Mehansko gibanje. Referenčni sistem. Premikanje. Predstavitev "materialna točka. Referenčni sistem" predstavitev za lekcijo fizike (9. razred) na temo Povzetek materialne točke referenčni sistem
Namen lekcije: dati predstavo o kinematiki; seznaniti s cilji in cilji predmeta fizika; uvesti pojme: mehansko gibanje, trajektorija, pot; dokazati, da sta počitek in gibanje relativna pojma; utemeljiti nujnost uvedbe idealiziranega modela - materialne točke, referenčnega okvira.
Znamenita "Leža o Igorjevem pohodu", ki hvali to akcijo, pripoveduje o popolnem sončnem mrku, ki je sovpadal z vstopom kneza Igorja v polovško deželo. To je dovolj, da ugotovimo, da so bile Igorjeve čete 1. maja 1185 na meji Polovške dežele (na istem mestu popolno Sončev mrk zgodi približno enkrat na 200 let)
Rekorder (rekorder) je naprava za avtomatsko beleženje podatkov, prejetih od senzorjev ali drugih tehničnih sredstev, na nosilec informacij. V merilni tehniki je skupek elementov merilnega instrumenta, ki registrirajo vrednost merjene ali povezane količine. Snemalniki običajno zagotavljajo možnost povezave zabeleženih vrednosti parametrov z lestvico v realnem času. Poleg snemalnih naprav za snemanje podatkov obstajajo tudi naprave za snemanje avdiovizualnih informacij (kasetofoni, videorekorderji, foto- in filmske in video kamere ipd.). Zapisovalne naprave so lahko integralne funkcionalne enote merilnih instrumentov, instalacij, blokov kot del informacijskih, merilnih, krmilnih sistemov, kompleksov ali samostojnih naprav.
Tema: "Materialna točka. Referenčni sistem"
Cilji: 1. dati predstavo o kinematiki;
2. študente seznaniti s cilji in cilji predmeta fizika;
3. uvesti pojme: mehansko gibanje, trajektorija, pot; dokazati, da sta počitek in gibanje relativna pojma; utemeljiti nujnost uvedbe idealiziranega modela - materialne točke, referenčnega okvira.
4. Učenje nove snovi.
Med poukom
1. Uvodni pogovor z učenci o ciljih in ciljih predmeta fizika v 9. razredu.
Kaj preučuje kinematika? dinamika?
Kaj je glavna naloga mehanike?
Katere pojave bi morali biti sposobni razložiti?
Problematičen eksperiment.
Katero telo pade hitreje: list papirja ali knjiga?
Katero telo pade hitreje: razgrnjen list papirja ali isti list, večkrat prepognjen?
Zakaj voda ne teče iz luknje v kozarcu, ko kozarec pade?
Kaj se zgodi, če steklenico vode položite na rob lista papirja in jo zasukate vodoravno? Če počasi vlečete papir?
2. Primeri teles v mirovanju in gibanju. Demonstracije.
О Zavrtanje žoge po nagnjeni ravnini.
О Gibanje žoge navzgor po nagnjeni ravnini.
О Premikanje vozička po prikazovalni mizi.
H. Oblikovanje pojmov: mehansko gibanje, pot telesa, pravocrtno in krivolinijsko gibanje, prehojena pot.
Demonstracije.
O Gibanje vroče žarnice v zatemnjenem avditoriju.
О Podoben poskus z žarnico, nameščeno na robu vrtljivega diska.
4. Oblikovanje predstav o referenčnem okviru in relativnosti gibanja.
1. Problemski poskus.
Gibanje vozička s palico na demonstracijski mizi.
Ali se bar premika?
Je vprašanje dovolj jasno? Pravilno formulirajte vprašanje.
2. Frontalni poskus za opazovanje relativnosti gibanja.
Postavite ravnilo na kos papirja. S prstom pritisnite en konec ravnila in ga s svinčnikom premaknite pod določenim kotom v vodoravni ravnini. V tem primeru se svinčnik ne sme premikati glede na ravnilo.
Kakšna je pot konca svinčnika glede na list papirja?
Na kakšno gibanje se v tem primeru nanaša gibanje svinčnika?
Kakšno je stanje konca svinčnika glede na list papirja? O vladarju?
a) Referenčni sistem je treba uvesti kot niz referenčnega telesa, koordinatnega sistema in instrumenta za določanje časa.
b) Pot telesa je odvisna od izbire referenčnega okvira.
5. Utemeljitev potrebe po uvedbi idealiziranega modela – materialne točke.
6. Spoznavanje gibanja telesa naprej.
Demog9soiration.
F Premiki velike knjige z narisano črto (slika 2) (Posebnost gibanja je, da vsaka ravna črta, narisana v telesu, ostane vzporedna sama s seboj)
Gibanje bakle, ki tleče z obeh koncev v zatemnjenem avditoriju.
7. Rešitev glavna naloga mehanika: določanje položaja telesa v vsakem trenutku.
a) Na ravni črti - enodimenzionalni koordinatni sistem (avto na avtocesti).
X = 300 m, X = 200 m
b) Na ravnini - dvodimenzionalni koordinatni sistem (ladja na morju).
c) V vesolju - tridimenzionalni koordinatni sistem (letalo na nebu).
T. Rešitev problemov kakovosti.
Odgovorite na vprašanja pisno (da ali ne):
Pri izračunu razdalje od Zemlje do Lune?
Ko merimo njegov premer?
Kdaj vesoljsko plovilo pristane na njegovi površini?
Pri določanju hitrosti njegovega gibanja okoli Zemlje?
Greš od doma v službo?
Izvajanje gimnastičnih vaj?
Se odpravite na izlet z ladjo?
In pri merjenju višine osebe?
III. Zgodovinski podatki.
Galileo Galilei v svoji knjigi "Dialog" daje nazoren primer relativnosti poti: "Predstavljajte si umetnika, ki je na ladji, ki pluje iz Benetk vzdolž Sredozemlja. Umetnik na papir s peresom nariše celotno sliko figur, narisanih v tisočih smeri, podobe držav, zgradb, živali in drugih stvari.. "Traktorija gibanja peresa glede na morje Galileo predstavlja" linijo razširitve od Benetk do končnega mesta ...
bolj ali manj valovita, odvisno od tega, koliko se je ladja na poti zibala."
IV. Povzetek lekcije.
V. Domača naloga: §1, vaja 1 (1-3).
Tema: "Premikanje"
Namen: 1. utemeljiti potrebo po uvedbi vektorja premika za določanje položaja telesa v prostoru;
2. oblikovati zmožnost iskanja projekcije in modula vektorja premika;
3. ponovimo pravilo seštevanja in odštevanja vektorjev.
Med poukom
1. Aktualizacija znanja.
Frontalna anketa.
1. Kaj preučuje mehanika?
2. Katero gibanje imenujemo mehansko?
3. Kaj je glavna naloga mehanike?
4. Kaj imenujemo materialna točka?
5 Kakšno gibanje se imenuje translacijsko?
b. Kateri del mehanike se imenuje kinematika?
7. Zakaj je treba pri preučevanju mehanskega gibanja izpostaviti posebna referenčna telesa?
8. Kaj se imenuje referenčni okvir?
9. Katere koordinatne sisteme poznate?
10. Dokaži, da sta gibanje in počitek relativna pojma.
11. Kaj imenujemo trajektorija?
12. Katere vrste poti poznate?
13. Ali je pot telesa odvisna od izbire referenčnega okvira?
14. Kakšni so premiki glede na obliko poti?
15. Kakšna je prehojena pot?
Reševanje težav s kakovostjo.
1. Kolesar se giblje enakomerno in po ravni črti. upodablja poti gibanja:
a) središče kolesa glede na cesto;
b) točke platišča kolesa glede na sredino kolesa;
c) točke platišča kolesa glede na okvir kolesa;
d) točke platišča kolesa glede na cesto.
2. Kateri koordinatni sistem je treba izbrati (enodimenzionalni, dvodimenzionalni, tridimenzionalni) za določitev položaja naslednjih teles:
a) lestenec v sobi, e) podmornica,
b) vlak, f) šahovska figura,
c) helikopter, g) letalo na nebu
d) dvigalo, h) letalo na vzletno-pristajalni stezi.
1. Utemeljitev potrebe po uvedbi koncepta vektorja premika.
Problem. Določite končni položaj telesa v prostoru, če je znano, da je telo zapustilo točko A in prešlo razdaljo 200 m?
b) Uvedba koncepta vektorja premika (definicija, oznaka), modula vektorja premika (oznaka, merska enota). Razlika med modulom vektorja premika in prevoženo razdaljo. Kdaj se ujemata?
2. Oblikovanje koncepta projekcije vektorja premika. Kdaj se projekcija šteje za pozitivno in kdaj za negativno? Kdaj je projekcija vektorja premika enaka nič? (slika 1)
H. Seštevanje vektorjev.
a) Pravilo trikotnika. Če želite dodati dva giba, mora biti začetek drugega giba poravnan s koncem prvega. Končna stran trikotnika bo skupni premik (slika 2).
b) Pravilo paralelograma. Na vektorjih dodanih premikov S1 in S2 zgradimo paralelogram. Diagonala paralelograma OD bo nastali premik (slika 3).
4. Frontalni poskus.
a) Postavite kvadrat na list papirja, postavite točke D, E in A blizu stranic pravega kota (slika 4).
b) Konec svinčnika premaknite iz točke 1) v točko E in ga vodite vzdolž stranic trikotnika v smeri 1) A B E.
c) Izmeri pot z narisanim koncem svinčnika glede na list papirja.
d) Konstruiraj vektor premika konca svinčnika glede na list papirja.
E) Izmerite modul vektorja premika in prevoženo razdaljo s koncem svinčnika ter ju primerjajte.
III. Reševanje težav. -
1. Ali plačamo potovanje ali potovanje, ko potujemo s taksijem ali z letalom?
2. Dispečer, ki je ob koncu delovnega dne vzel avto, je v tovornem listu zapisal: "Povečanje števca za 330 km". O čem govori ta vnos: o prevoženi razdalji ali gibanju?
H. Fant je žogo vrgel navzgor in jo znova ujel. Ob predpostavki, da se je žoga dvignila na višino 2,5 m, poiščite pot in gibanje žoge.
4. Kabina dvigala se je iz enajstega nadstropja stavbe spustila v peto, nato pa se je povzpela v osmo nadstropje. Ob predpostavki, da je razdalja med nadstropji 4 m, določite pot in gibanje avtomobila.
IV. Povzetek lekcije.
V. domača naloga: § 2, vaja 2 (1,2).
Tema: "Določanje koordinat gibajočega se telesa"
1. oblikovati sposobnost reševanja glavnega problema mehanike: najti koordinate telesa kadar koli;
2. določi vrednost projekcij vektorja premika na koordinatno os in njegov modul.
Med poukom
1. Posodabljanje znanja
Frontalna anketa.
Katere količine imenujemo vektorske? Navedite primere vektorskih količin.
Kaj imenujemo skalarne količine? Kaj se imenuje premik? Kako se združijo premiki? Kaj imenujemo projekcija vektorja na koordinatno os? Kdaj je vektorska projekcija pozitivna? negativno?
Kaj se imenuje vektorski modul?
Reševanje težav.
1. Določi predznake projekcij vektorjev premikov S1, S2, S3, S4, S5, S6 na koordinatne osi.
2. Avto je vozil po ulici po poti, ki je enaka 400 m. Nato je zavil desno in vozil po pasu še 300 m. Glede na to, da je gibanje na vsakem odseku poti naravnost, poiščite pot in gibanje avtomobili. (700 m; 500 m)
H. Minutni kazalec ure naredi polni obrat v eni uri. Po kateri poti potuje konec 5 cm puščice? Kolikšen je linearni premik konca puščice? (0,314 m; 0)
11. Učenje nove snovi.
Rešitev glavnega problema mehanike. Določanje koordinat gibajočega se telesa.
III. Reševanje težav.
1. Na sl. 1 prikazuje začetni položaj točke A. Določite koordinato končne točke, zgradite vektor premika, določite njegov modul, če je $ x = 4m in $ y = 3m.
2. Koordinate začetka vektorja so enake: X1 = 12 cm, Y1 = 5 cm; konec: X2 = 4 cm, Y2 = 11 cm Konstruiraj ta vektor in poišči njegovo projekcijo na koordinatno os in modul vektorja (Sх = -8, Sу = 6 cm, S = 10 cm). (Samo.)
H. Telo se je iz točke s koordinatami X0 = 1 m, Y0 = 4 m premaknilo v točko s koordinatami X1 = 5 m, Y1 = 1 m. Poiščite modul vektorja premika telesa v njegovi projekciji na koordinatna os (Sх = 4m, Sу = - 3 cm, S = 5 m).
IV. Povzetek lekcije.
V. Domača naloga: 3, vaja 3 (1-3).
Tema: "Pravokotno enakomerno gibanje"
1. oblikovati pojem pravokotnega enakomernega gibanja;
2. ugotoviti fizični pomen hitrosti gibanja telesa;
3. nadaljevati oblikovanje sposobnosti določanja koordinat gibajočega se telesa, grafično in analitično reševati probleme.
Med poukom
Posodobitev znanja.
Fizični narek
1. Mehansko gibanje je sprememba ...
2. Materialna točka je telo ...
3. Pot je črta ...
4. Prehojena pot se imenuje ...
5. Referenčni okvir je ...
b. Vektor premika je odsek črte ...
7. Modul vektorja premika je ...
8. Vektorska projekcija se šteje za pozitivno, če ...
9. Vektorska projekcija se šteje za negativno, če ...
10. Projekcija vektorja je enaka O, če je vektor ...
11. Enačba za iskanje koordinat telesa v vsakem trenutku ima obliko ...
II. Učenje nove snovi.
1. Določanje pravokotnega enakomernega gibanja. Vektorski znak hitrosti. Projekcija hitrosti v enodimenzionalnem koordinatnem sistemu.
2. Formula premika. Časovna odvisnost gibanja.
H. Koordinatna enačba. Določanje koordinat telesa v vsakem trenutku.
4. Mednarodni sistem enot
Enota dolžine - meter (m),
Časovna enota - sekunda (s),
Enota hitrosti je meter na sekundo (m / s).
1 km / h = 1 / 3,6 m / s
Im / s = 3,6 km / h
Zgodovinski podatki.
Stare ruske mere dolžine:
1 vershok = 4,445 cm
1 aršin = 0,7112 m,
1 sadež = 2, IЗЗбм,
1 verst = 1,0668 km,
1 ruska milja = 7,4676 km.
Angleške mere dolžine:
1 palec = 25,4 mm,
1 stopa = 304,8 mm,
1 kopenska milja = 1609 m,
1 navtična milja 1852.
5. Grafični prikaz gibanja.
Graf odvisnosti projekcije hitrosti od spremembe gibanja.
Graf odvisnosti modula projekcije hitrosti.
Graf odvisnosti projekcije vektorja premika od časa gibanja.
Graf odvisnosti modula projekcije vektorja premika od časa gibanja.
Graf I - smer vektorja hitrosti sovpada s smerjo koordinatne osi.
Graf I I - gibanje telesa poteka v nasprotni smeri od smeri koordinatne osi.
6.Sх = Vхt. Ta izdelek je številčno enak površini zasenčenega pravokotnika (slika 1).
7. Zgodovinsko ozadje.
Hitro karte je prvi uvedel sredi 11. stoletja arhidiakon katedrale v Rouenu Nicolas Orem.
III. Reševanje grafičnih problemov.
1. Na sl. 5 prikazuje grafe projekcije vektorjev dveh kolesarjev, ki se premikata vzporedno.
Odgovori na vprašanja:
Kaj lahko rečemo o smeri gibanja kolesarjev med seboj?
Kdo se premika hitreje?
Narišite graf odvisnosti projekcijskega modula vektorja premika od časa gibanja.
Kakšno razdaljo prevozi prvi kolesar v 5 sekundah gibanja?
2. Tramvaj se giblje s hitrostjo 36 km/h, vektor hitrosti pa sovpada s smerjo koordinatne osi. Izrazite to hitrost v metrih na sekundo. Narišite graf odvisnosti projekcije vektorja hitrosti od časa gibanja.
IV. Povzetek lekcije.
V. domača naloga: § 4, vaja 4 (1-2).
Tema: "Premočrtno enakomerno pospešeno gibanje. Pospešek"
1. uvesti pojem enakomerno pospešenega gibanja, formulo za pospešek telesa;
2. razloži njen fizični pomen, predstavi enoto pospeška;
3. oblikovati sposobnost določanja pospeška telesa z enakomerno pospešenimi in enako upočasnjenimi gibi.
Med poukom
1. Aktualizacija znanja (frontalna anketa).
Podajte definicijo enakomernega pravokotnega gibanja.
Kaj imenujemo hitrost enakomernega gibanja?
Kakšna je enota za hitrost v mednarodnem sistemu enot?
Zapišite formulo za projekcijo vektorja hitrosti.
V katerih primerih je projekcija vektorja hitrosti enakomernega gibanja na os pozitivna, v katerih - negativna?
Napišite formulo dneva projekcije potovalnega vektorja?
Kakšna je koordinata gibajočega se telesa v danem trenutku?
Kako je hitrost izražena v kilometrih na uro v metrih v sekundah in obratno?
Avto Volga se giblje s hitrostjo 145 km / h. Kaj to pomeni?
11. Samostojno delo.
1. Koliko je hitrost 72 km/h večja od hitrosti 10 m/s?
2. Hitrost umetnega satelita Zemlje je 3 km/h, krogla puške pa 800 m/s. Primerjaj te hitrosti.
3 Z enakomernim gibanjem prehodi pešec pot 12 m v b s. Kakšno pot bo prehodil, ko se bo gibal z enako hitrostjo v 3 s?
4. Slika 1 prikazuje graf odvisnosti prevožene razdalje kolesarja od časa.
Določi hitrost kolesarja.
Narišite modul glede na čas potovanja.
II. Učenje nove snovi.
1. Ponovitev koncepta neenakomernega pravokotnega gibanja iz predmeta fizika? razredu.
Kako lahko določite povprečno hitrost gibanja?
2. Spoznavanje pojma trenutne hitrosti: povprečno hitrost za zelo majhen končni čas lahko vzamemo kot trenutno, katerega fizični pomen je, da kaže, s kakšno hitrostjo bi se telo premikalo, če bi od danega trenutka naprej sčasoma je njegovo gibanje postalo enakomerno in naravnost.
Odgovori na vprašanje:
O kakšni hitrosti govorimo v naslednjih primerih?
o Hitrost kurirskega vlaka Moskva - Leningrad je 100 km / h.
o Potniški vlak je peljal mimo semaforja s hitrostjo 25 km/h.
H. Prikaz poskusov.
a) Kotaljenje žoge po nagnjeni ravnini.
b) Na nagnjeni ravnini vzdolž celotne dolžine ojačite papirnati trak. Postavite lahko premični voziček za kapljanje na desko. Spustite voziček in preglejte razporeditev kapljic na papirju.
4. Določanje enakomerno pospešenega gibanja. Pospešek: definicija, fizični pomen, formula, merska enota. Vektor pospeška in njegova projekcija na os: v katerem primeru je projekcija pospeška pozitivna, v katerem - negativna?
a) Enako pospešeno gibanje (hitrost in pospešek sta v isti smeri, modul hitrosti narašča; ax> O).
b) Enako počasno gibanje (hitrost in pospešek sta usmerjena v nasprotni smeri, modul hitrosti se zmanjša, ah
5. Primeri pospeškov v življenju:
Primestni električni vlak 0,6 m / s2.
Letalo IL-62 z vzletno hitrostjo 1,7 m / s2.
Pospešek prosto padajočega telesa je 9,8 m / s2.
Raketa pri izstrelitvi satelita 60 m / s.
Krogla v cevi avtomatske puške Kalashyavkov, yu5 m / s2.
6. Grafični prikaz pospeška.
Graf I - ustreza enakomerno pospešenemu gibanju s pospeškom a = 3 m / s2.
Graf II - ustreza enakomerno počasnemu gibanju s pospeškom
III. Reševanje težav.
Primer reševanja problema.
1. Hitrost avtomobila, ki se giblje v ravni črti in se je enakomerno povečala z 12 m/s na 24 m/s v 6 sekundah. Kaj je pospešek avtomobila?
Rešite naslednje naloge s pomočjo primera.
2. Avto se je enakomerno gibal in v 10 s se je njegova hitrost povečala s 5 na 15 m/s. Poiščite pospešek avtomobila (1 m / s2)
H. Pri zaviranju se hitrost vozila zmanjša z 20 na 10 m/s za 5 s. Poiščite pospešek avtomobila, pod pogojem, da je med vožnjo ostal konstanten (2 m / s2)
4. Pospešek potniškega letala med vzletom je trajal 25 sekund, do konca pospeševanja je imelo letalo hitrost 216 km/h. Določite pospešek letala (2,4 m / s2)
IV. Povzetek lekcije.
V. Domača naloga: § 5, 5. vaja (1 - З).
Tema: "Hitrost pravokotnega enakomerno pospešenega gibanja"
1. vnesemo formulo za določanje trenutne hitrosti telesa v vsakem trenutku;
2. nadaljevati z oblikovanjem sposobnosti gradnje grafov odvisnosti projekcije hitrosti od časa;
3. izračunaj trenutno hitrost telesa v danem trenutku.
Med poukom
Samostojno delo.
1. možnost
1. Katero gibanje imenujemo enakomerno pospešeno?
2. Zapišite formulo za določitev projekcije vektorja pospeška.
H. Pospešek telesa je 5 m / s2, kaj to pomeni?
4. Hitrost spuščanja padalca se je po odprtju padala zmanjšala s 60 na 5 m/s v 1,1 s. Poiščite pospešek padalca (50m / s2)
Možnost II
1 Kaj se imenuje pospešek?
2.Kako se imenujejo pospeševalne enote?
H. Pospešek telesa je enak 3 m / s2. Kaj to pomeni?
4. S kakšnim pospeškom se premika avto, če se je njegova hitrost v 10 sekundah povečala s 5 na 10 m/s? (0,5 m/s2)
II. Učenje nove snovi.
1. Izpeljava formule za določanje trenutne hitrosti telesa v vsakem trenutku.
1. Aktualizacija znanja.
a) Graf odvisnosti projekcije vektorja hitrosti od časa gibanja Y (O.
2. Grafični prikaz gibanja. -
III. Reševanje težav.
Primeri reševanja problemov.
1. Vlak se giblje s hitrostjo 20 m / s. Ko so bile uporabljene zavore, se je začel premikati s stalnim pospeškom 0,1 m / s2. Določite hitrost vlaka skozi ZO od začetka vožnje.
2. Hitrost telesa je podana z enačbo: V = 5 + 2 t (enoti hitrosti in pospeška sta izraženi v SI). Kakšni sta začetna hitrost in pospešek telesa? Narišite hitrost telesa in poiščite hitrost ob koncu pete sekunde.
Rešite težave po vzorcu
1. Avto, katerega hitrost je 10 m / s, se je začel premikati s stalnim pospeškom 0,5 m / s2, usmerjenim v isto smer kot vektor hitrosti. Določite hitrost vozila po 20 sekundah. (20 m/s)
2. Projekcija hitrosti premikajočega se telesa se spreminja po zakonu
V x = 10 -2t (vrednosti se merijo v SI). Definiraj:
a) projekcija začetne hitrosti, modula in smeri vektorja začetne hitrosti;
b) projekcija pospeška, modul in smer vektorja pospeška;
c) zgradimo graf odvisnosti Vx (t).
IV. Povzetek lekcije.
V Domača naloga: § 6, 6. vaja (1 - 3); sestaviti vprašanja medsebojnega nadzora k §6 učbenika.
Tema: "Premikanje s pravokotnim enakomerno pospešenim gibanjem"
1. dijake seznaniti z grafičnim načinom izpeljave formule za premik pri pravočrtnem enakomerno pospešenem gibanju;
2. oblikovati sposobnost določanja gibanja telesa z uporabo formul:
Med poukom
Posodobitev znanja.
Dva učenca prideta do table in si zastavita vnaprej pripravljena vprašanja o temi. Ostali študenti delujejo kot strokovnjaki: ocenjujejo uspešnost študentov. Potem je povabljen naslednji par itd.
II. Reševanje težav.
1. Na sl. 1 je graf, ki prikazuje odvisnost modula hitrosti od časa. Določite pospešek premočrtno gibljivega telesa.
Slika 2. 2 prikazuje graf odvisnosti projekcije hitrosti premočrtnega gibanja telesa od časa. Opišite naravo gibanja na določenih območjih. Narišite načrtovani pospešek glede na čas potovanja.
Sh. Študij novega gradiva.
1. Izvajanje formule za premik pri enakomerno pospešenem gibanju na grafični način.
a) Pot, ki jo telo prehodi v času, je številčno enaka površini trapeza ABC
b) Če trapez razdelimo na pravokotnik in trikotnik, najdemo površino teh številk ločeno:
III. Reševanje težav.
Primer reševanja problema.
Kolesar, ki se giblje s hitrostjo 3 m / s, se začne spuščati po gori s pospeškom 0,8 m / s2. Poiščite dolžino gore, če je skiusk trajal 6 s,
Rešite težave z uporabo modela.
1. Avtobus se giblje s hitrostjo 36 km/h. Na kateri najmanjši razdalji od postajališča naj voznik začne zavirati, če zaradi udobja potnikov pospešek pri zaviranju avtobusa ne sme presegati 1,2 m/s? (42 m)
2. Vesoljska raketa se izstreli s kozmodroma s pospeškom
45 m/s2. Kakšno hitrost bo imel, ko bo preletel 1000 m? (300 m/s)
3. Po 72 m dolgi gori se 12 sekund skotali sani. Določite njihovo hitrost na koncu poti. Začetna hitrost sani je nič. (12m/s)
Danes bomo govorili o sistematičnem študiju fizike in njenem prvem delu - mehaniki. Študije fizike različni tipi spremembe ali procesi, ki se dogajajo v naravi, in kateri procesi so bili predvsem zanimivi za naše prednike? Seveda so to procesi, povezani z gibanjem. Spraševali so se, ali bo sulica, ki so jo vrgli, poletela in ali bo zadela mamuta; spraševali so se, ali bo imel sel čas, da bi pred sončnim zahodom prišel do bližnje jame s pomembno novico. Vse te vrste gibanja in mehansko gibanje nasploh preučuje oddelek, imenovan mehanika.
Kamor koli pogledamo, je okoli nas veliko primerov mehanskega gibanja: nekaj se vrti, nekaj skače gor in dol, nekaj se premika naprej in nazaj, druga telesa pa lahko mirujejo, kar je tudi primer mehanskega gibanja. je nič.
Opredelitev
Mehansko gibanje imenujemo sprememba položaja teles v prostoru glede na druga telesa skozi čas (slika 1).
riž. 1. Mehansko gibanje
Ker je fizika razdeljena na več oddelkov, ima mehanika svoje oddelke. Prvi se imenuje kinematika. Oddelek za mehaniko kinematika odgovarja na vprašanje, kako se telo giblje. Preden se začnemo ukvarjati s študijem mehanskega gibanja, je treba opredeliti in naučiti osnovne pojme, tako imenovano ABC kinematike. V lekciji se bomo naučili:
Izberite referenčni okvir za preučevanje gibanja telesa;
Poenostavite naloge z miselno zamenjavo telesa z materialno točko;
Določite pot gibanja, poiščite pot;
Razlikovati vrste gibov.
V definiciji mehanskega gibanja je izraz glede drugih organov... Vedno moramo izbrati tako imenovano referenčno telo, torej telo, glede na katerega bomo upoštevali gibanje predmeta, ki ga preiskujemo. Preprost primer: premakni roko in mi povej – se premika? Ja, seveda, glede na glavo, toda glede na gumb na srajci bo nepremičen. Zato je izbira referenc zelo pomembna, saj glede na nekatera telesa pride do gibanja, glede na druga telesa pa do gibanja ne pride. Najpogosteje je za referenčno telo izbrano telo, ki je vedno pod rokami, natančneje pod nogami - to je naša Zemlja, ki je v večini primerov referenčno telo.
Dolgo časa se znanstveniki prepirajo o tem, ali se Zemlja vrti okoli Sonca ali se Sonce vrti okoli Zemlje. Pravzaprav je to z vidika fizike, z vidika mehanskega gibanja le spor o referenčnem telesu. Če se Zemlja šteje za referenčno telo, potem ja – Sonce se vrti okoli Zemlje, če se Sonce šteje za referenčno telo – potem se Zemlja vrti okoli Sonca. Zato je referenčno telo pomemben koncept.
Kako opisati spremembo položaja telesa?
Za natančno nastavitev položaja telesa, ki nas zanima glede na referenčno telo, je potrebno referenčnemu telesu povezati koordinatni sistem (slika 2).
Ko se telo premika, se koordinate spreminjajo in za opis njihove spremembe potrebujemo napravo za merjenje časa. Če želite opisati gibanje, morate imeti:
Referenčno telo;
Koordinatni sistem, povezan z referenčnim telesom;
Naprava za merjenje časa (ura).
Vsi ti predmeti skupaj sestavljajo referenčni okvir. Dokler ne izberemo referenčnega okvira, nima smisla opisovati mehanskega gibanja – ne bomo prepričani, kako se telo premika. Preprost primer: kovček, ki leži na polici v kupeju vlaka, ki se premika, za potnika preprosto počiva, za osebo, ki stoji na peronu, pa se premika. Kot lahko vidimo, se eno in isto telo giblje in počiva, celoten problem je v tem, da so referenčni okvirji različni (slika 3).
riž. 3. Različni sistemi poročanja
Odvisnost trajektorije od izbire referenčnega okvira
Odgovorimo na zanimivo in pomembno vprašanje, ali sta od izbire referenčnega okvira odvisna oblika trajektorije in pot, ki jo prehodi telo. Razmislite o situaciji, ko je na mizi poleg njega potnik vlaka s kozarcem vode. Kakšna bo pot stekla v sistemu poročanja, ki je povezan s potnikom (referenčno telo je potnik)?
Seveda je steklo glede na sopotnika negibno. To pomeni, da je trajektorija točka, premik pa enak (slika 4).
riž. 4. Pot stekla glede na potnika na vlaku
Kakšna bo pot stekla glede na potnika, ki čaka na vlak na peronu? Za tega potnika se bo zdelo, da se steklo giblje v ravni črti in ima pot, ki ni nič (slika 5).
riž. 5. Pot stekla glede na potnika na predpasniku
Iz navedenega lahko sklepamo, da sta pot in pot odvisni od izbire referenčnega okvira.
Za opis mehanskega gibanja je treba najprej določiti referenčni okvir.
Preučujemo gibanje, da predvidimo, kje bo ta ali oni predmet v želenem trenutku. Glavna naloga mehanike- kadarkoli določi položaj telesa. Kaj pomeni opisati gibanje telesa?
Poglejmo primer: avtobus vozi iz Moskve v Sankt Peterburg (slika 6). Ali nam je velikost avtobusa pomembna v primerjavi z razdaljo, ki jo bo prevozil?
riž. 6. Gibanje avtobusa iz Moskve v Sankt Peterburg
Seveda lahko velikost avtobusa v tem primeru zanemarimo. Avtobus lahko opišemo kot eno premikajočo se točko, drugače se imenuje materialna točka.
Opredelitev
Telo, katerega dimenzije lahko pri tem problemu zanemarimo, se imenuje materialna točka.
Eno in isto telo, odvisno od pogojev problema, je lahko materialna točka ali pa tudi ne. Pri premikanju avtobusa iz Moskve v Sankt Peterburg lahko avtobus štejemo za materialno točko, saj so njegove dimenzije neprimerljive z razdaljo med mesti. Če pa je v avtobus vstopila muha in želimo raziskati njeno gibanje, potem so nam v tem primeru pomembne dimenzije avtobusa in ne bo več materialna točka.
Najpogosteje bomo pri mehaniki preučevali prav gibanje materialne točke. Med svojim gibanjem materialna točka zaporedno preide položaj vzdolž določene črte.
Opredelitev
Črta, vzdolž katere se premika telo (ali materialna točka), se imenuje pot telesa ( riž. 7).
riž. 7. Točkovna pot
Včasih opazujemo pot (na primer proces ocenjevanja pouka), a pogosteje je pot nekakšna namišljena črta. Z razpoložljivostjo merilnih instrumentov lahko izmerimo dolžino poti, po kateri se je telo gibalo, in določimo vrednost, ki se imenuje način(slika 8).
Opredelitev
način ki jih telo v nekem času prepotuje je dolžina odseka poti.
riž. 8. Način
Obstajata dve glavni vrsti gibanja - ravno in ukrivljeno gibanje.
Če je pot telesa ravna črta, se gibanje imenuje pravocrtno. Če se telo giblje po paraboli ali po kateri koli drugi krivulji, govorimo o krivolinijskem gibanju. Ko upoštevamo gibanje ne le materialne točke, temveč gibanje resničnega telesa, ločimo še dve vrsti gibanja: translacijsko gibanje in rotacijsko gibanje.
Translacijsko in rotacijsko gibanje. Primer
Kateri premiki se imenujejo translacijski in kateri rotacijski? Oglejmo si to vprašanje na primeru Ferrisovega kolesa. Kako se premika kabina panoramskega kolesa? Označimo dve poljubni točki avtomobila in ju povežimo z ravno črto. Kolo se vrti. Čez nekaj časa označite iste točke in jih povežite. Nastale črte bodo ležale na vzporednih črtah (slika 9).
riž. 9. Translacijsko gibanje kabine panoramskega kolesa
Če ravna črta, potegnjena skozi kateri koli dve točki telesa, ostane med gibanjem vzporedna sama s seboj, potem taka prometa se imenujejo progresivna.
V nasprotnem primeru imamo opravka z rotacijskim gibanjem. Če ravna črta ne bi bila vzporedna z vami, bi potnik najverjetneje padel iz kabine kolesa (slika 10).
riž. 10. Rotacijsko gibanje kabine koles
Rotacijski se imenuje takšno gibanje telesa, pri katerem njegove točke opisujejo kroge, ki ležijo v vzporednih ravninah. Imenuje se ravna črta, ki povezuje središča krogov os vrtenja.
Zelo pogosto imamo opravka s kombinacijo translacijskega in rotacijskega gibanja, tako imenovano translacijsko-rotacijsko gibanje. Najenostavnejši primer takšnega gibanja je premik potapljača v vodo (slika 11). Izvaja rotacijo (somersault), hkrati pa se njeno težišče premika naprej v smeri vode.
riž. 11. Translacijsko-rotacijsko gibanje
Danes smo preučili ABC kinematike, torej osnovne, najpomembnejše koncepte, ki nam bodo v prihodnosti omogočili, da preidemo na reševanje glavnega problema mehanike - določanje položaja telesa v vsakem trenutku.
Bibliografija
- Tikhomirova S.A., Yavorskiy B.M. Fizika (osnovna raven) - M .: Mnemosina, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10. - M .: Mnemosina, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika - 9, Moskva, Izobraževanje, 1990.
- Internetni portal "Av-physics.narod.ru" ().
- Internetni portal "Rushkolnik.ru" ().
- Internetni portal "Testent.ru" ().
Domača naloga
Pomislite, kaj je referenčno telo, ko rečemo:
- knjiga nepremično leži na mizi v kupeju premikajočega se vlaka;
- stevardesa po vzletu preide skozi potniško kabino letala;
- Zemlja se vrti okoli svoje osi.
Če želite uporabiti predogled predstavitev, si ustvarite račun ( račun) Google in se prijavite vanj: https://accounts.google.com
Napisi diapozitivov:
OSNOVE KINEMATIKA Lekcija 1. TEMA: »Materialna točka. Referenčni sistem"
Mehanika je veja fizike, ki proučuje gibanje. Glavna naloga mehanike je v vsakem trenutku določiti položaj telesa v prostoru.
Kinematika je del mehanike, ki preučuje načine opisovanja gibanja in razmerje med količinami, ki označujejo to gibanje. Dinamika je veja mehanike, ki preučuje vzroke mehanskega gibanja. Statika proučuje zakonitosti ravnotežja sistema teles.
Mehansko gibanje je sprememba položaja telesa v prostoru skozi čas glede na druga telesa.
Translacijsko gibanje je gibanje, pri katerem se vse točke telesa premikajo na enak način, z enako hitrostjo. Materialna točka je telo, katerega dimenzije lahko zanemarimo v pogojih danega problema, ki ga rešujemo. Referenčno telo - vsako telo, pogojno vzeto kot negibno, glede na katerega se upošteva gibanje drugih teles.
Zemljo na primer zelo pogosto štejemo za materialno točko, če raziščemo njeno gibanje okoli Sonca.
Na primer, če pa rešujemo problem, povezan z dnevnim vrtenjem planetov, potem je treba upoštevati obliko in velikost planeta. Na primer, če želite določiti čas sončnega vzhoda ob različnih mestih globus.
Kaj je translacijsko gibanje? Telo se premika naprej, če se vse njegove točke premikajo na enak način. ali Telo se premika translacijsko, če se ravna črta, potegnjena skozi dve točki tega telesa, ko se premika, premakne vzporedno s svojim prvotnim položajem.
Primeri translacijskega gibanja
Za določitev položaja telesa (materialne točke) v prostoru morate: nastaviti referenčno telo; izberite koordinatni sistem; imeti napravo za štetje časa (ura)
Referenčno telo, pripadajoči koordinatni sistem in ura za štetje časa gibanja tvorijo referenčni sistem.
Kaj je referenčno telo? Referenčno telo je telo, glede na katerega je določen položaj drugih (gibljivih) teles. Na primer, lahko je drevo, če upoštevamo gibanje avtobusa, ali Zemlja, ko izračunamo gibanje rakete.
Koordinatni sistem Položaj telesa v prostoru je mogoče določiti z 2 koordinatama (dvodimenzionalni koordinatni sistem) Položaj telesa v prostoru je mogoče določiti s 3 koordinatami (tridimenzionalni koordinatni sistem)
Pri pravokotnem gibanju telesa zadostuje ena koordinatna os
Trajektorija - črta, po kateri se telo premika.
Pot - dolžina poti. [L] Premik je vektor, narisan od začetnega položaja materialne točke do njenega končnega položaja.
Na temo: metodološki razvoj, predstavitve in zapiski
Dinamika. Inercialni referenčni okvirji. Prvi Newtonov zakon.
Cilji pouka: oblikovati koncept ISO; preučiti prvi Newtonov zakon; pokazati pomen takega oddelka fizike, kot je "Dinamika"; gojiti občutek spoštovanja do različnih poklicev ...
povzetek lekcije "Gibanje. Materialna točka. Referenčni sistem. Relativnost gibanja."
To delo se lahko uporablja pri preučevanju teme v 9. razredu: "Kinematika". Gradivo je namenjeno ponovitvi in povzetku teme. Delo se lahko uporabi kot ponovitev gradiva ...
Lekcija za 9. razred na temo »Materialna točka. Referenčni sistem"
Namen lekcije: oblikovati učence o snovni točki; pri učencih oblikovati spretnost prepoznavanja situacij, v katerih je mogoče uporabiti koncept materialne točke; oblikovati razumevanje učencev o referenčnem okviru; razmislite o vrstah referenčnih okvirov.
UČNI NAČRT:
5. Domača naloga (1 min)
MED POUKAMI:
1. Organizacijska faza (1 min)
Na tej stopnji pride do medsebojnega pozdrava učitelja in učencev; preverjanje tistih, ki so odsotni v dnevniku.
2. Motivacijska faza (5 min)
Danes se moramo v lekciji vrniti k preučevanju mehanskih pojavov. V 7. razredu smo se že srečali z mehanskimi pojavi in preden se lotimo učenja nove snovi, se spomnimo:
- Kaj je mehansko gibanje?
- Kaj je enakomerno mehansko gibanje?
- Kaj je hitrost?
- Kakšna je povprečna hitrost?
- Kako določiti hitrost, če poznamo razdaljo in čas?
V 7. razredu sva z vami reševala dokaj preproste naloge iskanja poti, časa ali hitrosti gibanja. Če se spomnite, je bila najtežja naloga najti povprečno hitrost.
Letos si bomo podrobneje ogledali, kakšne vrste mehanskega gibanja obstajajo, kako opisati kakršno koli mehansko gibanje, kaj storiti, če se med gibanjem spremeni hitrost itd.
Že danes se bomo seznanili z osnovnimi pojmi, ki pomagajo opisati tako kvantitativno kot kvalitativno mehansko gibanje. Ti koncepti so zelo priročna orodja, ko razmišljamo o kakršnem koli mehanskem gibanju.
Zapišemo številko in temo lekcije »Material point. Referenčni sistem"
Danes v lekciji moramo odgovoriti na vprašanja:
- Kaj je materialna točka?
- Ali je vedno mogoče uporabiti koncept materialne točke?
- kaj je referenčni okvir?
- Iz česa je sestavljen referenčni okvir?
- Katere vrste referenčnih okvirov obstajajo?
3. Učenje novega materiala (25 min)
Vse v svetu okoli nas je v neprekinjenem gibanju. Kaj pomeni beseda "gibanje"?
Gibanje je vsaka sprememba, ki se zgodi v svetu okolice.
Večina preprosta oblika gibanje nam je že znano mehansko gibanje.
Pri reševanju kakršnih koli problemov, povezanih z mehanskim gibanjem, je treba to gibanje znati opisati. Kaj pomeni "opisati gibanje telesa"?
To pomeni, da morate določiti:
1) pot gibanja;
2) hitrost gibanja;
3) pot, ki jo prepotuje telo;
4) položaj telesa v prostoru v vsakem trenutku
in itd.
Ko na primer izstrelijo rover na Mars, astronomi natančno izračunajo položaj Marsa, ko rover pristane na površini planeta. In za to je treba izračunati, kako se smer in modul hitrosti Marsa ter poti Marsa sčasoma spreminjata.
Iz predmeta matematike vemo, da je položaj točke v prostoru določen s koordinatnim sistemom.
In kaj naj storimo, če nimamo točke, ampak telo? Navsezadnje je vsako telo sestavljeno iz ogromnega števila točk, od katerih ima vsaka svojo koordinato.
Pri opisovanju gibanja telesa, ki ima dimenzije, se porajajo druga vprašanja. Na primer, kako opisati gibanje telesa, če se telo med gibanjem tudi vrti okoli svoje osi. V takem primeru ima vsaka točka danega telesa poleg svoje koordinate tudi svojo smer gibanja in svoj modul hitrosti.
Kot primer lahko navedemo katerega koli od planetov. Ko se planet vrti, imajo nasprotne točke na površini nasprotno smer gibanja. Poleg tega je bližje središču planeta, nižja je hitrost v točkah.
Kako potem biti? Kako opisati gibanje telesa, ki ima velikost?
Izkazalo se je, da lahko v mnogih primerih uporabite koncept, ki pomeni, da se zdi, da velikost telesa izgine, telesna teža pa ostane. Ta koncept se imenuje materialna točka.
Zapišemo definicijo:
Materialna točka se imenuje telo, katerega dimenzije lahko v pogojih reševanja problema zanemarimo.
Materialne točke v naravi ne obstajajo. Materialna točka je model fizičnega telesa. S pomočjo materialne točke se reši precej veliko število nalog. Vendar ni vedno mogoče uporabiti zamenjave telesa z materialno točko.
Če v pogojih reševanja težave velikost telesa nima posebnega vpliva na gibanje, se lahko izvede takšna zamenjava. Če pa velikost telesa začne vplivati na gibanje telesa, potem je zamenjava nemogoča.
Obstajajo situacije, v katerih je telo mogoče vzeti kot materialno točko:
1) Če je razdalja, ki jo prepotuje vsaka točka telesa, veliko večja od velikosti samega telesa.
Zemljo na primer zelo pogosto štejemo za materialno točko, če raziščemo njeno gibanje okoli Sonca. Dnevna rotacija planeta bo imela le malo vpliva na letno obračanje okoli Sonca. Če pa rešimo problem z dnevnim vrtenjem, potem je treba upoštevati obliko in velikost planeta. Na primer, če želite določiti čas sončnega vzhoda ali sončnega zahoda.
2) S translacijskim gibanjem telesa
Zelo pogosto obstajajo primeri, ko je gibanje telesa translacijsko. To pomeni, da se vse točke telesa premikajo v isto smer in z enako hitrostjo.
Na primer, oseba se vzpenja po tekočih stopnicah. Dejansko človek samo stoji, vendar se vsaka točka premika v isto smer in z enako hitrostjo kot oseba.
Malo kasneje bomo vadili ugotavljanje situacij, v katerih lahko telo vzamete za materialno točko in v katerih ne.
Poleg materialne točke potrebujemo še eno orodje, s katerim lahko opišemo gibanje telesa. Ta instrument se imenuje referenčni okvir.
Vsak referenčni okvir je sestavljen iz treh elementov:
1) Iz same definicije mehanskega gibanja sledi prvi element katerega koli referenčnega okvira. "Premikanje telesa glede na druga telesa." Ključni stavek - glede drugih teles. tiste. Za opis gibanja potrebujemo izhodišče, od katerega bomo merili razdaljo in na splošno ocenili položaj telesa v prostoru. Takšno telo se imenujereferenčno telo .
2) Spet drugi element referenčnega okvira izhaja iz definicije mehanskega gibanja. Ključni stavek - skozi čas. To pomeni, da moramo za opis gibanja določiti čas gibanja od začetka na vsaki točki poti. In za odštevanje, ki ga potrebujemogledati .
3) In tretji element smo že izrazili na samem začetku lekcije. Da bi postavili položaj telesa v prostoru, potrebujemokoordinatni sistem .
tako,Referenčni okvir je sistem, ki je sestavljen iz referenčnega telesa, z njim povezanega koordinatnega sistema in ure.
Referenčni sistemi so različnih vrst. Upoštevali bomo vrste referenčnih sistemov v koordinatnih sistemih.
Referenčni sistem:
polarni referenčni okvir | sferični referenčni okvir | |
enodimenzionalni | ||
dvodimenzionalni | ||
tridimenzionalni |
Uporabili bomo kartezinski sistem dveh vrst: enodimenzionalni in dvodimenzionalni.
4. Utrjevanje preučenega gradiva (13 min)
Naloge za predstavitev so v zaključku; + №№ 3.5.
5. Domača naloga (1 min)
§ 1 + št. 1,4,6.
Zapišite definicije v fizični slovar:
- mehansko premikanje;
- translacijsko gibanje;
- materialna točka;
- referenčni sistem.