Subiectul lecției: „Uniformă și nu mișcare uniformă. Viteză"
Obiectivele lecției:
introduceți conceptele de uniform și inegal
circulaţie;introduceți conceptul de viteză ca fizic
cantități, formule și unități de măsură.dezvoltarea intereselor cognitive,
abilități intelectuale și creative,
interes pentru studiul fizicii;dezvolta abilități independente
dobândirea de cunoștințe, organizarea instruirii
activități, stabilire de obiective, planificare;dezvolta capacitatea de sistematizare,
clasifică și rezumă cunoștințele dobândite;dezvolta abilitati de comunicare
elevilor
Educațional:
Educațional:
De dezvoltare:
Progresul lecției:
1. Repetiție
Ce este mișcarea mecanică? Dați exemple
Ce este o traiectorie? Ce sunt ei?
Ce este o cale? Cum este desemnat, în ce unități se măsoară?
Traduce:
în m 80 cm, 5 cm, 2 km, 3 dm, 12 dm, 1350 cm, 25000 mm, 67 km
în cm 2 dm, 5 km, 30 mm
2. Asimilarea noilor cunoștințe
Mișcare uniformă-mișcarea în care un corp parcurge distanțe egale în orice intervale egale de timp.
Mișcare neuniformă - o mișcare în care un corp parcurge trasee inegale pe orice intervale de timp egale.
Exemple de mișcare uniformă și neuniformă
Viteza mișcării liniare uniforme- o mărime fizică egală cu raportul dintre drum și timpul în care a fost parcurs calea.
Să verificăm dacă cunoștințele noastre sunt suficiente pentru a rezolva următoarea problemă. Două mașini au început să se deplaseze simultan din sat cu aceeași viteză de 60 km/h. Putem spune că într-o oră vor fi în același loc?
Concluzie: viteza trebuie să fie caracterizată nu numai prin număr, ci și prin direcție. Astfel de cantități care, pe lângă valoare numerică Au și o direcție și se numesc vector.
Viteza este o mărime fizică vectorială.
Mărimile scalare sunt acele mărimi care sunt caracterizate doar de o valoare numerică (de exemplu, cale, timp, lungime etc.)
Pentru a caracteriza mișcarea neuniformă, este introdus conceptul de viteză medie.
Pentru a determina viteza medie a unui corp în timpul mișcării neuniforme, întreaga distanță parcursă trebuie împărțită la întreg timpul de mișcare:
Lucrul cu tabelul manual p.37
3. Testarea asimilării de noi cunoștințe
Rezolvarea problemelor
1. Convertiți unitățile de viteză în unități SI de bază:
36 km/h = ________________________________________________________________________________
120 m/min = ________________________________________________________________
18 km/h = ________________________________________________________________________________
90 m/min = ________________________________________________________________________________
2. Un balon se deplasează spre est cu o viteză de 30 km/h. Reprezentați grafic vectorul viteză folosind scara: 1 cm = 10 km/h
Algoritm pentru rezolvarea problemelor de fizică:
1. Citiți cu atenție enunțul problemei și înțelegeți întrebarea principală; imaginați-vă procesele și fenomenele descrise în enunțul problemei.
2. Recitiți conținutul problemei pentru a prezenta clar întrebarea principală a problemei, scopul soluționării acesteia, cantități cunoscute, pe baza cărora puteți căuta o soluție.
3. Scrieți pe scurt condițiile problemei folosind notații de litere general acceptate.
4. Completați un desen sau un desen pentru problema.
5. Stabiliți ce metodă va fi folosită pentru rezolvarea problemei; face un plan pentru a o rezolva.
6. Notați ecuațiile de bază care descriu procesele propuse de sistemul de probleme.
7. Scrieți soluția în vedere generală, exprimând cantitățile cerute în raport cu cele date.
8. Verificați corectitudinea soluționării problemei în formă generală prin efectuarea de acțiuni cu denumiri de cantități.
9. Efectuați calcule cu precizia specificată.
10. Evaluați realitatea soluției rezultate.
11. Scrieți răspunsul în forma cerută
3. Aflați viteza sportivului francez Roman Zaballo, care în 1981 a parcurs distanța dintre orașele franceze Florența și Montpellier (510 km) în 60 de ore.
4.Găsiți viteza unui ghepard (cel mai rapid dintre mamifere) dacă aleargă 210 de metri în 7 secunde.
5. Probleme V.I.Lukashik nr. 117.118.119
6. Teme pentru acasă: §14,15, exercițiul 4(4)
Lecţie
Tema: Simplu mișcare uniform accelerată. Viteză în timpul mișcării inegale.
Obiectivele lecției:
Educațional:
1. formează conceptul de mișcare rectilinie egal accelerată, viteză instantanee, accelerație;
2. construiți un grafic de accelerație;
3. exersează abilitățile în rezolvarea problemelor grafice și de calcul
Educațional:
1. dezvoltarea abilităților practice ale elevilor: capacitatea de a analiza, generaliza, evidenția ideea principală din povestea profesorului și de a trage concluzii;
2. dezvolta capacitatea de a aplica cunostintele dobandite in conditii noi.
Educatori:
1. lărgirea orizontului elevilor despre tipurile de mișcare mecanică (în special, despre mișcarea rectilinie uniformă alternativă (uniform accelerată));
2. dezvolta curiozitatea, interesul pentru studiul fizicii, atenția și disciplina
Tip de lecție: Lecție combinată.
Progresul lecției.
Stabilirea gradului de pregătire a clasei pentru lecție.
2) Motivația
Mișcarea este viață. Fiecare corp se mișcă diferit: cu propriul scop, traiectorie, viteză. mișcările tale sunt o dezvoltare care este imposibilă fără dobândirea de noi cunoștințe. Așa că astăzi, vom descoperi o nouă caracteristică a mișcării, care este o parte integrantă a vieții noastre.
3) Actualizarea cunoștințelor
Munca independentă(20 min)
4) Învățarea de materiale noi
Am studiat mișcarea uniformă a unui corp când viteza acestuia rămâne neschimbată și în orice moment de timp și la orice distanță poate fi găsită ca raport dintre distanța parcursă și timp.
Vă rugăm să dați exemple de mișcare uniformă.
(elevii numesc exemple).
Cât de des putem observa o astfel de mișcare?
(opinia generală a studenților: rar, aproape întotdeauna viteza corpului modificări din anumite motive)
Într-adevăr, o astfel de mișcare este de fapt foarte rară și apare de obicei în mecanisme. Dar în lumea din jurul nostru, o altă mișcare este răspândită.
Mișcare accelerată este un tip de mișcare destul de comun. Un exemplu de astfel de mișcare este deplasarea unei sarcini aruncate de la o anumită înălțime, deplasarea unui autobuz de frânare sau a unui ascensor de pornire.
Pentru a caracteriza mișcarea accelerată în orice fel, o cantitate numităaccelerare corpuri.
Accelerația este o mărime fizică egală cu raportul modificării vitezei la o perioadă de timp timp în care s-a întâmplat.
În plus, puteți folosi definiția de zi cu zi: accelerația este rata de schimbare a vitezei.
Adesea, luăm în considerare accelerația în proiecție pe o anumită axă (de exemplu, pe axă ), în acest caz, proiecția accelerației va lua forma:
Să fim atenți la faptul că accelerația în toate cazurile estevector magnitudine, adică are nu numai mărime, ci și direcție. Accelerația în SI se măsoară în metri împărțit la pătrat secund
Un metru pe secundă pătrat este accelerația cu care viteza corpului se modifică cu un metru pe secundă pentru fiecare secundă.
Ne-am dat seama cum să determinăm modulul de accelerație, acum să ne dăm seama cum să determinăm direcția de accelerație. Pentru a face acest lucru, descriem schimbarea vitezei în formă vectorială (Fig. 1).
Orez. 1. Modificarea vitezei corpului în timpul mișcării accelerate
În consecință, accelerația corpului va fi direcționată în aceeași direcție cu vectorul .
Unul dintre cele mai simple tipuri de mișcare neuniformă este mișcarea uniform accelerată.
Mișcarea uniform accelerată este o mișcare în care viteza unui corp crește cu aceeași cantitate pe orice intervale de timp egale.În mișcarea uniform accelerată, accelerația corpului este constantă.
În plus, uneori se distinge așa-numita mișcare uniformă lentă. Mișcarea la fel de lentă este o mișcare în care viteza unui corp este opusă accelerației sale.
Să desenăm grafice ale accelerației unui corp în funcție de timp în timpul mișcării accelerate uniform. Deoarece în timpul mișcării accelerate uniform accelerația este constantă (Fig. 2):
Orez. 2. Accelerația unui corp în timpul mișcării uniform accelerate
Graficul roșu corespunde cazului în care proiecția accelerației este pozitivă. Graficul verde corespunde cazului în care proiecția accelerației este zero. Albastru – proiecția negativă a accelerației.
Pentru a rezolva problema principală a cinematicii, adică pentru a găsi poziția unui corp în orice moment, trebuie mai întâi să găsiți viteza corpului în orice moment. Pentru a face acest lucru, ar trebui să scriem legea schimbării vitezei instantanee în timp pentru mișcarea accelerată uniform. Acest lucru se poate face prin simpla exprimare a vitezei din formula accelerației.
Unde – viteza initiala corpuri, – accelerare. Legea schimbării vitezei, scrisă în formă vectorială, este cea mai generală, dar folosirea ei pentru a determina viteza în orice moment este destul de incomod. Prin urmare, să luăm în considerare legea schimbării vitezei instantanee în timp în proiecție pe o axă aleasă de-a lungul direcției de mișcare.
Să luăm în considerare patru cazuri posibile (Fig. 3):
Orez. 3. Patru cazuri posibile de direcționalitate a vitezei și accelerației inițiale
in cazul a)viteza corpului și accelerația sa sunt direcționate în direcția pozitivă a axei de coordonate, iar legea schimbării vitezei va lua forma:
în caz în) viteza corpului este direcționată de-a lungul direcției pozitive a axei de coordonate, iar accelerația este direcționată de-a lungul direcției negative a axei de coordonate, am numit-o anterior o astfel de mișcare uniform lentă și legea ei de modificare a vitezei:
Din forma legilor modificărilor vitezei în timp, este clar că proiecția vitezei depinde liniar de timp și, în consecință, graficul dependenței proiecției vitezei în timp va fi o linie dreaptă (Fig. 4). ).
Orez. 4. Grafice ale dependenței vitezei corpului de timp în timpul mișcării accelerate uniform
Graficul (Fig. 4a) arată dependența proiecției vitezei în timp. Linia dreaptă verde corespunde cazului în care corpul era în repaus, iar în momentul inițial de timp a început să se miște în direcția pozitivă a axei de coordonate cu viteza crescândă. Linia dreaptă roșie corespunde cazului în care în momentul inițial de timp corpul avea o oarecare viteză îndreptată în direcția pozitivă a axei de coordonate și crește cu timpul.
Figura 4b prezintă relația dintre panta graficului vitezei unui corp în funcție de timp și accelerația corpului în timpul mișcării accelerate uniform.
În sfârșit, să ne uităm la unul punct special pe graficul proiecției vitezei corpului în funcție de timp. Figura 5 arată punctul în care viteza corpului își schimbă direcția în sens opus. Acest punct se numeștepunct de cotitură (Fig. 5).
Orez. 5. Punct de cotitură
Deci, în această lecție am învățat despre conceptul de accelerație corporală. În plus, am examinat legile modificărilor vitezei unui corp în timp. Apoi, am învățat cum să trasăm dependența vitezei corpului în timp și, în cele din urmă, am introdus conceptul de punct de cotitură.
Teme pentru acasă
VITEZĂ CU MIȘCARE INEGALĂ
Neuniformăeste o mișcare în care viteza unui corp se modifică în timp.
Viteza medie a mișcării neuniforme este egală cu raportul dintre vectorul deplasării și timpul de călătorie
Apoi deplasarea în timpul mișcării inegale
Viteza instantanee se numește viteza unui corp în acest moment timp sau într-un punct dat al traiectoriei.
Vitezăeste o caracteristică cantitativă a mișcării corpului.
Viteza medie este o mărime fizică egală cu raportul dintre vectorul deplasării punctului și perioada de timp Δt în timpul căreia a avut loc această deplasare. Direcția vectorului viteză medie coincide cu direcția vectorului deplasare. Viteza medie este determinată de formula:
Viteza instantanee adică viteza la un moment dat este o mărime fizică, egal cu limita, la care tinde viteza medie pe măsură ce intervalul de timp Δt scade la infinit:
Cu alte cuvinte, viteza instantanee la un moment dat în timp este raportul dintre o mișcare foarte mică și o perioadă foarte scurtă de timp în care a avut loc această mișcare.
Vectorul viteză instantanee este direcționat tangențial la traiectoria corpului (Fig. 1.6).
Orez. 1.6. Vector viteză instantanee.
În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă, adică unitatea de măsură a vitezei este considerată a fi viteza unei astfel de mișcări rectilinie uniforme în care un corp parcurge o distanță de un metru într-o secundă. Unitatea de măsură a vitezei este indicată de Domnișoară. Viteza este adesea măsurată în alte unități. De exemplu, atunci când se măsoară viteza unei mașini, tren etc. Unitatea folosită în mod obișnuit este kilometri pe oră:
1 km/h = 1000 m / 3600 s = 1 m / 3,6 s
sau
1 m/s = 3600 km / 1000 h = 3,6 km/h
Adăugarea vitezei
Vitezele mișcării corpului în diferite sisteme de referință sunt legate de cele clasice legea adunării vitezelor.
Viteza corporală relativă cadru fix de referință egală cu suma vitezelor corpului în sistem de referință în mișcareși cel mai mobil sistem de referință față de cel staționar.
De exemplu, un tren de pasageri se deplasează de-a lungul căii ferate cu o viteză de 60 km/h. O persoană merge de-a lungul vagonului acestui tren cu o viteză de 5 km/h. Dacă luăm în considerare calea ferată staționară și o luăm ca sistem de referință, atunci viteza unei persoane în raport cu sistemul de referință (adică în raport cu feroviar), va fi egală cu adunarea vitezelor trenului și ale persoanei, adică 60 + 5 = 65, dacă persoana merge în aceeași direcție cu trenul; și 60 – 5 = 55 dacă persoana și trenul se deplasează în direcții diferite. Cu toate acestea, acest lucru este adevărat numai dacă persoana și trenul se deplasează pe aceeași linie. Dacă o persoană se mișcă într-un unghi, atunci va trebui să ia în considerare acest unghi, amintindu-și că viteza este cantitatea vectorială.
Acum să ne uităm la exemplul descris mai sus mai detaliat – cu detalii și imagini.
Deci, în cazul nostru, calea ferată este cadru fix de referință. Trenul care se deplasează pe acest drum este cadru de referință în mișcare. Vagonul pe care merge persoana face parte din tren.
Viteza unei persoane în raport cu trăsura (față de cadrul de referință în mișcare) este de 5 km/h. Să o notăm cu litera H.
Viteza trenului (și, prin urmare, a vagonului) față de un cadru fix de referință (adică față de calea ferată) este de 60 km/h. Să o notăm cu litera B. Cu alte cuvinte, viteza trenului este viteza cadrului de referință în mișcare în raport cu cadrul de referință staționar.
Viteza unei persoane în raport cu calea ferată (față de un cadru de referință fix) ne este încă necunoscută. Să o notăm cu litera .
Să asociem sistemul de coordonate XOY cu sistemul de referință fix (Fig. 1.7), iar sistemul de coordonate X P O P Y P cu sistemul de referință în mișcare (vezi și secțiunea Sistem de referință). Acum să încercăm să găsim viteza unei persoane în raport cu un cadru fix de referință, adică în raport cu calea ferată.
Într-o perioadă scurtă de timp Δt apar următoarele evenimente:
Apoi, în această perioadă de timp, mișcarea unei persoane în raport cu calea ferată este:
H + B
Acest legea adunării deplasărilor. În exemplul nostru, mișcarea unei persoane față de calea ferată este egală cu suma mișcărilor persoanei față de vagon și vagonul față de calea ferată.
Legea adunării deplasărilor se poate scrie după cum urmează:
= Δ H Δt + Δ B Δt
Subiect. Mișcare neuniformă. Viteza medie
Scopul lecției: familiarizarea elevilor cu cele mai simple cazuri de mișcare neuniformă
Tip de lecție: combinată
Planul de lecție
MATERIAL DE ÎNVĂȚARE NOU
Mișcarea liniară uniformă apare relativ rar. Corpurile se deplasează uniform și rectiliniu numai pe secțiuni mici ale traiectoriei lor, iar în alte secțiuni viteza lor se modifică.
Ø Mișcarea cu viteză variabilă, atunci când un corp parcurge trasee diferite în perioade egale de timp, se numește neuniformă.
Pentru a caracteriza viteza de mișcare neuniformă, se folosesc viteze medii și instantanee.
Deoarece viteza în cazul mișcării neuniforme se modifică în timp, formula de calcul a mișcării nu poate fi utilizată, deoarece viteza este o mărime variabilă și nu se știe ce valoare trebuie înlocuită în această formulă.
Cu toate acestea, în unele cazuri, puteți calcula mișcările introducând o valoare numită viteza medie. Arată cât de multă mișcare face un corp în medie pe unitatea de timp, adică.
Această formulă descrie așa-numita viteză medie vectorială. Cu toate acestea, nu este întotdeauna potrivit pentru a descrie mișcarea. Luați în considerare acest exemplu: un autobuz obișnuit a părăsit garajul și s-a întors înapoi la sfârșitul schimbului. Vitezometrul arată că mașina a parcurs 600 km. Care este viteza medie de conducere?
Răspuns corect: viteza medie a vectorului este zero, deoarece autobuzul a revenit la punct de plecare, adică mișcarea corpului este nulă.
În practică, este adesea folosită așa-numita viteză medie la sol, care este egală cu raportul dintre distanța parcursă de corp și timpul de mișcare:
Deoarece calea este o mărime scalară, atunci viteza medie la sol (spre deosebire de viteza medie) este o mărime scalară.
Cunoașterea vitezei medii nu face posibilă determinarea poziției corpului în orice moment, chiar dacă este cunoscută traiectoria mișcării acestuia. Cu toate acestea, acest concept este convenabil pentru efectuarea unor calcule, de exemplu, calcularea timpului de călătorie.
Dacă observați citirile vitezometrului unei mașini în mișcare, veți observa că acestea se schimbă în timp. Acest lucru este vizibil mai ales în timpul accelerației și frânării.
Când se spune că viteza unui corp se modifică, se referă la viteza instantanee, adică viteza corpului la un moment dat și la un anumit punct al traiectoriei.
Ø Viteza instantanee este o cantitate care este egală cu raportul dintre o mișcare foarte mică și perioada de timp în care a avut loc această mișcare:
Viteza instantanee este viteza medie măsurată pe o perioadă infinitezimală de timp.
Întrebare pentru studenți în timp ce prezintă material nou
1. Mașina a parcurs 60 km pe oră. Putem spune că mișcarea lui a fost uniformă?
2. De ce nu putem vorbi despre viteza medie a mișcării variabile în general, dar putem vorbi doar despre viteza medie pe o anumită perioadă de timp sau despre viteza medie pe o secțiune separată a traseului?
3. În timpul conducerii unei mașini, citirile vitezometrului au fost luate în fiecare minut. Este posibil să se calculeze viteza medie a unei mașini din aceste date?
4. Se cunoaște viteza medie pe o anumită perioadă de timp. Este posibil să se calculeze deplasarea efectuată pe jumătate din acest interval?
CONSTRUCȚIA MATERIALELOR ÎNVĂȚATE
1. Schiorul a parcurs prima secțiune de potecă, lungimea de 12 m, în 2 minute, a doua, de 3 m lungime, în 0,5 minute. Calculați viteza medie la sol a schiorului.
2. Un bărbat a mers pe un drum drept 3 km în 1 oră, apoi s-a întors în unghi drept și a mai mers 4 km în 1 oră Calculați viteza medie și medie la sol la prima etapă de mișcare, la a doua etapă și pentru întreg timpul de mișcare.
3. Un bărbat a parcurs prima jumătate a călătoriei cu mașina cu o viteză de 7 km/h, iar a doua jumătate cu bicicleta cu o viteză de 2 km/h. Calculați viteza medie la sol pentru întreaga călătorie.
4. Un pieton a mers două treimi din timp cu o viteză de 3 km/h, în restul timpului cu o viteză de 6 km/h. Calculați viteza medie și medie la sol a pietonului.
5. Punct material se deplasează de-a lungul unui arc de cerc cu o rază de 4 m, descriind o traiectorie care este jumătate din arcul de cerc. În acest caz, punctul se mișcă cu o viteză de 2 m/s pentru primul sfert de cerc și cu o viteză de 8 m/s pentru al doilea sfert. Calculați viteza medie la sol și viteza medie a vectorului pentru tot timpul de mișcare.
Pregătirea pentru cancer. Fizică.
Rezumat 2. Mișcare neuniformă.
5. Mișcare uniform variabilă (uniform accelerată).
Mișcare neuniformă– mișcare cu viteză variabilă.
Definiţie. Viteza instantanee– viteza corpului într-un punct dat al traiectoriei, la un moment dat în timp. Se află prin raportul dintre mișcarea corpului și intervalul de timp ∆t în care s-a efectuat această mișcare, dacă intervalul de timp tinde spre zero.
Definiţie. Accelerare 
– o valoare care arată cât de mult se modifică viteza în intervalul de timp ∆t.
Unde este viteza finală și este viteza inițială pentru intervalul de timp considerat.
Definiţie. Mișcare liniară alternativă uniform (accelerată uniform)- aceasta este o mișcare în care, în orice perioade egale de timp, viteza corpului se modifică cu o valoare egală, i.e. Aceasta este mișcarea cu accelerație constantă.
Comentariu. Când spunem că mișcarea este uniform accelerată, presupunem că viteza crește, adică. proiecția accelerației la deplasarea pe direcția de referință (viteza și accelerația coincid în direcție), și vorbind la fel de lent, presupunem că viteza scade, adică. (viteza și accelerația sunt direcționate una spre cealaltă). În fizica școlară, ambele mișcări sunt de obicei numite accelerate uniform.
Ecuații de deplasare, m:
Grafice ale mișcării rectilinie uniform variabile (uniform accelerate):
Un grafic este o linie dreaptă paralelă cu axa timpului.
Un grafic este o linie dreaptă care este construită punct cu punct.
Comentariu. Graficul vitezei începe întotdeauna cu viteza inițială.