è necessario definire e apprendere i concetti base, il cosiddetto ABC della cinematica. Nella lezione impareremo:

Scegli un quadro di riferimento per lo studio del movimento del corpo;

Semplificare i compiti sostituendo mentalmente il corpo con un punto materiale;

Determina la traiettoria del movimento, trova la strada;

Distinguere i tipi di movimenti.

Nella definizione di movimento meccanico, l'espressione riguardo ad altri corpi... Dobbiamo sempre scegliere il cosiddetto corpo di riferimento, cioè il corpo rispetto al quale considereremo il movimento dell'oggetto che stiamo esaminando. Un semplice esempio: muovi la mano e dimmi: si muove? Sì, certo, in relazione alla testa, ma in relazione al bottone della tua camicia, sarà immobile. Pertanto, la scelta del riferimento è molto importante, perché rispetto ad alcuni corpi avviene il movimento, ma rispetto ad altri corpi non avviene. Molto spesso, un corpo viene scelto come corpo di riferimento, che è sempre sotto le mani, più precisamente, sotto i piedi: questa è la nostra Terra, che è il corpo di riferimento nella maggior parte dei casi.

Per molto tempo, gli scienziati hanno discusso se la Terra gira intorno al Sole o se il Sole gira intorno alla Terra. Infatti, dal punto di vista della fisica, dal punto di vista del movimento meccanico, questa è solo una disputa sul corpo di riferimento. Se la Terra è considerata il corpo di riferimento, allora sì - il Sole ruota attorno alla Terra, se il Sole è considerato il corpo di riferimento - allora la Terra ruota attorno al Sole. Pertanto, l'organismo di riferimento è un concetto importante.

Come descrivere il cambiamento nella posizione del corpo?

Per impostare con precisione la posizione del corpo di nostro interesse rispetto al corpo di riferimento, è necessario associare un sistema di coordinate al corpo di riferimento (Fig. 2).

Quando il corpo si muove, le coordinate cambiano e per descrivere il loro cambiamento abbiamo bisogno di un dispositivo per misurare il tempo. Per descrivere il movimento, devi avere:

Ente di riferimento;

Il sistema di coordinate associato al corpo di riferimento;

Un dispositivo per misurare il tempo (orologio).

Tutti questi oggetti insieme costituiscono un quadro di riferimento. Finché non abbiamo scelto un sistema di riferimento, non ha senso descrivere il movimento meccanico - non saremo sicuri di come si muove il corpo. Un semplice esempio: una valigia che giace su uno scaffale in uno scompartimento del treno, che è in movimento, riposa semplicemente per un passeggero e si sposta per una persona in piedi sulla piattaforma. Come possiamo vedere, uno stesso corpo si muove e riposa, l'intero problema è che i sistemi di riferimento sono diversi (Fig. 3).

Riso. 3. Vari sistemi di segnalazione

Dipendenza della traiettoria dalla scelta del quadro di riferimento

Rispondiamo a una domanda interessante e importante, se la forma della traiettoria e il percorso percorso dal corpo dipendono dalla scelta del quadro di riferimento. Considera una situazione in cui c'è un passeggero del treno con un bicchiere d'acqua sul tavolo accanto a lui. Quale sarà la traiettoria del vetro nel sistema di segnalazione associato al passeggero (l'ente di riferimento è il passeggero)?

Ovviamente il vetro è immobile rispetto al passeggero. Ciò significa che la traiettoria è un punto e lo spostamento è uguale (Fig. 4).

Riso. 4. Traiettoria del vetro rispetto al passeggero sul treno

Quale sarà la traiettoria del bicchiere rispetto al passeggero che aspetta il treno sulla banchina? A questo passeggero sembrerà che il vetro si muova in linea retta e abbia un percorso diverso da zero (Fig. 5).

Riso. 5. Traiettoria del vetro rispetto al passeggero sul grembiule

Da quanto sopra, possiamo concludere che la traiettoria e il percorso dipendono dalla scelta del sistema di riferimento.

Per descrivere il movimento meccanico, prima di tutto, è necessario determinare il sistema di riferimento.

Studiamo il movimento per prevedere dove sarà questo o quell'oggetto nel momento richiesto. Il compito principale dei meccanici- determinare la posizione del corpo in qualsiasi momento. Cosa significa descrivere il movimento di un corpo?

Consideriamo un esempio: un autobus viaggia da Mosca a San Pietroburgo (Fig. 6). Le dimensioni dell'autobus sono importanti per noi rispetto alla distanza che coprirà?

Riso. 6. Il movimento dell'autobus da Mosca a San Pietroburgo

Naturalmente, le dimensioni dell'autobus in questo caso possono essere trascurate. Possiamo descrivere l'autobus come un punto in movimento, in un altro modo è chiamato punto materiale.

Definizione

Un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate in questo problema si chiama punto materiale.

Lo stesso corpo, a seconda delle condizioni del problema, può essere o meno un punto materiale. Quando si sposta un autobus da Mosca a San Pietroburgo, l'autobus può essere considerato un punto materiale, perché le sue dimensioni sono incomparabili con la distanza tra le città. Ma se una mosca è volata nell'abitacolo dell'autobus e vogliamo indagare sul suo movimento, allora in questo caso le dimensioni dell'autobus sono importanti per noi e non sarà più un punto materiale.

Molto spesso in meccanica, studieremo precisamente il movimento di un punto materiale. Durante il suo movimento, un punto materiale passa successivamente una posizione lungo una certa linea.

Definizione

La linea lungo la quale si muove il corpo (o punto materiale) si chiama traiettoria del corpo ( Riso. 7).

Riso. 7. Traiettoria del punto

A volte osserviamo la traiettoria (ad esempio, il processo di valutazione di una lezione), ma il più delle volte la traiettoria è una sorta di linea immaginaria. Con la disponibilità di strumenti di misura, possiamo misurare la lunghezza della traiettoria lungo la quale si è mosso il corpo, e determinarne il valore, che si chiama sentiero(fig. 8).

Definizione

Sentiero attraversato dal corpo in qualche tempo è lunghezza del segmento di traiettoria.

Riso. 8. Modo

Esistono due tipi principali di movimento: movimento dritto e curvo.

Se la traiettoria del corpo è una linea retta, il movimento è chiamato rettilineo. Se il corpo si muove lungo una parabola o lungo qualsiasi altra curva, si parla di moto curvilineo. Quando si considera il moto non solo di un punto materiale, ma il moto di un corpo reale, si distinguono altri due tipi di moto: moto traslatorio e moto rotatorio.

Movimenti traslazionali e rotatori. Esempio

Quali movimenti sono chiamati traslazionali e quali sono rotazionali? Diamo un'occhiata a questo problema usando la ruota panoramica come esempio. Come si muove la cabina della ruota panoramica? Segniamo due punti arbitrari dell'auto e colleghiamoli con una linea retta. La ruota sta girando. Dopo un po', segna gli stessi punti e collegali. Le linee risultanti giacciono su linee parallele (Fig. 9).

Riso. 9. Il movimento di traslazione della cabina della ruota panoramica

Se una linea retta tracciata attraverso due punti qualsiasi del corpo rimane parallela a se stessa durante il movimento, allora tale movimento sono chiamati progressivo.

Altrimenti abbiamo a che fare con un moto rotatorio. Se la retta non fosse parallela a te, molto probabilmente il passeggero cadrebbe dalla cabina delle ruote (Fig. 10).

Riso. 10. Movimento rotatorio della cabina di guida

rotazionaleè chiamato un tale movimento di un corpo in cui i suoi punti descrivono cerchi che giacciono su piani paralleli. La retta che congiunge i centri dei cerchi si chiama asse di rotazione.

Molto spesso abbiamo a che fare con una combinazione di moto traslatorio e rotatorio, il cosiddetto moto traslatorio-rotazionale. L'esempio più semplice di un tale movimento è il movimento di un subacqueo nell'acqua (Fig. 11). Esegue una rotazione (capriola), ma allo stesso tempo il suo centro di massa si sposta in avanti nella direzione dell'acqua.

Riso. 11. Movimento traslazionale-rotazionale

Oggi abbiamo studiato l'ABC della cinematica, cioè i concetti di base più importanti, che in futuro ci permetteranno di passare alla risoluzione del problema principale della meccanica: determinare la posizione del corpo in qualsiasi momento.

Bibliografia

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Portale Internet "Av-physics.narod.ru" ().
Portale Internet "Rushkolnik.ru" ().
Portale Internet "Testent.ru" ().

Compiti a casa

Pensa a qual è l'organismo di riferimento quando diciamo:

il libro giace immobile su un tavolo nello scompartimento di un treno in corsa;
una hostess dopo il decollo attraversa la cabina passeggeri dell'aeromobile;
La terra ruota sul proprio asse.

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Didascalie delle diapositive:

FONDAMENTI DI CINEMATICA Lezione 1. TEMA: “Punto materiale. Sistema di riferimento"

La meccanica è una branca della fisica che studia il movimento. Il compito principale della meccanica è determinare la posizione di un corpo nello spazio in qualsiasi momento.

La cinematica è una sezione della meccanica che studia i modi di descrivere il movimento e la relazione tra le quantità che caratterizzano questo movimento. La dinamica è una branca della meccanica che studia le cause del movimento meccanico. La statica studia le leggi dell'equilibrio di un sistema di corpi.

Il movimento meccanico è un cambiamento nella posizione di un corpo nello spazio nel tempo rispetto ad altri corpi.

Il movimento traslazionale è un movimento in cui tutti i punti del corpo si muovono allo stesso modo, alla stessa velocità. Un punto materiale è un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate, nelle condizioni di un dato problema da risolvere. Corpo di riferimento: qualsiasi corpo considerato condizionatamente immobile, rispetto al quale viene considerato il movimento di altri corpi.

Ad esempio, molto spesso la Terra è considerata un punto materiale, se si studia il suo movimento attorno al Sole.

Ad esempio, ma se stiamo risolvendo un problema relativo alla rotazione giornaliera dei pianeti, allora è necessario tenere conto della forma e delle dimensioni del pianeta. Ad esempio, se si desidera determinare l'ora dell'alba alle luoghi differenti il globo.

Cos'è il moto traslatorio? Il corpo si muove in avanti se tutti i suoi punti si muovono allo stesso modo. oppure Un corpo si muove traslativamente se una retta tracciata per due punti di questo corpo, quando si muove, si sposta parallelamente alla sua posizione originale.

Esempi di moto traslatorio

Per determinare la posizione di un corpo (punto materiale) nello spazio è necessario: impostare il corpo di riferimento; selezionare un sistema di coordinate; avere un dispositivo per contare il tempo (orologio)

Il corpo di riferimento, il relativo sistema di coordinate e l'orologio per il conteggio del tempo di movimento formano un sistema di riferimento.

Che cos'è un organismo di riferimento? Il corpo di riferimento è un corpo rispetto al quale viene determinata la posizione di altri corpi (in movimento). Ad esempio, può essere un albero, se si considera il movimento di un autobus, o la Terra, quando si calcola il movimento di un razzo.

Sistema di coordinate La posizione di un corpo nello spazio può essere determinata utilizzando 2 coordinate (sistema di coordinate bidimensionale) La posizione di un corpo nello spazio può essere determinata utilizzando 3 coordinate (sistema di coordinate tridimensionale)

Con il moto rettilineo del corpo è sufficiente un asse coordinato

Traiettoria: la linea lungo la quale si muove il corpo.

Percorso - la lunghezza del percorso. [L] Lo spostamento è un vettore disegnato dalla posizione iniziale di un punto materiale alla sua posizione finale.

Sul tema: sviluppi metodologici, presentazioni e note

Dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Prima legge di Newton.

Obiettivi della lezione: formare il concetto di ISO; studiare la prima legge di Newton; mostrare l'importanza di una sezione della fisica come "Dinamica"; promuovere un senso di rispetto per le varie professioni...

riassunto lezione "Movimento. Punto materiale. Sistema di riferimento. Relatività del movimento".

Questo lavoro può essere utilizzato quando si studia l'argomento nella nona classe: "Cinematica". Il materiale ha lo scopo di ripetere e riassumere l'argomento. L'opera può essere utilizzata come ripetizione della materia...

Lezione per il grado 9 sull'argomento “Punto materiale. Sistema di riferimento"

Lo scopo della lezione: formare gli studenti sul punto materiale; formare negli studenti la capacità di identificare situazioni in cui il concetto di punto materiale può essere applicato; formare la comprensione da parte degli studenti del quadro di riferimento; considerare i tipi di quadri di riferimento.

PROGRAMMA DELLA LEZIONE:

5. Compiti a casa (1 minuto)

DURANTE LE LEZIONI:

1. Fase organizzativa (1 min)

In questa fase c'è il saluto reciproco del docente e degli studenti; controllando per coloro che sono assenti dal giornale.

2. Fase motivazionale (5 min)

Oggi nella lezione dobbiamo tornare allo studio dei fenomeni meccanici. In 7a elementare, abbiamo già incontrato fenomeni meccanici e prima di iniziare a studiare nuovo materiale, ricordiamo:

- Che cos'è il movimento meccanico?

- Cos'è il movimento meccanico uniforme?

- Che cos'è la velocità?

- Qual è la velocità media?

- Come determinare la velocità se conosciamo la distanza e il tempo?

In seconda media, io e te abbiamo risolto problemi abbastanza semplici di trovare il percorso, il tempo o la velocità del movimento. Se ricordi, il compito più difficile era trovare la velocità media.

Quest'anno daremo un'occhiata più da vicino a quali tipi di movimento meccanico esistono, come descrivere qualsiasi tipo di movimento meccanico, cosa fare se la velocità cambia durante il movimento, ecc.

Già oggi faremo conoscenza con i concetti di base che aiutano a descrivere il movimento meccanico sia quantitativamente che qualitativamente. Questi concetti sono strumenti molto utili quando si considera qualsiasi tipo di movimento meccanico.

Scriviamo il numero e l'argomento della lezione “Punto materiale. Sistema di riferimento"

Oggi nella lezione dobbiamo rispondere alle domande:

- Che cos'è un punto materiale?

- È sempre possibile applicare il concetto di punto materiale?

- cos'è un quadro di riferimento?

- In cosa consiste il quadro di riferimento?

- Quali tipi di quadri di riferimento esistono?

3. Apprendimento di nuovo materiale (25 min)

Tutto nel mondo che ci circonda è in continuo movimento. Cosa si intende con la parola "Movimento"?

Il movimento è qualsiasi cambiamento che avviene nel mondo circostante.

Più forma semplice il movimento è già noto a noi movimento meccanico.

Quando si risolvono problemi relativi al movimento meccanico, è necessario essere in grado di descrivere questo movimento. Cosa significa “descrivere il movimento del corpo”?

Ciò significa che è necessario determinare:

1) la traiettoria del movimento;

2) velocità di movimento;

3) il percorso percorso dal corpo;

4) la posizione del corpo nello spazio in qualsiasi momento

e così via.

Ad esempio, quando lanciano un rover su Marte, gli astronomi calcolano attentamente la posizione di Marte quando il rover atterra sulla superficie del pianeta. E per questo è necessario calcolare come la direzione e il modulo della velocità di Marte e la traiettoria di Marte cambiano nel tempo.

Dal corso di matematica, sappiamo che la posizione di un punto nello spazio è specificata usando un sistema di coordinate.

E cosa dovremmo fare se non abbiamo un punto, ma un corpo? Dopotutto, ogni corpo è costituito da un numero enorme di punti, ognuno dei quali ha le proprie coordinate.

Quando si descrive il movimento di un corpo che ha dimensioni, sorgono altre domande. Ad esempio, come descrivere il movimento di un corpo, se durante il movimento anche il corpo ruota attorno al proprio asse. In tal caso, oltre alla propria coordinata, ogni punto di un dato corpo ha una propria direzione di moto e un proprio modulo di velocità.

Uno qualsiasi dei pianeti può essere citato come esempio. Quando il pianeta ruota, i punti opposti sulla superficie hanno la direzione opposta del movimento. Inoltre, più vicino al centro del pianeta, minore è la velocità nei punti.

Come essere allora? Come descrivere il movimento di un corpo che ha una dimensione?

Si scopre che in molti casi è possibile utilizzare il concetto, il che implica che le dimensioni del corpo sembrano scomparire, ma il peso corporeo rimane. Questo concetto è chiamato punto materiale.

Scriviamo la definizione:

Il punto materiale è chiamato un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate nelle condizioni del problema da risolvere.

I punti materiali non esistono in natura. Il punto materiale è un modello del corpo fisico. Con l'aiuto di un punto materiale, viene risolto un numero abbastanza elevato di compiti. Ma non è sempre possibile utilizzare la sostituzione di un corpo con un punto materiale.

Se, nelle condizioni del problema da risolvere, la dimensione del corpo non ha un effetto particolare sul movimento, è possibile effettuare tale sostituzione. Ma se le dimensioni del corpo iniziano a influenzare il movimento del corpo, la sostituzione è impossibile.

Ci sono situazioni in cui il corpo può essere preso come un punto materiale:

1) Se la distanza percorsa da ogni punto del corpo è molto maggiore delle dimensioni del corpo stesso.

Ad esempio, molto spesso la Terra è considerata un punto materiale, se si studia il suo movimento attorno al Sole. In effetti, la rotazione diurna del pianeta avrà scarso effetto sulla rivoluzione annuale intorno al Sole. Ma se risolviamo il problema con la rotazione diurna, allora è necessario tenere conto della forma e delle dimensioni del pianeta. Ad esempio, se si desidera determinare l'ora dell'alba o del tramonto.

2) Con il movimento traslatorio del corpo

Molto spesso ci sono casi in cui il movimento del corpo è traslazionale. Ciò significa che tutti i punti del corpo si muovono nella stessa direzione e alla stessa velocità.

Ad esempio, una persona sta salendo su una scala mobile. In effetti, una persona sta semplicemente in piedi, ma ogni punto si muove nella stessa direzione e alla stessa velocità della persona.

Un po' più tardi, ci eserciteremo a identificare le situazioni in cui puoi prendere il corpo per un punto materiale e in cui no.

Oltre al punto materiale, abbiamo bisogno di uno strumento in più con cui possiamo descrivere il movimento del corpo. Questo strumento è chiamato quadro di riferimento.

Ogni quadro di riferimento è costituito da tre elementi:

1) Dalla definizione stessa di moto meccanico segue il primo elemento di ogni sistema di riferimento. "Il movimento del corpo rispetto ad altri corpi". Frase chiave - riguardo ad altri organismi. Quelli. per descrivere il movimento abbiamo bisogno di un punto di partenza dal quale misureremo la distanza e in generale valuteremo la posizione del corpo nello spazio. Tale corpo è chiamatoorganismo di riferimento .

2) Anche in questo caso, il secondo elemento del sistema di riferimento deriva dalla definizione di moto meccanico. Frase chiave - nel tempo. Ciò significa che per descrivere il movimento, dobbiamo determinare il tempo del movimento dall'inizio in ogni punto della traiettoria. E per il conto alla rovescia di cui abbiamo bisognoorologio .

3) E abbiamo già espresso il terzo elemento all'inizio della lezione. Per impostare la posizione del corpo nello spazio, abbiamo bisognosistema di coordinate .

In questo modo,Un sistema di riferimento è un sistema costituito da un corpo di riferimento, un sistema di coordinate ad esso associato e un orologio.

I sistemi di riferimento sono di molti tipi. Considereremo i tipi di sistemi di riferimento nei sistemi di coordinate.

Sistema di riferimento:

Quadro di riferimento cartesiano