機械式ムーブメント。 参照系。 引っ越し。 プレゼンテーション「質点。参照システム」トピックに関する物理学(グレード9)のレッスンのプレゼンテーション要約質点参照システム
レッスンの目的:運動学のアイデアを与えること; 物理学コースの目標と目的を理解する。 概念を紹介します:機械的な動き、軌道、経路。 休息と動きが相対的な概念であることを証明します。 理想化されたモデル、つまり質点、基準枠を導入する必要性を実証します。
このキャンペーンを称賛する有名な「イーゴリ遠征キャンペーン」は、イーゴリ公がダッタン人の地に侵入したのと同時期の皆既日食について語っています。 これは、イゴールの軍隊が1185年5月1日にダッタン人の土地の境界にいたことを立証するのに十分です(同じ場所で、完全 日食約200年に1回発生します)
レコーダ(レコーダ)は、センサーやその他の技術的手段から受信したデータを情報キャリアに自動記録するためのデバイスです。 測定技術において、測定された量または関連する量の値を記録する測定器の要素のセット。 レコーダーは通常、記録されたパラメーター値をリアルタイムスケールにリンクする機能を提供します。 データを記録するための記録装置に加えて、視聴覚情報を記録するための装置(テープレコーダー、ビデオレコーダー、写真およびフィルムおよびビデオカメラなど)もあります。 記録装置は、測定器、設備、情報の一部としてのブロック、測定、制御システム、複合体、または独立した装置の不可欠な機能単位である可能性があります。
トピック:「質点。参照システム」
目的:1。運動学のアイデアを与える;
2.物理学コースの目標と目的を学生に知らせる。
3.概念を紹介する:機械的な動き、軌道、経路; 休息と動きが相対的な概念であることを証明します。 理想化されたモデル、つまり質点、基準枠を導入する必要性を実証します。
4.新しい資料を学ぶ。
授業中
1。9年生の物理学のコースの目標と目的についての学生との入門的な会話。
運動学は何を研究していますか? ダイナミクス?
力学の主な仕事は何ですか?
どのような現象を説明できるはずですか?
問題のある実験。
一枚の紙と本のどちらの体が速く落ちますか?
折りたたまれていない紙または同じシートを数回折りたたんだ状態で、どちらの体が速く落下しますか?
瓶が落ちたときに、なぜ水が瓶の穴から流れ出ないのですか?
一枚の紙の端に水のボトルを置き、それを水平にジャークするとどうなりますか? ゆっくりと紙を引っ張ると?
2.静止および移動中の体の例。 デモンストレーション。
О傾斜面でのボールの転がり。
О傾斜面でのボールの動き。
О陳列台の上でカートを動かす。
H.概念の形成:機械的運動、体の軌道、直線運動と曲線運動、横断経路。
デモンストレーション。
O暗くなった講堂での熱い懐中電灯の動き。
О回転ディスクの縁に電球を取り付けた同様の実験。
4.基準系と運動の相対性理論に関するアイデアの形成。
1.問題実験。
デモンストレーションテーブル上のバーを備えたカートの動き。
バーは動いていますか?
質問は十分に明確ですか? 質問を正しく作成します。
2.運動の相対性を観察するための正面実験。
定規を一枚の紙の上に置きます。 定規の一端を指で押し、鉛筆を使って水平面内で特定の角度に動かします。 この場合、鉛筆は定規に対して動かないようにする必要があります。
紙のシートに対する鉛筆の端の軌道は何ですか?
この場合、鉛筆の動きはどのような動きを指しますか?
一枚の紙との関係で鉛筆の先の状態はどうですか? 定規について?
a)基準体、座標系、時間を決定するための計器のセットとして、基準系を導入する必要がある。
b)体の軌道は、基準座標系の選択によって異なります。
5.理想化されたモデルを導入する必要性の正当化-重要なポイント。
6.体の前進運動に精通している。
Demog9soiration。
F線が引かれた大型本の動き(図2)(動きの特徴は、体に引かれた直線がそれ自体と平行のままであるということです)
暗くなった講堂で両端からくすぶっているトーチの動き。
7.解決策 主な任務力学:いつでも体の位置を決定します。
a)直線上-1次元座標系(高速道路上の車)。
X = 300 m、X = 200 m
b)平面上-2次元座標系(海上での船)。
c)宇宙で-3次元座標系(空の飛行機)。
Ts。品質問題の解決。
質問に書面で答えます(はいまたはいいえ):
地球から月までの距離を計算するときは?
その直径を測定するとき?
宇宙船がその表面に着陸したとき?
地球の周りのその動きの速度を決定するとき?
家から仕事に行きますか?
体操をしますか?
ボートトリップをしますか?
そして、人の身長を測定するときは?
III。 履歴情報。
ガリレオ・ガリレイは、彼の著書「対話」の中で、軌道の相対性の鮮明な例を示しています。「ヴェネツィアから地中海に沿って航海する船に乗っている芸術家を想像してみてください。方向性、国、建物、動物などのイメージ..「ガリレオ海に対する羽の動きの軌跡は」ヴェネツィアから最終的な場所への延長線を表します.. ..
船が途中でどれだけ揺れたかに応じて、多かれ少なかれ波打っています。」
IV。 レッスンのまとめ。
V。 宿題:§1、演習1(1-3)。
トピック:「移動」
目的:1。空間内の体の位置を決定するために変位ベクトルを導入する必要性を実証する。
2.変位ベクトルの射影とモジュールを見つける能力を形成する。
3.ベクトルの加算と減算のルールを繰り返します。
授業中
1.知識の実現。
正面投票。
1.力学は何を研究しますか?
2.どのような動きが機械的と呼ばれますか?
3.力学の主な仕事は何ですか?
4.質点とは何ですか?
5どのような動きが並進と呼ばれますか?
b。 力学のどのセクションが運動学と呼ばれていますか?
7.機械的運動を研究するときに、なぜ特別な参照体を選び出す必要があるのですか?
8.参照フレームとは何ですか?
9.どの座標系を知っていますか?
10.動きと休息が相対的な概念であることを証明します。
11.軌道とは何ですか?
12.どのような種類の軌道を知っていますか?
13.体の軌道は、基準座標系の選択に依存しますか?
14.弾道の形による動きは?
15.移動した経路は何ですか?
品質問題の解決。
1.サイクリストは均等に直線的に動きます。 動きの軌跡を描く:
a)道路に対する自転車の車輪の中心。
b)ホイールの中心に対するホイールリムのポイント。
c)自転車のフレームに対するホイールリムのポイント。
d)道路に対するホイールリムのポイント。
2.次の物体の位置を決定するために、どの座標系(1次元、2次元、3次元)を選択する必要がありますか。
a)部屋のシャンデリア、e)潜水艦、
b)電車、f)チェスの駒、
c)ヘリコプター、g)空の飛行機
d)エレベーター、h)滑走路上の飛行機。
1.変位ベクトルの概念を導入する必要性の正当化。
問題。 体が点Aを離れ、200 mの距離を通過したことがわかっている場合、空間内の体の最終的な位置を決定しますか?
b)変位ベクトルの概念(定義、指定)、変位ベクトルの係数(指定、測定単位)の導入。 変位ベクトル係数と移動距離の差。 それらはいつ一致しますか?
2.変位ベクトルの射影の概念の形成。 予測はいつポジティブと見なされ、いつネガティブと見なされますか? 変位ベクトルの射影はいつゼロに等しくなりますか? (図1)
H.ベクトルの追加。
a)三角形のルール。 2つの動きを追加するには、2番目の動きの始まりを最初の動きの終わりに合わせる必要があります。 三角形の閉じた側が総変位になります(図2)。
b)平行四辺形のルール。 追加された変位S1とS2のベクトルに平行四辺形を作成します。 平行四辺形ODの対角線は、結果として生じる変位になります(図3)。
4.正面実験。
a)一枚の紙に正方形を置き、直角の辺の近くに点D、E、Aを置きます(図4)。
b)鉛筆の端を点1)から点Eに移動し、三角形の辺に沿って1)A BEの方向に導きます。
c)紙のシートに対して鉛筆の描画された端でパスを測定します。
d)紙のシートに対する鉛筆の端の変位のベクトルを作成します。
E)変位ベクトルの係数と鉛筆の先で移動した距離を測定し、それらを比較します。
III。 問題を解決する。 -
1.タクシーや飛行機で旅行する場合、旅費は支払いますか?
2.営業日の終わりに車に乗ったコーディネーターは、運送状に「メーターの読み取り値が330km増加しました」とメモしました。 このエントリは何についてですか:移動距離または動き?
H.少年はボールを投げ上げ、再びキャッチした。 ボールが2.5mの高さまで上昇したと仮定して、ボールの経路と動きを見つけます。
4.エレベータかごは、建物の11階から5階まで下り、8階まで上がった。 フロア間の距離が4mであると仮定して、車の進路と動きを決定します。
IV。 レッスンのまとめ。
V.宿題:§2、演習2(1,2)。
トピック:「移動体の座標の決定」
1.力学の主な問題を解決する能力を形成する:いつでも体の座標を見つける。
2.座標軸上の変位ベクトルの投影値とその係数を決定します。
授業中
1.知識の更新
正面投票。
ベクトルと呼ばれる量は何ですか? ベクトル量の例を挙げてください。
スカラー量とは何ですか? 変位とは何ですか? 変位はどのように積み重なるのですか? 座標軸へのベクトルの射影とは何ですか? ベクトルの射影はいつ正になりますか? ネガティブ?
ベクトルモジュールとは何ですか?
問題を解決する。
1.座標軸上の変位ベクトルS1、S2、S3、S4、S5、S6の投影の符号を決定します。
2.車は400mに相当する道を通りに沿って走りました。次に右に曲がり、車線に沿ってさらに300 m走りました。道の各セクションでの動きが単純であることを考慮して、次の道と動きを見つけます。車。 (700 m; 500 m)
H.時計の分針は、1時間で完全に回転します。 5cmの矢印の端はどのような経路を通りますか? 矢印の端の線形変位はどれくらいですか? (0.314 m; 0)
11.新しい資料を学ぶ。
力学の主な問題の解決。 移動体の座標の決定。
III。 問題を解決する。
1.図1。 1は、点Aの初期位置を示しています。$ x = 4mおよび$ y = 3mの場合、終点の座標を決定し、変位ベクトルを作成し、その係数を決定します。
2.ベクトルの先頭の座標は等しい:X1 = 12 cm、Y1 = 5 cm; 終了:X2 = 4 cm、Y2 = 11 cm。このベクトルを作成し、座標軸への投影とベクトルの係数(Sх= -8、Sу= 6 cm、S = 10 cm)を見つけます。 (自分で。)
H.座標X0 = 1 m、Y0 = 4mの点から座標X1 = 5 m、Y1 = 1mの点に移動した物体。座標軸(Sх= 4m、Sу= -3 cm、S = 5 m)。
IV。 レッスンのまとめ。
V.宿題:3、演習3(1-3)。
トピック:「直線均一運動」
1.直線的な均一運動の概念を形成する。
2.体の動きの速度の物理的な意味を見つけること。
3.移動体の座標を決定する能力の形成を継続し、問題をグラフィカルかつ分析的に解決します。
授業中
知識の更新。
物理的な口述
1.機械的な動きは変化です...
2.質点は体です...
3.軌道は線です...
4.トラバースされたパスは...と呼ばれます。
5.参照のフレームは...
b。 変位ベクトルは線分です...
7.変位ベクトルのモジュラスは...
8.次の場合、ベクトル射影は正と見なされます。
9.次の場合、ベクトル射影は負と見なされます。
10.ベクトルが...の場合、ベクトルの射影はOに等しくなります。
11.いつでも体の座標を見つけるための方程式は、次の形式になります。
II。 新しい材料を学ぶ。
1.直線的な均一運動の決定。 速度のベクトル文字。 一次元座標系での速度射影。
2.変位の式。 動きの時間依存性。
H.座標方程式。 いつでも体の座標の決定。
4.国際単位系
長さの単位-メートル(m)、
時間単位-秒(s)、
速度の単位はメートル/秒(m / s)です。
1 km / h = 1 / 3.6 m / s
Im / s = 3.6 km / h
履歴情報。
長さの古いロシアの測定:
1ヴェルショーク= 4.445 cm
1アルシン= 0.7112m、
1 fathom = 2、IЗЗбм、
1ベルスタ= 1.0668 km、
1ロシアマイル= 7.4676km。
長さの英語の測定:
1インチ= 25.4 mm、
1フィート= 304.8 mm、
1陸路マイル= 1609 m、
1海里1852。
5.動きのグラフィック表現。
速度の投影の動きの変化への依存性のグラフ。
速度の投影のモジュールの依存性のグラフ。
変位ベクトルの投影の移動時間への依存性のグラフ。
変位ベクトルの射影のモジュールの移動時間への依存性のグラフ。
グラフI-速度ベクトルの方向は座標軸の方向と一致します。
グラフII-体の動きは、座標軸の方向と反対の方向に発生します。
6.Sх=Vхt。 この製品は、影付きの長方形の面積に数値的に等しくなります(図1)。
7.歴史的背景。
スピードチャートは、11世紀半ばにルーアン大聖堂の大執事ニコラスオレムによって最初に導入されました。
III。 グラフィックの問題を解決します。
1.図1。 図5は、平行線に沿って移動する2人のサイクリストのベクトルの投影のグラフを示している。
質問に答える:
サイクリスト同士の動きの方向性についてはどうでしょうか。
誰が速く動いていますか?
変位ベクトルの射影係数の移動時間への依存性のグラフを描きます。
5秒間の移動で最初のサイクリストがカバーする距離はどれくらいですか?
2.路面電車は時速36kmで移動し、速度ベクトルは座標軸の方向と一致します。 この速度をメートル/秒で表します。 速度ベクトルの射影の移動時間への依存性のグラフを描きます。
IV。 レッスンのまとめ。
V.宿題:§4、演習4(1-2)。
トピック:「直線的に均一に加速された運動。加速」
1.均一に加速された運動の概念、体の加速の公式を導入する。
2.その物理的意味を説明し、加速度の単位を紹介します。
3.均一に加速され、等しく減速された動きで体の加速度を決定する能力を形成する。
授業中
1.知識の実現(正面調査)。
均一な直線運動の定義を与えます。
均一な動きの速度とは何ですか?
国際単位系の速度の単位は何ですか?
速度ベクトルの射影の式を書き留めます。
どのような場合に、軸への均一な運動の速度ベクトルの投影は正であり、-負ですか?
旅行ベクトルの投影日の式を書きますか?
ある時点での移動体の座標は何ですか?
速度は時速キロメートルでどのように表され、メートルは秒で表されますか?
ヴォルガの車は時速145キロで動いています。 これは何を意味するのでしょうか?
11.独立した仕事。
1. 72 km / hの速度は10m / sの速度よりどれくらい速いですか?
2.人工地球衛星の速度は3km / hで、ライフルの弾丸は800 m / sです。 これらの速度を比較してください。
3均一な動きで、歩行者はbsで12mの経路をカバーします。3sで同じ速度で移動する場合、歩行者はどのような経路をたどりますか?
4.図1は、サイクリストが移動した距離の時間依存性のグラフを示しています。
サイクリストの速度を決定します。
モジュールと移動時間をプロットします。
II。 新しい材料を学ぶ。
1.物理学のコースからの不均一な直線運動の概念の繰り返し? クラス。
移動の平均速度をどのように決定できますか?
2.瞬間速度の概念に精通している:非常に短い有限期間の平均速度を瞬間と見なすことができます。その物理的意味は、特定の瞬間から開始して、体がどの速度で移動するかを示すことです。やがて、その動きは均一でわかりやすくなりました。
質問に答えて:
次の場合、どのくらいの速度について話しますか?
oモスクワ-レニングラーツの宅配列車の速度は時速100kmです。
o旅客列車は、時速25kmで信号を通過しました。
H.実験のデモンストレーション。
a)傾斜面に沿ってボールを転がします。
b)全長に沿った傾斜面で、紙テープを補強します。 簡単に移動できるドリップカートをボードに置きます。 カートを放し、紙の上の滴の配置を調べます。
4.均一に加速された運動の決定。 加速度:定義、物理的意味、式、測定単位。 加速度ベクトルとその軸への投影:この場合、加速度の投影は正であり、-負ですか?
a)等しく加速された運動(速度と加速度が同じ方向にある場合、速度の係数が増加します; ax> O)。
b)同じようにスローモーション(速度と加速度が反対方向に向けられ、速度モジュールが減少します、ああ
5.人生で遭遇する加速の例:
郊外の電車0.6m / s2。
離陸距離が1.7m / s2のIL-62航空機。
自由落下する物体の加速度は9.8m / s2です。
衛星打ち上げ時のロケット60m / s。
カラシヤフコフ短機関銃の銃身にある弾丸、yu5 m / s2。
6.加速度のグラフィック表現。
グラフI-加速度a = 3 m / s2の均一に加速された運動に対応します。
グラフII-加速を伴う均一なスローモーションに対応
III。 問題を解決する。
問題解決の例。
1.直線で移動し、6秒で12 m / sから24m / sに均等に増加する車の速度。 車の加速とは何ですか?
例を使用して、次のタスクを解決します。
2.車は均一に動いており、10秒以内に速度が5から15 m / sに増加しました。 車の加速度を求めます(1 m / s2)
H.ブレーキをかけると、車速は5秒間で20〜10 m / sに低下します。 運転中に一定であるという条件で、車の加速度を求めます(2 m / s2)
4.離陸中の旅客機の加速は25秒間続き、加速の終わりまでに航空機の速度は216 km / hでした。 航空機の加速度を決定します(2.4 m / s2)
IV。 レッスンのまとめ。
V.宿題:§5、演習5(1-З)。
トピック:「直線的に均一に加速された運動の速度」
1.いつでも体の瞬間速度を決定するための式を入力します。
2.速度の予測の時間依存性のグラフを作成する能力の形成を継続する。
3.任意の時点での体の瞬間速度を計算します。
授業中
独立した仕事。
オプション1
1.均一加速と呼ばれる運動は何ですか?
2.式を書き留めて、加速度ベクトルの射影を決定します。
H.体の加速度は5m / s2ですが、これはどういう意味ですか?
4.パラシュートを開いた後のパラシュートの降下速度は、1.1秒で60から5 m / sに減少しました。 スカイダイバーの加速度を求めます。(50m / s2)
オプションII
1加速とは何ですか?
2.加速ユニットの名前は何ですか?
H.体の加速度は3m / s2に等しい。 これは何を意味するのでしょうか?
4. 10秒以内に速度が5から10m / sに増加した場合、車はどのような加速度で移動しますか? (0.5 m / s2)
II。 新しい材料を学ぶ。
1.いつでも体の瞬間速度を決定するための式の導出。
1.知識の実現。
a)速度ベクトルの射影の移動時間Y(O。
2.動きのグラフィック表現。 -
III。 問題を解決する。
問題解決の例。
1.列車は20m / sの速度で動いています。 ブレーキをかけると、0.1m / s2の一定加速度で動き始めました。 移動開始後からZOを通過する列車の速度を決定します。
2.物体の速度は、次の式で与えられます。V= 5 + 2 t(速度と加速度の単位はSIで表されます)。 体の初速度と加速度はどれくらいですか? 体の速度をプロットし、5秒の終わりの速度を見つけます。
パターンで問題を解決する
1.速度が10m / sの車は、速度ベクトルと同じ方向に向けられた0.5 m / s2の一定の加速度で動き始めました。 20秒後の車速を決定します。 (20 m / s)
2.移動体の速度の予測は、法則に従って変化します
V x = 10 -2t(値はSIで測定されます)。 定義:
a)初速度、モジュール、および初速度ベクトルの方向の投影。
b)加速度、モジュール、および加速度ベクトルの方向の投影。
c)依存性Vx(t)のグラフを作成します。
IV。 レッスンのまとめ。
V宿題:§6、演習6(1〜3); 教科書の§6に相互制御の質問を作成します。
トピック:「直線的に均一に加速された動きで動く」
1.直線的に均一に加速された運動による変位の公式を導き出すグラフィカルな方法を学生に理解させる。
2.式を使用して体の動きを決定する能力を形成する:
授業中
知識の更新。
2人の生徒が黒板に来て、トピックについて事前に準備された質問をします。 残りの学生は専門家として行動します:彼らは学生のパフォーマンスを評価します。 その後、次のカップルを招待します。
II。 問題を解決する。
1.図1。 図1は、速度モジュールの時間依存性を示すグラフである。 直線的な移動体の加速度を決定します。
図2。 図2は、身体の直線運動の速度の投影の時間への依存性のグラフを示している。 特定の領域での動きの性質を説明してください。 予測される加速度と移動時間をプロットします。
Sh。新素材の研究。
1.グラフィカルな方法で均一に加速された運動での変位の式の導出。
a)時間内に体が通過する経路は、台形ABCの面積に数値的に等しい
b)台形を長方形と三角形に分割すると、これらの図の領域が別々に見つかります:
III。 問題を解決する。
問題を解決する例。
3 m / sの速度で移動しているサイクリストは、0.8 m / s2の加速度で山を下り始めます。 スキウスクが6秒かかった場合、山の長さを見つけます。
モデルを使用して問題を解決します。
1.バスは時速36kmで移動します。 乗客の便宜のために、バスのブレーキング中の加速度が1.2 m / sを超えてはならない場合、ドライバーは停車地からどの最小距離でブレーキをかけ始めるべきですか? (42メートル)
2.宇宙ロケットは、加速しながらコスモドロームから発射されます
45 m / s2。 1000メートル飛んだ後の速度は? (300 m / s)
3.そりを72mの長さの山に12秒間転がします。 パスの終わりで彼らの速度を決定します。 スレッドの初速度はゼロです。 (12m / s)
今日は、物理学の体系的な研究とその最初のセクションである力学についてお話します。 物理学研究 他の種類自然界で起こっている変化やプロセス、そして私たちの祖先が主に関心を持っていたプロセスは何ですか? もちろん、これらは動きに関連するプロセスです。 彼らは投げた槍が飛ぶのか、それがマンモスに当たるのかと思った。 彼らは、メッセンジャーが日没前に近くの洞窟に到着して重要なニュースを受け取る時間があるかどうか疑問に思いました。 これらすべてのタイプの動きと一般的な機械的動きは、力学と呼ばれるセクションで研究されています。
どこを見ても、私たちの周りには多くの機械的な動きの例があります。何かが回転したり、何かが上下にジャンプしたり、何かが前後に動いたり、他の物体が静止している可能性があります。これも機械的な動きの例です。その速度ゼロです。
意味
機械式ムーブメントこれは、時間の経過に伴う他の物体に対する空間内の物体の位置の変化と呼ばれます(図1)。
米。 1.機械式ムーブメント
物理学はいくつかのセクションに分かれているため、力学には独自のセクションがあります。 最初のものは運動学と呼ばれます。 力学セクション キネマティクス体がどのように動くかという質問に答えます。 機械運動の研究に取り掛かる前に、基本的な概念、いわゆる運動学のABCを定義して学習する必要があります。 レッスンでは、次のことを学びます。
体の動きを研究するための基準系を選択します。
体を質点で精神的に置き換えることにより、タスクを簡素化します。
動きの軌道を決定し、道を見つけます。
動きの種類を区別します。
機械式ムーブメントの定義では、 他の団体に関して..。 私たちは常に、いわゆる参照ボディ、つまり、調べているオブジェクトの動きを考慮するための相対的なボディを選択する必要があります。 簡単な例:手を動かして教えてください-動きますか? はい、もちろん、頭に関してですが、シャツのボタンに関しては、動かせません。 したがって、参照の選択は非常に重要です。一部のボディに対しては動きが発生しますが、他のボディに対しては動きが発生しないためです。 ほとんどの場合、ボディは参照ボディとして選択されます。これは常に手の下、より正確には足の下にあります。これが私たちの地球であり、ほとんどの場合、参照ボディです。
科学者たちは長い間、地球が太陽の周りを回転するのか、それとも太陽が地球の周りを回転するのかについて議論してきました。 実際、物理学の観点から、機械的運動の観点から、これは参照体についての単なる論争です。 地球が参照体と見なされる場合、はい-太陽は地球の周りを回転します。太陽が参照体と見なされる場合-地球は太陽の周りを回転します。 したがって、参照本体は重要な概念です。
体の位置の変化をどのように説明しますか?
基準体に対する対象体の位置を正確に設定するには、座標系を参照体に関連付ける必要があります(図2)。
体が動くと座標が変化し、その変化を表現するために時間を測定する装置が必要です。 動きを説明するには、次のものが必要です。
参照本文;
参照本体に関連付けられた座標系。
時間(時計)を測定する装置。
これらすべてのオブジェクトが一緒になって、参照フレームを構成します。 基準座標系を選択するまで、機械的な動きを説明することは意味がありません。体がどのように動くかはわかりません。 簡単な例:列車のコンパートメントの棚に置かれているスーツケースは、動いていて、単に乗客のために休んでいて、プラットホームに立っている人のために動いています。 ご覧のとおり、1つの同じボディが移動して静止しているので、全体的な問題は、参照フレームが異なることです(図3)。
米。 3.さまざまな報告システム
基準座標系の選択に対する軌道の依存性
軌道の形状と物体が通過する経路が参照フレームの選択に依存するかどうかという、興味深く重要な質問に答えましょう。 隣のテーブルにコップ一杯の水を持った電車の乗客がいる状況を考えてみましょう。 乗客(参照体は乗客)に関連付けられたレポートシステムのガラスの軌道はどうなりますか?
もちろん、ガラスは乗客に対して動かない。 これは、軌道が点であり、変位が等しいことを意味します(図4)。
米。 4.電車の乗客に対するガラスの軌跡
プラットフォームで電車を待っている乗客に対するガラスの軌道はどうなりますか? この乗客にとって、ガラスは直線的に動いていて、ゼロ以外の経路を持っているように見えます(図5)。
米。 5.エプロンの乗客に対するガラスの軌道
上記のことから、軌道と経路は参照フレームの選択に依存すると結論付けることができます。
機械的な動きを説明するためには、まず、基準系を決定する必要があります。
このオブジェクトまたはそのオブジェクトが必要な時点でどこにあるかを予測するために、モーションを研究します。 力学の主なタスク-いつでも体の位置を決定します。 体の動きを表すとはどういう意味ですか?
例を考えてみましょう。バスがモスクワからサンクトペテルブルクに移動します(図6)。 バスのサイズは、バスがカバーする距離と比較して私たちにとって重要ですか?
米。 6.モスクワからサンクトペテルブルクへのバスの移動
もちろん、この場合のバスのサイズは無視できます。 バスを1つの移動点として説明することも、別の方法で質点と呼ぶこともできます。
意味
この問題で寸法を無視できる物体は、 質点。
問題の状態に応じて、同一のボディが質点になる場合とそうでない場合があります。 モスクワからサンクトペテルブルクにバスを移動する場合、バスの寸法は都市間の距離と比較できないため、バスは質点と見なすことができます。 しかし、ハエがバスの客室に飛んで来て、その動きを調査したい場合、この場合、バスの寸法は私たちにとって重要であり、もはや重要なポイントではありません。
ほとんどの場合、力学では、質点の動きを正確に研究します。 その移動中に、質点は特定の線に沿って位置を連続的に通過します。
意味
ボディ(または質点)が移動する線は、 体の軌道(ご飯。 7)。
米。 7.ポイント軌道
軌跡を観察することもありますが(たとえば、レッスンを採点するプロセス)、多くの場合、軌跡はある種の架空の線です。 測定器が利用できるようになったことで、体が移動した軌道の長さを測定し、その値を決定することができます。 道(図8)。
意味
道ある時間に体が横断するのは 軌道セグメントの長さ.
米。 8.方法
動きには主に2つのタイプがあります-直線運動と曲線運動です。
体の軌道が直線である場合、その動きは直線と呼ばれます。 体が放物線または他の曲線に沿って動く場合、私たちは曲線運動について話している。 質点の運動だけでなく、実体の運動を考えると、並進運動と回転運動の2種類の運動が区別されます。
並進および回転運動。 例
並進運動とは何ですか?回転運動とは何ですか? 例として観覧車を使用してこの問題を見てみましょう。 観覧車のキャビンはどのように動きますか? 車の任意の2点に印を付け、それらを直線で接続しましょう。 ホイールが回転しています。 しばらくして、同じポイントにマークを付けて接続します。 結果の線は平行線上にあります(図9)。
米。 9.観覧車のキャビンの並進運動
体の任意の2点を通る直線が移動中にそれ自体と平行のままである場合、そのような モーションと呼ばれる プログレッシブ.
それ以外の場合は、回転運動を扱います。 直線があなたと平行でない場合、乗客はおそらくホイールキャビンから落下します(図10)。
米。 10.ホイールキャビンの回転運動
回転体のそのような動きと呼ばれ、その点は平行な平面にある円を表します。 円の中心を結ぶ直線はと呼ばれます 回転軸.
非常に多くの場合、並進運動と回転運動の組み合わせ、いわゆる並進回転運動に対処する必要があります。 このような動きの最も簡単な例は、ダイバーが水中に移動することです(図11)。 回転(宙返り)を行いますが、同時に重心が水の方向に前方に移動します。
米。 11.並進-回転運動
今日、私たちは運動学のABC、つまり基本的で最も重要な概念を研究しました。これにより、将来、力学の主要な問題の解決に進むことができます。つまり、いつでも体の位置を決定できます。
参考文献
- Tikhomirova S.A.、Yavorskiy B.M. 物理学(基本レベル)-M。:Mnemosina、2012年。
- Gendenshtein L.E.、Dick Yu.I. 物理学グレード10。 --M。:Mnemosina、2014年。
- キコインI.K.、キコインA.K. 物理学-9、モスクワ、教育、1990年。
- インターネットポータル「Av-physics.narod.ru」()。
- インターネットポータル「Rushkolnik.ru」()。
- インターネットポータル「Testent.ru」()。
宿題
私たちが言うとき、参照体は何であるかを考えてください:
- 本は動いている電車のコンパートメントのテーブルの上に動かずに横たわっています。
- 離陸後のスチュワーデスが航空機の客室を通過した後。
- 地球はその軸を中心に回転します。
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スライドのキャプション:
運動学の基礎レッスン1.テーマ:「質点。 参照系 "
力学は、運動を研究する物理学の一分野です。 力学の主なタスクは、いつでも空間内の物体の位置を決定することです。
運動学は、運動を説明する方法と、この運動を特徴付ける量の間の関係を研究する力学のセクションです。 ダイナミクスは、機械的な動きの原因を研究する力学の一分野です。 静力学は、物体のシステムの平衡の法則を研究します。
機械的な動きとは、他の物体と比較した、時間の経過に伴う空間内の物体の位置の変化です。
並進運動とは、体のすべての点が同じように同じ速度で動く運動です。 質点とは、与えられた問題が解決されている状況で、その寸法を無視できる物体です。 参照ボディ-条件付きで静止していると見なされるボディで、他のボディの動きが考慮されます。
たとえば、太陽の周りの地球の動きを調査する場合、地球は質点と見なされることがよくあります。
たとえば、惑星の毎日の回転に関連する問題を解決する場合、惑星の形状とサイズを考慮する必要があります。 たとえば、で日の出の時刻を決定したい場合 別の場所地球。
並進運動とは何ですか? すべてのポイントが同じように移動すると、ボディは前方に移動します。 または、このボディの2点を通る直線が移動するときに、元の位置と平行に移動する場合、ボディは並進的に移動します。
並進運動の例
空間内のボディ(質点)の位置を決定するには、次のことを行う必要があります。参照ボディを設定する。 座標系を選択します。 時間(時計)を数えるための装置を持っている
基準体、関連する座標系、および移動時間をカウントするための時計が基準システムを形成します。
参照体とは何ですか? 参照ボディは、他の(移動する)ボディの位置が決定される相対的なボディです。 たとえば、バスの動きを考えると木、ロケットの動きを計算すると地球になります。
座標系空間内の物体の位置は2つの座標を使用して決定できます(2次元座標系)空間内の物体の位置は3つの座標を使用して決定できます(3次元座標系)
体の直線運動では、1つの座標軸で十分です
軌道-体が動く線。
パス-パスの長さ。 [L]変位は、質点の初期位置から最終位置まで描画されるベクトルです。
主題について:方法論の発展、プレゼンテーションおよびメモ
ダイナミクス。 慣性座標系。 ニュートンの最初の法則。
レッスンの目的:ISOの概念を形成する。 ニュートンの最初の法則を研究する。 「ダイナミクス」などの物理学のセクションの重要性を示します。 さまざまな職業への敬意を育む...
レッスンのまとめ「動き。質点。参照システム。動きの相対性理論。」
この作品は、9年生のトピック「運動学」を勉強するときに使用できます。 この資料は、トピックを繰り返し要約することを目的としています。 作品は素材の繰り返しとして使用することができます...
トピック「質点」に関する9年生のレッスン。 参照系 "
レッスンの目的: 質点について学生を形成する。 質点の概念を適用できる状況を特定するスキルを生徒に形成する。 参照の枠組みについての学生の理解を形成するため。 参照フレームのタイプを検討してください。
レッスンプラン:
5.宿題(1分)
クラス中:
1.組織段階(1分)
この段階で、教師と生徒の相互の挨拶があります。 ジャーナルに欠席している人をチェックします。
2.やる気を起こさせる段階(5分)
今日のレッスンでは、機械現象の研究に戻らなければなりません。 中学1年生では、すでに機械的な現象に遭遇しており、新しい材料の研究を始める前に、覚えておきましょう。
-機械式ムーブメントとは何ですか?
-均一な機械的運動とは何ですか?
-速度とは何ですか?
-平均速度とは何ですか?
-距離と時間を知っている場合、速度を決定する方法は?
中学1年生では、あなたと私は、移動の経路、時間、速度を見つけるという非常に単純な問題を解決しました。 あなたが覚えているなら、最も困難な仕事は平均速度を見つけることでした。
今年は、どのような種類の機械的運動が存在するか、あらゆる種類の機械的運動をどのように説明するか、運動中に速度が変化した場合の対処方法などを詳しく見ていきます。
すでに今日、私たちは量的および質的に機械的な動きの両方を説明するのに役立つ基本的な概念に精通します。 これらの概念は、あらゆる種類の機械的動作を検討する際に非常に便利なツールです。
レッスン「質点」の番号とトピックを書きます。 参照系 "
今日のレッスンでは、次の質問に答える必要があります。
-重要なポイントは何ですか?
-質点の概念をいつでも適用することは可能ですか?
-基準系とは何ですか?
-参照フレームは何で構成されていますか?
-どのような種類の参照フレームが存在しますか?
3.新素材の学習(25分)
私たちの周りの世界のすべてが絶え間なく動いています。 「ムーブメント」とはどういう意味ですか?
動きとは、周囲の世界で起こるあらゆる変化です。
多くの シンプルな形動きはすでに私たちに機械的な動きとして知られています。
機械的な動きに関連する問題を解決するときは、この動きを説明できる必要があります。 「体の動きを描く」とはどういう意味ですか?
これは、次のことを決定する必要があることを意味します。
1)動きの軌跡。
2)移動速度;
3)体が移動した経路。
4)いつでも宇宙での体の位置
や。。など。
たとえば、火星にローバーを打ち上げるとき、天文学者はローバーが惑星の表面に着陸するときの火星の位置を注意深く計算します。 そしてこのためには、火星の速度の方向と弾性率、および火星の軌道が時間の経過とともにどのように変化するかを計算する必要があります。
数学の過程から、空間内の点の位置は座標系を使用して指定されることがわかります。
そして、私たちがポイントではなく、体を持っている場合、私たちは何をすべきでしょうか? 結局のところ、各ボディは膨大な数のポイントで構成されており、各ポイントには独自の座標があります。
寸法のある物体の動きを説明するとき、他の疑問が生じます。 たとえば、動きの間に体がそれ自体の軸を中心に回転する場合、体の動きをどのように説明するか。 このような場合、それ自体の座標に加えて、特定の物体の各点には、独自の運動方向と独自の速度係数があります。
例として、どの惑星も引用できます。 惑星が回転すると、表面上の反対の点の動きの方向が反対になります。 さらに、惑星の中心に近いほど、ポイントでの速度は遅くなります。
ではどうなるの? サイズのある体の動きをどのように表現しますか?
多くの場合、体のサイズは消えているように見えますが、体重は残っているという概念を使用できます。 この概念は質点と呼ばれます。
定義を書き留めます。
質点は 解決される問題の条件下で寸法が無視できる物体。
物質的なポイントは自然界には存在しません。 質点は、肉体のモデルです。 質点の助けを借りて、かなり多くのタスクが解決されます。 ただし、ボディを質点に置き換えることが常に可能であるとは限りません。
問題が解決された状態で、体のサイズが動きに特に影響を与えない場合は、そのような交換を行うことができます。 しかし、体のサイズが体の動きに影響を及ぼし始めた場合、交換は不可能です。
体を質点と見なすことができる状況があります。
1)体の各点が移動する距離が、体自体のサイズよりもはるかに大きい場合。
たとえば、太陽の周りの地球の動きを調査する場合、地球は質点と見なされることがよくあります。 確かに、惑星の日周回転は、太陽の周りの年間回転にほとんど影響を与えません。 しかし、日周運動の問題を解決する場合、惑星の形と大きさを考慮する必要があります。 たとえば、日の出または日の入りの時刻を決定する場合です。
2)体の並進運動を伴う
体の動きが並進する場合が非常に多いです。 これは、体のすべてのポイントが同じ方向に同じ速度で移動することを意味します。
たとえば、人がエスカレーターを登っています。 確かに、人は立っているだけですが、各ポイントは人と同じ方向に同じ速度で移動します。
少し後で、私たちはあなたが質点のために体を取ることができる状況とそうでない状況を特定する練習をします。
質点に加えて、体の動きを説明できるツールがもう1つ必要です。 この機器は、基準系と呼ばれます。
参照フレームは、次の3つの要素で構成されます。
1)機械的運動の定義そのものから、参照フレームの最初の要素に従います。 「他の体に対する体の動き。」 キーフレーズ-他の団体に関して。 それらの。 動きを説明するには、距離を測定し、一般的に空間内の体の位置を推定する開始点が必要です。 そのような体は呼ばれます参照体 .
2)ここでも、参照フレームの2番目の要素は、機械的運動の定義に従います。 キーフレーズ-時間の経過とともに。 これは、動きを説明するために、軌道の各ポイントで最初から動きの時間を決定する必要があることを意味します。 そしてカウントダウンには必要です時計 .
3)そして、レッスンの冒頭ですでに3番目の要素を声に出しました。 宇宙での体の位置を設定するには、座標系 .
この上、参照フレームは、参照本体、それに関連付けられた座標系、および時計で構成されるシステムです。
参照システムには多くの種類があります。 座標系での参照系の種類を検討します。
参照系:
極座標系 | 球面座標系 | |
一次元 | ||
二次元 | ||
三次元 |
1次元と2次元の2種類のデカルト座標系を使用します。
4.調査した資料の統合(13分)
プレゼンテーションのタスクは完了しています。 +№№3.5。
5.宿題(1分)
§1+番号1、4、6。
物理辞書に定義を書きます。
-機械式ムーブメント;
-並進運動;
-マテリアルポイント;
-参照系。