Тема: Уравнение прямолинейного равномерного движения.
Цель урока: выяснить, какой вид движения принимают за прямолинейное равномерное; что понимают под скоростью прямолинейного равномерного движения; учимся решению задач.
Ход урока
I . Проверка домашнего задания в виде фронтального опроса
1) Что понимают под траекторией движения?
2) В зависимости от формы траектории движения могут быть…?
3) Какой графически вы представляете траекторию движения:
Центра колеса автомобиля относительно шоссе?
Точки на покрышке колеса относительно центра колеса и относительно шоссе при движении автомобиля?
4) Как можно описать движение материальной точки?
5) Запишите уравнения движения материальной точки в координатной форме.
6) Что представляет собой система отсчета?
7) Что называется вектором перемещения?
8) Чему равен модуль перемещения:
Если направление оси координат совпадает с направлением вектора?
Если вектор направлен под углом α к направлению оси координат?
II . Изучение нового материала методом эвристической беседы:
1) Опишите подробно движение автомобиля по шоссе. Всегда ли он движется равномерно?
3) Что называется прямолинейным равномерным движением?
4) Что называется скоростью прямолинейного равномерного движения?
5) Какой вид имеет формула скорости прямолинейного равномерного движения? (ʋ=s/t)
6) Чему равен модуль скорости? (ʋ=Δs/ Δt)
Уравнение движения материальной точки для прямолинейного равномерного движения в векторной форме записываются, таким образом: r=r 0 +ʋt
В координатной форме, только без знака – вектор. x =x о +ʋ x t; y= y о +ʋ y t; z=z о +ʋ z t
На графике равномерное прямолинейное движение изображается в виде - площади прямоугольника которая равна: s = ʋ x t из этого уравнения следует: x - x о = ʋ x t . Значит изменение координаты тела численно равно площади прямоугольника.
III . Решение задач, для закрепления, полученных знаний
1. Точка движется равномерно и прямолинейно в положительном направлении оси Ох. В начальный момент времени точка имела координату x о = -10м. Найти координату точки через 5с от начала отсчета времени, если модуль её скорости равен ʋ=2м/с. Чему равен путь, пройденный точкой за это время?
IV
. Подвести итоги урока
V . Рефлексия
VI . Домашнее задание: § 4, выучить формулы и обозначения величин.
План-конспект урока физики в 7 классе «График равномерного прямолинейного движения»
Автор: Гановичева Мария Анатольевна, Коммунальное государственное учреждение «Средняя школа №13» акимата города Усть-Каменогорска, учитель физики.Назначение: обмен опытом с коллегами по организации учебной деятельности учащихся на уроках физики.
Описание: данный конспект предназначен для учителей физики при первичном знакомстве и изучении темы «График равномерного прямолинейного движения». Материал имеет тесную связь с предметом математика, поэтому может быть использован для проведения интегрированного урока.
Цель урока:
знакомство с уравнением и графическим способом описания прямолинейного равномерного движения.
Задачи:
Обучающие:
Научить читать и строить графики прямолинейного равномерного движения для различных тел (движущихся с отрицательной и положительной скоростью, с начальной координатой и без таковой);
Развивающие:
Развивать понимание смысла физических величин;
Развивать функциональную грамотность, а именно: умение сравнивать, анализировать, пользоваться формулами, записывать данные в табличной и графической форме, выполнять расчеты;
Воспитательные:
Воспитывать познавательный интерес к предмету, внимательность и наблюдательность,укреплять межпредметные связи,
Воспитывать культуру оформления записей в тетрадях;
Воспитывать умение работать самостоятельно и в коллективе.
Тип урока:
урок изучения и первичного закрепления новых знаний.
Межпредметная связь:
математика, география, технология, черчение.
Приборы и материалы:
раздаточный материал: координатные системы, карточки с заданиями (см. Приложения 1,2)
; презентация «График равномерного прямолинейного движения», иллюстрации, плакаты по теме урока.
Ход урока:
1. Организационный момент.Предварительная организация класса (проверка отсутствующих, рабочих мест).
Начать наш урок я хочу фразой Н. Ротшильда: «Кто владеет информацией, тот владеет миром».
Чтобы информацией или сведениями о чем–либо владеть, нужно уметь их получать.
Как можно получать и передавать информацию?
Ответы учащихся: Словами, текстом, таблично, изобразить схемой или рисунком, начертить в виде графика.
Прочитаем тему урока, подумаем, что
сегодня на уроке нам предстоит делать? Как?
Ответы учащихся: знакомиться с графиками, сравнивать движение, строить графики.
С графическим способом представления информации вы уже встречались: прогнозы погоды, график успеваемости по классу (по нему легко увидеть предметы, по которым много хороших оценок), кардиограмма, сравнительные биржевые сводки.
Работа с графиками очень удобна и полезна и пригодиться нам в дальнейшем.
2. Актуализация изученного материала.
Отвечаем на вопросы:
1. Что изучает наука физика?
Физика - это наука о природе, изучающая наиболее общие формы движения материи и их взаимные превращения
2. Что называют механическим движением?
Механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.
3. Что называется траекторией?
Линия, описываемая в пространстве этой точкой при ее движении.
4. Что такое скорость? Скорость - это постоянная величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое произошло перемещение
5. Расчетная формула
6. Назвать по рисунку виды движения
А) по траектории: прямолинейное или криволинейное Б) по скорости: равномерное или неравномерное
Наиболее простой вид движения: прямолинейное равномерное (путь равен перемещению, скорость постоянна) с которым мы познакомились на прошлом уроке.
На примере такого движения мы начнём работать с одним из способов описания и изучения физических процессов – графическим способом.
3. Изучение нового материала.
Сегодня мы вспомним из курса географии понятие координата
.
Географические координаты
– величины, определяющие положение точки на земной поверхности с помощью широт и долгот.
Координата в физике
также числовая величина, показывающая, где находится точка в заданное время.
Обозначается – Х
, измеряется в метрах.
При расчетах и построениях важно учитывать систему отсчета.
То есть, в момент начала движения тело может находиться в точке, которую мы принимаем за начало отсчета (ее координата будет «о») или может быть смещено и иметь - Х0 начальную координату.
Уравнение прямолинейного равномерного движения позволяет решать главную задачу механики – находить положение тела в любой момент времени.
Обратите внимание, что скорость и начальная координата не меняются, в уравнении будет изменяться координата и время.
Из курса математики нам известно аналогичное уравнение - это уравнение прямой (линейная зависимость):
Следовательно, графически обе зависимости будут выглядеть одинаково.
Строим ось абсцисс и ось ординат. Учитель контролирует выполнение учащимися всех этапов работы в тетрадях.
Оси нужно подписать не только величинами, но и указать единицы измерения.
Для построения графика прямолинейного равномерного движения нужно знать не менее двух точек. Числовые значения принято записывать в виде таблицы рядом с координатными осями.
Пример 1
Построим график движения варана, если известно, что он движется из начала координат и его скорость 3м/с.
Далее учащимся выдается лист с выполненными осями и таблицей для быстроты выполнения дальнейшей работы.
(Приложение 1)
Пример 2
Построим график движения, если известно, что велосипедист движется со скоростью 5м/с из точки с начальной координатой 10 м.
Пример движения велосипедиста показывает нам, как важно правильно выбрать масштаб изображения на графике.
В географии это отношение длины отрезка на карте или плане к его действительным размерам. В черчении и технологии - это соотношение размеров предмета на чертеже к его действительным размерам.
Для нас сегодня масштаб - это соотношение размеров физических величин на условном графическом изображении .
В одной клеточке мы можем принять и 1 м и 2 м и 5 м и 10 м по вертикали. По горизонтали можно принять 0,25с, 0,5с, 1с и более.
Пример 3:
Построим в этой же системе координат график движения вертолета, если известно, что он движется со скорость -20м/с из точки с начальной координатой 15м.
4. Закрепление изученного материала
Ученики объединяются в группы по 3 человека. Группы формируются учителем с учетом способностей и психологической совместимости. Задание предполагает обсуждение и совместное выполнение: построение графиков двух (а при наличии достаточного времени и более) тел на одном листе.
Один ученик выполняет графическую часть задания: строит оси, выбирает масштаб, находит точки и соединяет их, подписывает работу.
Два других ученика получают карточки с заданиями (Приложение 2) , выполняют расчеты и заполняют таблицы. После выполнения задания нужно дать оценку своей работе в группе каждому участнику.
Для сильных учащихся следует предусмотреть дополнительные задания. Например, если в группе были карточки №1 и 2, то в случае быстрого выполнения этим ученикам можно предложить еще карточки №3 и 4.
5. Подведение итогов.
Не всегда привычная для нас словесная или текстовая форма передачи информации самая эффективная.
Что мы это сегодня узнали и чему научились?
Ответы детей: На этом уроке мы научились описывать ПРД графическим методом, строить, сравнивать и понимать графики; пользоваться формулами, записывать данные в табличной и графической форме, выполнять расчеты; правильно оформлять записи в тетрадях; работать самостоятельно и в коллективе, поняли взаимосвязь физики с другими науками.
А теперь давайте, каждый подумает и оценит свою коллективную работу.
Самооценка. На доске вывешиваются правильные варианты решения.
Выставьте свои оценки на коллективный лист.
1. Прямолинейное движение
Прямолинейное движение
тела - это движение, при котором тело движется по прямой линии в данной системе отсчёта.
Чтобы описать прямолинейное движение в выбранной системе отсчёта, необходимо в момент начала движения включить часы и измерять координату тела в различные моменты времени. Результаты измерений представляют в виде таблицы (табличный способ описания движения) или графика движения в осях: время - координата
(графический способ описания движения).
Если известна графическая зависимость координаты тела от времени в виде непрерывной линии , то движение тела описано полностью, т. е. можно:
- Определить координату тела в любой момент времени движения (ответить на вопрос «где?»).
- Определить момент времени , в который тело имело заданную координату (ответить на вопрос «когда?»).
- Охарактеризовать движение тела (указать, покоилось ли тело, двигалось ли в положительном или отрицательном направлении координатной оси, как быстро изменялась его координата с течением времени).
2. Равномерное движение
Прямолинейное движение тела называют равномерным , если тело за любые равные промежутки времени проходит равные расстояния в одном и том же направлении. Изменением координаты тела за промежуток времени от момента t 1 до момента t 2 называют разность х 2 — х 1 между конечным и начальным значениями координаты.
Прямолинейное равномерное движение характеризуется тем, что изменение координаты тела за единицу времени (её обычно обозначают латинской буквой v ) есть величина постоянная. График зависимости координаты х тела от времени t для такого движения представляет собой прямую линию . При этом зависимость координаты тела от времени имеет вид:
x = х 0 + v t,
где х 0 - начальная координата тела, t - момент времени после начала движения, v - постоянная величина, равная изменению координаты тела за единицу времени, х - координата тела в момент времени t.
3. Скорость прямолинейного равномерного движения
Если тело движется равномерно прямолинейно, то физическую величину v , численно равную изменению его координаты за единицу времени, называют значением скорости равномерного прямолинейного движения. В СИ единица скорости - метр в секунду (м/с) .
Скорость - векторная величина, которая характеризуется не только своим модулем, но и направлением. Если значение скорости положительно, то скорость направлена в положительном направлении оси X. Если же значение скорости отрицательно, то скорость направлена в отрицательном направлении оси X.
Тип урока: практическое занятие
Форма проведения урока: он- лайн
Технология: элементы проблемно-поисковой технологии
Ожидаемый результат:
уметь применять теоретические знания по кинематике при решении экспериментальных задач;
владеть терминологией на казахском, русском и английском языках, по кинематике.
Структура урока:
Организация начала урока – 2 мин
Актуализация опорных знаний – 2мин
Осознание и осмысление учебного материала – 3 мин
Проверка домашнего задания -3 мин
Решение экспериментальных задач- 30 мин
Подведение итогов урока. -2 мин
Задание на дом – 1 мин
Рефлексия – 2 мин
Ход урока:
Если я видел дальше, чем другие, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов
И. Ньютон
(слайд №3)
I .Организация начала урока ( Психологический настрой на урок)
Идя по дорогам открытий, мы с вами встречали великих ученых, чей жизненный творческий подвиг не оставлял нас равнодушными. Но в каждом их открытии был неоценимый вклад предшественников. Однажды великий английский ученый Исаак Ньютон сказал: «Если я видел дальше, чем другие, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов». Эти слова могут послужить эпиграфом к нашему уроку.
II .Актуализация опорных знаний
Блок-схема (Виды механического движения)
(слайд №4)
III .Осознание и осмысление учебного материала.
Повторение основных понятий и формулы физических величин
А) Прямолинейное равномерное движение
Б) Прямолинейное равноускоренное дви жение
В) Решение графической задачи
На прошлом уроке мы рассмотрели графический способ определения пути пройденного телом за некоторый интервал времени, как одного из оптимального метода решения задач. Воспользуемся этим способом для нахождения средней скорости на определенном участке пути.
Путь, пройденный телом за определенный интервал времени, равен площади фигуры, ограниченной графиком скорости.
Г) Терминологический словарь
| Kazakh | English | |
| Механика | механика | mechanics |
| Кинематика | k инематика | kinematics |
| механикалық қозғалыс | mechanical motion |
|
| материялық нүкте | material point |
|
| Координата | координата | coordinate |
| Перемещение | орын ауыстыру | transferring |
| Скорость | жылдамдық | speed |
| Ускорение | үдеу | acceleration |
IV . Проверка домашнего задания
На прошлом уроке было дано задание изготовить прибор для изучения закона падения тел, и используя основное свойство равноускоренного движения доказать, что свободное падения является равноускоренным .
Возьмите шесть одинаковых грузиков (например, шесть одинаковых пуговиц, шурупов или гаек) и подвяжите их к обыкновенной нити так, чтобы расстояние между грузиками относились между собой, как 1:3:5:7:9. Если первое расстояние вы возьмете равным, например, 7 см, то второе должно быть равно 21 см, третье – 35 см, четвертое – 49 см, пятое – 63 см.
Держите прибор за шестой грузик так, чтобы первый грузик лежал на сиденье или, еще лучше, на дне ведра или таза.
Отпустите грузик и слушайте удары. Эти удары должны совершаться через равные промежутки времени, хотя все грузы проходят разные расстояния. Почему? Докажите аналитическим способом.
V .Решение экспериментальных задач
Задача №1
Исследуйте зависимость скорости равноускоренного движения от времени
Цель: проверить утверждение, что скорость тела, движущегося равноускоренно по прямой, изменяется прямопропорционально времени движения.
Оборудование : штатив, наклонная рейка, каретка, секундомер, датчики.
Из определения ускорения следует, что скорость тела V, двигающегося прямолинейно с постоянным ускорением, спустя некоторое время t после начала движения может быть определена из уравнения: V = V + at ( 1). Если тело начало двигаться, не имея начальной скорости, то есть при Vo = 0, это уравнение становится более простым: V = at (2). Отсюда следует, что тело, двигаясь из состояния покоя с постоянным ускорением а, спустя время t 1 с момента начала движения, будет иметь скорость V 1 = at 1 спустя время t 2 его скорость будет V 2 = at 2 , спустя время t 3 — скорость V 3 = at 3 и т.д. Причем, можно утверждать, что V 2 : V 1 = t 2 : t b ; V 3 : V , = t 3 : t 1 и т.д. (3).
Измеряют перемещение, которое каретка совершит, двигаясь между датчиками;
Производят пуск каретки и измеряют время ее движения между датчиками;
Повторяют пуск каретки 6-7 раз, каждый раз записывая показания секундомера;
Вычисляют среднее время движения каретки t ср на участке;
По формуле определяют скорость, с которой двигалась каретка в конце первого участка;
Увеличивают расстояние между датчиками на 5см и повторяют серию опытов для 2S ,и вычисляют значение скорости тела в конце второго участка: V 2
Проводят еще две серии опытов, увеличивая в каждой серии расстояние между датчиками на 5 см. Так находят значения скорости V 3 и V 4 .
По полученным данным проверяют справедливость отношений: V 2 : V 1 = t 2 : t 1 V 3 : V 1 = t 3 : t 1 Е)Окончательный результат
Задача №2
Оценить время реакции экспериментатора при помощи деревянной школьной линейки
длиной 30 см .
Помощник держит линейку так, что она свисает вниз, причем нулевое деление, удобно иметь снизу. Экспериментатор держит большой и указательный палец правой руки так, что нижний конец линейки находиться между пальцами и ему легко схватить падающую линейку. Помощник неожиданно отпускает линейку, экспериментатор зажимает ее пальцами так быстро, как сумеет. Линейка успеет пролететь некоторое расстояние – его можно измерить по ее же делениям, удобно вначале держать пальцы напротив нулевого деления. По этому расстоянию определим время падения, считая движение линейки равноускоренным. Такие движения изучал еще в 16 веке Галилео Галилей. Он установил, что эти движения равноускоренные, и ускорение направленно по вертикали вниз. Его эксперимент, в котором он бросал предметы вниз с Пизанской башни и впервые выяснил, что легкие предметы падают вниз так же быстро, как и тяжелые, вошел в 10 лучших опытов века. Рассмотрим мысленный эксперимент Галилея
Мысленный э ксперимент Галилео Галилея
Видеоролик №4
Подведение итогов.
Наблюдения и опыт — вернейшее средство познания природы
Галилео Галилей
Домашнее задание:
Мы видим, что отношение перемещения ко времени для такого движения будет величиной постоянной. Это позволяет ввести такое отношение в качестве главной характеристики прямолинейного равномерного движения, которую мы называем скорость равномерного прямолинейного движения.
Скоростью прямолинейного равномерного движения называется отношение перемещения тела ко времени t:
Скорость - векторная величина. Модуль скорости численно равен модулю перемещения тела за единицу времени, а направление скорости совпадает с направлением перемещения.
Зная определение скорости, мы можем сформулировать, что если тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения, то очевидно, что это движение с постоянной скоростью. Прямолинейное равномерное движение - это движение, когда тело движется с постоянной скоростью не только по модулю, но и по направлению.
Зная скорость равномерного прямолинейного движения, несложно определить перемещение, которое тело совершает за любой промежуток времени, то есть несложно решить главную задачу механики.
Из определения скорости следует, что вектор перемещения равен произведению вектора скорости на время · : = ·
в проекциях на оси координат это будет иметь следующий вид:
= · ; = · ; = ·
Поскольку радиус-вектор тела в любой момент времени задается соотношением
То получаем = + ·
Мы получили решение главной задачи механики в векторной форме. В проекциях на оси координат мы получим: x = x 0 + V x · t
y = y 0 + Vy · t
z = z 0 + Vz · t
Для равномерного прямолинейного движения удобнее всего выбрать одну из осей вдоль траектории движения тела, а траектория является прямой линией, тогда очевидно, что для описания движения достаточно одной формулы. Например, x = x 0 + V x · t, чаще всего она записывается x = x 0 + V · t без значка х в проекции скорости. Следует помнить, что V - это не модуль скорости, а ее проекция. Разница в том, что модуль не может быть отрицательным, а проекция может. Если рассмотреть движение автомобилей, двигающихся навстречу друг другу, то движение будет одномерным, нам достаточно выбрать одну ось для описания этого движения. Проекция скорости одного из автомобилей будет положительной, а другого отрицательной. Если проекция скорости отрицательна, значит, тело движется в сторону противоположную выбранной оси.
Автомобиль движется по прямому шоссе с постоянной скоростью 72 км/ч. Запишите уравнение зависимости его координаты от времени, направив ось Ох в сторону движения, выбрав начало координат у автозаправочной станции, а начало отсчета времени - в момент, когда автомобилю осталось проехать до АЗС еще 500 м (рис. 2, 3).
Рис. 2. Пример задачи 1 ()
Переведя километры и часы в метры и секунды и видя, что направление проекции скорости совпадает с направлением оси, мы можем записать:
Рис. 3. Решение задачи 1 ()
Мы можем определить положение тела в любой момент времени, подставив значение переменной t.
Опишите движение тела вдоль оси Ох, если зависимость координаты от времени имеет вид: х = -5 + 3t
Запишем тот закон, который нам дан в условии задачи: х(t) = -5 + 3t
Нам необходимо описать движение тела. Это значит описать:
- Как двигалось тело.
- Записать характеристики движения.
Из условия задачи, мы видим, что:
- Тело двигалось равномерно прямолинейно х(t) = х 0 + V x t
- Начальная координата тела х 0 = -5 м; модуль скорости V = 3 м/c и совпадает с направлением оси, то есть положительно V x › 0
х 0 = -5 м; V = 3 м/c; V x › 0
Мы с вами полностью описали данное движение, задача решена.
Мы решили главную задачу механики для равномерного прямолинейного движения, далее мы научимся работать с графиками равномерного прямолинейного движения.
Список литературы
- Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень) - М.: Мнемозина, 2012.
- Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. - М.: Мнемозина, 2014.
- Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика - 9, Москва, Просвещение, 1990.
Домашнее задание
- Дать определение равномерному прямолинейному движению.
- Каким уравнением описывается прямолинейное равномерное движение?
- Интернет-портал Av-physics.narod.ru ().
- Интернет-портал Eduspb.com ().
- Интернет-портал Lass-fizika.narod.ru ().