Физика материальная точка система отсчета урок. Кинематика. Механическое движение. Материальная точка. Траектория. Путь. Тема: Материальная точка. Система отсчета
Сегодня мы поговорим о систематическом изучении физики и первом ее разделе - механике. Физика изучает разные виды изменений или процессов, происходящих в природе, а какие процессы в первую очередь интересовали наших предков? Конечно, это процессы, связанные с движением. Им было интересно, долетит ли копье, которое они бросили, и попадет ли оно в мамонта; им было интересно, успеет ли гонец с важной вестью добежать до заката к соседней пещере. Все эти виды движения и вообще механическое движение как раз и изучает раздел, который называется механика.
Куда бы мы ни посмотрели - вокруг нас масса примеров механического движения: что-то вращается, что-то прыгает вверх-вниз, что-то движется вперед-назад, а другие тела могут находиться в состоянии покоя, которое тоже является примером механического движения, скорость которого равна нулю.
Определение
Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени (рис. 1).
Рис. 1. Механическое движение
Как физика делится на несколько разделов, так и механика имеет свои разделы. Первый из них называется кинематика. Раздел механики кинематика отвечает на вопрос, как движется тело. Прежде чем начать работать над изучением механического движения, необходимо определить и выучить основные понятия, так называемую азбуку кинематики. На уроке мы научимся:
Выбирать систему отсчета для изучения движения тела;
Упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;
Определять траекторию движения, находить путь;
Различать виды движений.
В определении механического движения особое значение имеет выражение относительно других тел . Нам всегда необходимо выбрать так называемое тело отсчета, то есть тело, относительно которого мы будем рассматривать движение исследуемого нами объекта. Простой пример: подвигайте рукой и скажите - движется ли она? Да, конечно, по отношению к голове, но по отношению к пуговице на вашей рубашке она будет недвижима. Поэтому выбор отсчета очень важен, ведь относительно некоторых тел движение совершается, а относительно других тел движения не происходит. Чаще всего телом отсчета выбирают тело, которое всегда есть под руками, точнее под ногами, - это наша Земля, которая является телом отсчета в большинстве случаев.
Издавна ученые спорили о том, Земля ли вращается вокруг Солнца или Солнце вращается вокруг Земли. На самом деле, с точки зрения физики, с точки зрения механического движения это всего лишь спор о теле отсчета. Если телом отсчета считать Землю, то да - Солнце вращается вокруг Земли, если телом отсчета считать Солнце - то Земля вращается вокруг Солнца. Поэтому тело отсчета - это важное понятие.
Как же описывать изменение положения тела?
Чтобы точно задать положение интересующего нас тела относительно тела отсчета, надо связать с телом отсчета систему координат (рис. 2).
При движении тела координаты меняются, а для того чтобы описать их изменение, нам необходим прибор для измерения времени. Чтобы описывать движение, нужно иметь:
Тело отсчета;
Связанную с телом отсчета систему координат;
Прибор для измерения времени (часы).
Все эти объекты составляют вместе систему отсчета. До тех пор пока мы не выбрали систему отсчета, не имеет смысла описывать механическое движение - мы не будем уверены в том, как движется тело. Простой пример: чемодан, лежащий на полке в купе поезда, который движется, для пассажира просто покоится, а для человека, стоящего на перроне, движется. Как мы видим, одно и то же тело и движется, и покоится, вся проблема в том, что системы отсчета различны (рис. 3).
Рис. 3. Различные системы отчета
Зависимость траектории от выбора системы отсчета
Ответим на интересный и важный вопрос, зависит ли форма траектории и пройденный телом путь от выбора системы отсчета. Рассмотрим ситуацию, когда есть пассажир поезда, радом с которым на столе стоит стакан с водой. Какой же будет траектория стакана в системе отчета, связанной с пассажиром (телом отсчета является пассажир)?
Конечно, относительно пассажира стакан неподвижен. Это значит, что траектория является точкой, а перемещение равно (рис. 4).
Рис. 4. Траектория стакана относительно пассажира в поезде
Какой же будет траектория стакана относительно пассажира, который ожидает поезда на перроне? Для этого пассажира будет казаться, что стакан движется по прямой линии и у него ненулевой путь (рис. 5).
Рис. 5. Траектория стакана относительно пассажира на перроне
Из вышесказанного можно сделать вывод, что траектория и путь зависят от выбора системы отсчета.
Для того чтобы описывать механическое движение, в первую очередь необходимо определиться с системой отсчета.
Движение изучается нами для того, чтобыпредсказать, где окажется тот или иной объект в необходимый момент времени. Основная задача механики - определить положение тела в любой момент времени. Что же значит описать движение тела?
Рассмотрим пример: автобус едет из Москвы в Санкт-Петербург (рис. 6). Важны ли нам размеры автобуса по сравнению с расстоянием, которое он преодолеет?
Рис. 6. Движение автобуса из Москвы в Санкт-Петербург
Конечно же, размерами автобуса в данном случае можно пренебречь. Мы можем описывать автобус как одну движущуюся точку, по-другому ее называют материальной точкой.
Определение
Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.
Одно и то же тело, в зависимости от условий задачи, может быть или не быть материальной точкой. При перемещении автобуса из Москвы в Санкт-Петербург автобус можно считать материальной точкой, ведь его размеры несопоставимы с расстоянием между городами. Но если в салон автобуса влетела муха и мы хотим исследовать ее движение, тогда в этом случае нам важны размеры автобуса, и он уже не будет являться материальной точкой.
Чаще всего в механике мы будем изучать именно движение материальной точки. При своем перемещении материальная точка последовательно проходит положение вдоль некоторой линии.
Определение
Линия, вдоль которой движется тело (или материальная точка), называется траекторией движения тела (рис. 7).
Рис. 7. Траектория точки
Иногда мы наблюдаем траекторию (например, процесс выставления оценки за урок), но чаще всего траектория - это какая-то воображаемая линия. При наличии средств измерения мы можем замерить длину траектории, вдоль которой двигалось тело, и определим величину, которая называется путь (рис. 8).
Определение
Путь , пройденный телом за некоторое время, - это длина участка траектории .
Рис. 8. Путь
Разделяют два основных вида движения - это прямолинейное и криволинейное движение.
Если траектория тела - это прямая линия, то движение называется прямолинейным. Если тело движется по параболе или по любой другой кривой - мы говорим о криволинейном движении. При рассмотрении движения не просто материальной точки, а движения реального тела различают еще два вида движения: поступательное движение и вращательное движение.
Поступательное и вращательное движение. Пример
Какие же движения называются поступательными, а какие - вращательными? Рассмотрим этот вопрос на примере колеса обозрения. Как движется кабина колеса обозрения? Отметим две произвольные точки кабины и соединим их прямой. Колесо вращается. Через некоторое время отметим те же точки и соединим их. Полученные прямые будут лежать на параллельных прямых (рис. 9).
Рис. 9. Поступательное движение кабины колеса обозрения
Если прямая, проведенная через любые две точки тела, при движении остается параллельной сама себе, то такое движение называют поступательным .
В противном случае мы имеем дело с вращательным движением. Если бы прямая не была параллельной сама тебе, то пассажир, скорее всего, вывалился бы из кабины колеса (рис. 10).
Рис. 10. Вращательное движение кабины колеса
Вращательным называют такое движение тела, при котором его точки описывают окружности, лежащие в параллельных плоскостях. Прямая, соединяющая центры окружностей, называется осью вращения .
Очень часто нам приходится сталкиваться с комбинацией поступательного и вращательного движения, так называемым поступательно-вращательным движением. Самый простой пример такого движения - это движение прыгуна в воду (рис. 11). Он выполняет вращение (сальто), но при этом центр его масс поступательно движется в направлении воды.
Рис. 11. Поступательно-вращательное движение
Мы сегодня изучили азбуку кинематики, то есть основные, самые важные понятия, которые в дальнейшем позволят нам перейти к решению главной задачи механики - определению положения тела в любой момент времени.
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.
- Интернет-портал «Av-physics.narod.ru» ().
- Интернет-портал «Rushkolnik.ru» ().
- Интернет-портал «Testent.ru» ().
Домашнее задание
Подумайте, что является телом отсчета, когда мы говорим:
- книга неподвижно лежит на столике в купе движущегося поезда;
- стюардесса после взлета проходит по пассажирскому салону самолета;
- Земля вращается вокруг своей оси.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Разуменская средняя общеобразовательная школа №2»
Белгородского района Белгордской области
Конспект урока по физике
в 9 классе
«»
подготовила
учитель математики и физики
Елсукова Ольга Андреевна
г. Белгород
2013
Тема: Законы взаимодействия и движения тел.
Тема урока: Материальная точка. Система отсчета.
Форма учебного занятия: урок
Тип: I + II (урок изучения знаний и способов деятельности)
Место урока в разделе: 1
Цели и задачи:
обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание учащимися понятий материальная точка, поступательное движение, система отсчета;
организовать деятельность учащихся по воспроизведению изученного материала;
обобщить знания о понятии «материальная точка» ;
проверить применение на практике изученного материала ;
развивать познавательную самостоятельность и творческие способности учащихся;
воспитывать навыки творческого усвоения и применения знаний;
развивать коммуникативные способности учащихся;
развивать устную речь учащихся;
Оснащение урока: доска, мел, учебник.
Ход урока:
Организация начала учебного занятия:
Поприветствовать учащихся;
Проверить санитарно- гигиеническое состояние класса (проветрен ли класс, вымыта доска, наличие мела ), если есть не совпадения с санитарно-гигиеническими нормами попросить учеников их исправить вместе с учителем.
Познакомится с учащимися, отметить отсутствующих на уроке;
Подготовка к активной деятельности учащихся:
Сегодня на уроке нам предстоит вернуться к изучению механических явлений. В 7 классе вы уже сталкивались с механическими явлениями и перед тем как приступить к изучению нового материала, давайте вспомним:
Что такое механическое движение?
Механическим движением – называется изменение положение тела в пространстве с течением времени.
Что такое равномерное механическое движение?
Равномерное механическое движение – это движение с постоянной скоростью.
Что такое скорость?
Скорость – это физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка.
Что такое средняя скорость?
Средняя скорость - это отношение всего пройденного пути ко всему времени.
Как определить скорость если мы знаем расстояние и время?
В 7 классе вы решали достаточно простые задачи на нахождение пути, времени или скорости движения. В этом году мы более подробно рассмотрим, какие виды механического движения существуют, как описать механическое движение любого вида, что делать, если скорость на протяжении движения меняется и т.д.
Уже сегодня мы с вами познакомимся с основными понятиями, которые помогают описать как количественно, так и качественно механическое движение. Эти понятия являются очень удобными инструментами при рассмотрении любого вида механического движения.
Изучение нового материала:
В окружающем нас мире всё находится в непрерывном движении. Что же понимается под словом «Движение»?
Движение – любое изменение, происходящее в окружающем мире.
Наиболее простым видом движения является уже известное нам механическое движение.
При решении любых задач, касающихся механического движения, необходимо уметь описывать это движение. А это значит, что нужно определить: траекторию движения; скорость движения; путь пройденный телом; положение тела в пространстве в любой момент времени др.
Например, на учениях в РА чтобы запустить снаряд, необходимо знать траекторию полета, на какое расстояние упадет.
Из курса математики нам известно, что положение точки в пространстве задаётся с помощью системы координат. Допустим нам нужно описать положение не точки, а всего тела, которое как мы знаем, состоит из множества точек, а каждая точка имеет свой набор координат.
При описании движения тела, которое имеет размеры, возникают и другие вопросы. Например, как описать движение тела, если при движении тело ещё и вращается вокруг собственной оси. В подобном случае помимо собственной координаты, каждая точка данного тела обладает собственным направлением движения и собственным модулем скорости.
В качестве примера можно привести любую из планет. При вращении планеты противоположные точки на поверхности имеют противоположное направление движения. Причём чем ближе к центру планеты, тем меньше скорость у точек.
Как тогда быть? Как описать движение тела, которое имеет размер?
Для этого можно воспользоваться понятием, которое подразумевает, что размер тела как бы пропадает, а масса тела остаётся. Такое понятие называется материальной точкой.
Записываем определение:
Материальной точкой называется тело, размерами которого в условиях решаемой задачи можно пренебречь.
Материальных точек в природе не существует. Материальная точка – это модель физического тела . С помощью материальной точки решается достаточно большое количество задач. Но применять замену тела на материальную точку не всегда можно.
Если в условиях решаемой задачи размер тела не оказывает особого влияния на движение, тогда можно такую замену произвести. Но если размер тела начинает влиять на движение тела, то замена невозможна.
Например, футбольный мяч. Если он летает и быстро перемещается по футбольному полю, то он материальная точка, а если лежит на прилавки спортивного магазина, то это тело не является материальной точкой. Самолет летит в небе – материальная точка, приземлился – его размерами пренебречь уже нельзя.
Иногда можно принимать за материальную точку тела, размеры которых соизмеримы. Например, человек поднимается на эскалаторе. Он просто стоит, но каждая его точка движется в том же направление и с той же скоростью, что и человек.
Такое движение называется поступательным. Запишем определение.
Поступательное движение – это движение тела, при котором все его точки движутся одинаково. Например, всё тот же автомобиль совершает по дороге поступательное движение. Точнее, поступательное движение совершает только кузов автомобиля, в то время как его колёса совершают вращательное движение.
Но с помощью одной материальной точки мы не сможем описать движение тела. Поэтому введем понятие системы отсчёта.
Любая система отсчёта состоит из трёх элементов:
1) Из самого определения механического движения вытекает первый элемент любой системы отсчёта. «Движение тела относительно других тел». Ключевая фраза – относительно других тел. Тело отсчёта – это тело, относительно которого рассматривается движение
2) Опять же из определения механического движения следует второй элемент системы отсчёта. Ключевая фраза – с течением времени. Это значит, что для описания движения нам необходимо определить время движения от начала в каждой точке траектории. А для отсчёта времени нам нужны часы .
3) А третий элемент мы с вами уже озвучивали в самом начале урока. Для того, чтобы задать положение тела в пространстве нам нужна система координат .
Таким образом, системой отсчёта называется система, которая состоит из тела отсчёта, связанной с ним системой координат и часов.
Системы отсчета Мы с вами будем пользоваться декартовой системой двух видов: одномерной и двухмерной.
Тема: "Материальная точка. Система отсчета"
Цели: 1. дать представление о кинематике;
2. познакомить учащихся с целями и задачами курса физики;
3. ввести понятия: механическое движение, траектория путь; доказать, что покой и движение - понятия относительные; обосновать необходимость введения идеализированной модели - материальной точки, системы отсчета.
4. Изучение нового материала.
Ход урока
1. Вступительная беседа с учащимися о целях и задачах курса физики 9 класса.
Что изучает кинематика? динамика?
В чем заключается главная задача механики?
Какие явления должны уметь объяснять?
Проблемный эксперимент.
Какое тело падает быстрее: лист бумаги или книга?
Какое тело падает быстрее: развернутый лист бумаги или такой же лист, сложенный в несколько раз?
Почему не вытекает вода из дырки в банке, когда банка падает?
Что произойдет, если на край листа бумаги поставить бутылку с водой и резко дернуть в горизонтальном направлении? Если тянуть за бумагу медленно?
2. Примеры покоящихся и движущихся тел. Демонстрации.
О Скатывание шарика по наклонной плоскости.
О Движение шарика вверх по наклонной плоскости.
О Движение тележки по демонстрационному столу.
З. Формирование понятий: механическое движение, траектория тела, прямолинейные и криволинейные движения, пройденный путь.
Демонстрации.
О Движение горячей лампочки карманного фонаря в затемненной аудитории.
О Аналогичный опыт с лампочкой, крепленной на ободе вращающегося диска.
4. Формирование представления о системе отсчета и относительности движения.
1. Проблемный эксперимент.
Движение тележки с бруском по демонстрационному столу.
Движется ли брусок?
Достаточно ли четко поставлен вопрос? Сформулируйте вопрос правильно.
2. Фронтальный эксперимент по наблюдению относительности движения.
Положите линейку на лист бумаги. один конец линейки прижмите пальцем и с помощью карандаша переместите ее на некоторый угол в горизонтальной плоскости. При этом карандаш не должен перемещаться относительно линейки.
Какова траектории конца карандаша относительно листа бумаги?
К какому виду движения относится движение карандаша в этом случае?
В каком состоянии находится конец карандаша относительно листа бумаги? Относительно линейки?
а) Необходимо ввести систему отсчета как совокупности тела отсчета, системы координат и прибора для определения времени.
б) Траектории тела зависит от выбора системы отсчета.
5. Обоснование необходимости введении идеализированной модели - материальной точки.
6. Знакомство с поступательным движением тела.
Демож9соiрация.
Ф Движения большой по размеру книги с нарисованной на ней линией (рис 2).(Особенность движения - любая прямая, проведенная в теле, остается параллельной самой себе)
Движения тлеющей с двух концов лучины в затемненной аудитории.
7. Решение главной задачи механики: определение положения тела в любой момент времени.
а) На прямой линии - одномерная система координат (автомобиль на шоссе).
Х= 300 м, Х= 200 м
б) На плоскости- двухмерная система координат (судно в море).
в) В пространстве - трехмерная система координат (самолет в небе).
Ц. Решение качественных задач.
Ответьте на вопросы письменно (да или нет):
При расчете расстояния от Земли до Луны?
При измерении ее диаметра?
При посадке космического корабля на ее поверхность?
При определении скорости ее движения вокруг Земли?
Идет из дома на работу?
Выполняет гимнастические упражнении?
Совершает путешествие на пароходе?
А при измерении роста человека?
III. Исторические сведения.
Галилео Галилей в своей книге "Диалог" приводит яркий пример относительности траектории: "Представим себе художника, который находится на корабле, плывущем из Венеции по Средиземному морю. Художник рисует на бумаге пером целую картину из фигур, начерченных в тысячах направлений, изображение стран, зданий, животных и других вещей.." Траекторию движения пера относительно моря Галилей представляет "линией протяжения от Венеции до конечного места…
более или менее волнистой, в зависимости от того, в какой степени качался в пути корабль".
IV. Итоги урока.
V. Домашнее задание: §1, упр.1 (1 -3).
Тема: "Перемещение"
Цель: 1. обосновать необходимость введения вектора перемещения для определения положения тела в пространстве;
2. сформировать умение находить проекцию и модуль вектора перемещения;
3. повторить правило сложения и вычитания векторов.
Ход урока
1. Актуализация знаний.
Фронтальный опрос.
1. Что изучает механика?
2. Какое движение называется механическим?
3. В чем заключается Главная задача механики?
4. Что называется материальной точкой?
5 Какое движение называется поступательным?
б. Какой раздел механики называют кинематикой?
7. Почему при изучении механического движения необходимо выделить особые тела- тела отсчета?
8. Что называется системой отсчета?
9. Какие системы координат вы знаете?
10. докажите, что движение и покой - понятия относительные.
11. Что называют траекторией?
12. Какие виды траектории вы знаете?
13. Зависит ли траектории тела от выбора системы отсчета?
14. Какие существуют движения в зависимости от формы траектории?
15. Что такое пройденный путь?
Решение качественных задач.
1. Велосипедист движется равномерно и прямолинейно. изобразите траектории движения:
а) центра колеса велосипеда относительно дороги;
б) точки обода колеса относительно центра колеса;
в) точки обода колеса относительно рамы велосипеда;
г) точки обода колеса относительно дороги.
2. Какую систему координат следует выбрать (одномерную, двухмерную, трехмерную) для определения положения следующих тел:
а) люстра в комнате, д) подводная лодка,
б) поезд, е) шахматная фигура,
в) вертолет, ж) самолет в небе
г) лифт, з) самолет на взлетной полосе.
1. Обоснование необходимости введения понятия вектора перемещения.
а) Задача. Определите конечное положение тела в пространстве, если известно, что тело вышло из пункта А и прошло расстояние, равное 200 м?
б) Введение понятия вектора перемещения (определение, обозначение), модуля вектора перемещения (обозначение, единица измерения). Различие между модулем вектора перемещения и пройденным путем. Когда они совпадают?
2. Формирование понятия проекции вектора перемещения. Когда проекция считается положительной, когда - отрицательной? В каком случае проекция вектора перемещения равна нулю? (Рис. 1)
З. Сложение векторов.
а) Правило треугольника. Чтобы сложить два перемещения, следует начало второго перемещения совместить с концом первого. Замыкающая сторона треугольника и будет суммарным перемещением (рис. 2).
б) Правило параллелограмма. На векторах складываемых перемещений S1 и S2 построить параллелограмм. Диагональ параллелограмма ОД и будет результирующим перемещением (рис.3).
4. Фронтальный эксперимент.
а) Положите угольник на лист бумаги, около сторон прямого угла поставьте точки Д, Е и А (рис. 4).
б) Переместите конец карандаша из точки 1) в точку Е, ведя его вдоль сторон треугольника в направлении 1) А В Е.
в) Измерьте путь проведенным концом карандаша относительно листа бумаги.
г) Постройте вектор перемещения конца карандаша относительно листа бумаги.
Д) Измерьте модуль вектора перемещения и пройденный путь концом карандаша и сравните их.
III. Решение задач. -
1. За путь или перемещения мы оплачиваем при поездке в такси, на самолете?
2. диспетчер, принимая автомашину по окончании рабочего дня, сделал отметку в путевом листе: "Увеличение показания счетчика 330 км". О чем идет речь в этой записи: о пройденном пути или перемещении?
З. Мальчик подбросил мяч вверх и снова поймал его. Считая, что мяч поднялся на высоту 2,5 м, найдите путь и перемещение мяча.
4. Кабина лифта опустилась с одиннадцатого этажа здания на пятый, а затем поднялась на восьмой этаж. Считая, что расстояния между этажами равны 4 м, определите путь и перемещение кабины.
IV. Итоги урока.
V. домашнее задание: § 2, упр.2 (1,2).
Тема: "Определение координаты движущегося тела"
1. формировать умение решать главную задачу механики: находить координаты тела в любой момент времени;
2. определять значение проекций вектора перемещения на координатной оси и его модуль.
Ход урока
1. Актуализация знаний
Фронтальный опрос.
Какие величины называют векторными? Приведите примеры векторных величин.
Какие величины называют скалярными? Что называется перемещением? Как складываются перемещения? Что называется проецией вектора на ось координат? Когда проекция вектора считается положительной? отрицательной?
Что называется модулем вектора?
Решение задач.
1. Определите знаки проекций векторов перемещения S1, S2, S3, S4, S5, S6 на оси координат.
2. Автомобиль проехал по улице путь, равный 400 м. Затем повернул направо и проехал по переулку еще 300 м. Считая движение прямолинейным на каждом из отрезков пути, найдите путь и перемещение автомобили. (700 м; 500 м)
З. Минутная стрелка часов за один час совершает полный обо рот. Какой путь проходит при этом конец стрелки длиной 5 см? Чему равно линейное перемещение конца стрелки? (0,314 м; 0)
11. Изучение нового материала.
Решение главной задачи механики. Определение координаты движущегося тела.
III. Решение задач.
1. На рис. 1 показано начальное положение точки А. Определите координату конечной точки, постройте вектор перемещения, определите его модуль, если $х=4м и $у =3м.
2.Координаты начала вектора равны: Х1 = 12 см, У1 = 5 см; конца: Х2= 4 см,У2 = 11 см. Постройте этот вектор и найдите его проекции на оси координат и модуль вектора (Sх = -8, Sу = б см, S = 10 см). (Самостоятельно.)
З.Тело переместилось из точки с координатами Х0=1 м, У0 = 4 м в точку с координатами Х1 = 5 м, У1 = 1 м. Найти модуль вектора перемеiцения тела в его проекции на оси координат (Sх = 4м, Sу = -3 см, S = 5 м).
IV. Итоги урока.
V. Домашнее задание: 3, упр.3 (1-3).
Тема: "Прямолинейное равномерное движение"
1. сформировать понятие о прямолинейном равномерном движении;
2. выяснить физический смысл скорости движения тела;
3. продолжить формирование умения определять координаты движущегося тела, решать задачи графическим и аналитическим способами.
Ход урока
Актуализация знаний.
Физический диктант
1. Механическим движением называется изменение…
2. Материальная точка - это тело…
3. Траектория - это линия…
4. Пройденным путем называется…
5. Система отсчета представляет собой…
б. Вектор перемещения - это отрезок…
7. Модуль вектора перемещения - это…
8. Проекция вектора считается положительной, если…
9. Проекция вектора считается отрицательной, если…
10. Проекция вектора равна О, если вектор…
11. Уравнение для нахождения координаты тела в любой момент времени имеет вид…
II. Изучение нового материала.
1. Определение прямолинейного равномерного движения. Векторный характер скорости. Проекция скорости в одномерной системе координат.
2. Формула перемещения. Зависимость перемещения от времени.
З. Уравнение координаты. Определение координаты тела в любой момент времени.
4. Международная система единиц
Единица длины -метр (м),
Единица времени- секунда (с),
Единица скорости - метр в секунду (м/с).
1 км/ч =1/3,6 м/с
Iм/с=3,6 км/ч
Исторические сведения.
Старые русские меры длины:
1 вершок =4,445 см,
1 аршин = 0,7112м,
1 сажень = 2,IЗЗбм,
1 верста = 1,0668 км,
1 русская миля = 7,4676 км.
Английские меры длины:
1 дюйм = 25,4 мм,
1 фут = 304,8 мм,
1 миля сухопутная = 1609 м,
1 миля морская 1852-м.
5. Графическое представление движения.
График зависимости проекции скорости от перемены движения.
График зависимости модуля проекции скорости.
График зависимости проекции вектора перемещения от времени движения.
График зависимости модуля проекции вектора перемещения от времени движения.
График I - направление вектора скорости совпадает с направлением оси координат.
График I I - движение тела происходит в сторону, противоположную направлению оси координат.
6. Sх = Vхt. Это произведение численно равно площади заштрихованного прямоугольника (рис. 1).
7. Историческая справка.
Графики скорости впервые были введены в середине ХIУ века архидьяконом Руанского собора Никола Оремом.
III. Решение графических задач.
1. На рис. 5 представлены графики проекции векторов двух велосипедистов, движущихся вдоль параллельных прямых.
Ответьте на вопросы:
Что можно сказать о направлении движения велосипедистов по отношению друг к другу?
Кто движется быстрее?
Начертите график зависимости модуля проекции вектора перемещения от времени движения.
Чему равен путь, пройденный первым велосипедистом за 5 секунд движения?
2. Трамвай движется со скоростью 36 км/ч, причем вектор скорости совпадает с направлением оси координат. Выразите эту скорость в метрах в секунду. Начертите график зависимости проекции вектора скорости от времени движения.
IV. Итоги урока.
V. домашнее задание: § 4, упр.4 (1-2).
Тема: "Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение"
1. ввести понятие равноускоренного движения, формулу для ускорения тела;
2. объяснить его физический смысл, ввести единицу ускорения;
3. сформировать умение определять ускорение тела при равноускоренном и равнозамедленном движениях.
Ход урока
1. Актуализация знаний (фронтальный опрос).
Дайте определение равномерному прямолинейному движению.
Что называется скоростью равномерного движения?
Назовите единицу скорости движения в Международной системе единиц.
Запишите формулу для проекции вектора скорости.
В каких случаях проекция вектора скорости равномерного движения на ось положительна, в каких - отрицательна?
Запишите формулу дня проекции вектора перемещения?
Чему равна координата движущегося тела в любой момент времени?
Как скорость, выраженную в километрах в час, обозначить в метрах в секундах и наоборот?
Автомобиль "Волга" движется со скоростью 145 км/ч. Что это означает?
11. Самостоятельная работа.
1. На сколько скорость 72 км/ч больше скорости 10 м/с?
2. Скорость искусственного спутника Земли З км/ч, а пули винтовки - 800 м/с. Сравните эти скорости.
З При равномерном движении пешеход за б с проходит путь 12 м. Какой путь он пройдет при движении с той же скоростью за З с?
4. На рис.1 представлен график зависимости пути, пройденного велосипедистом, от времени.
Определите скорость движения велосипедиста.
Начертите график зависимости модуля от времени движения.
II. Изучение нового материала.
1. Повторение понятия неравномерного прямолинейного движения из курса физики? класса.
Как можно определять среднюю скорость движения?
2. Знакомство с понятием мгновенной скорости: среднюю скорость за очень малый конечный промежуток времени можно принять за мгновенную, физический смысл которой заключается в том, что она показывает, с какой скоростью двигалось бы тело, если бы, начиная с данного момента времени, его движение стало равномерным и прямолинейным.
Ответьте на вопрос:
О какой скорости идет речь в следующих случаях?
o Скорость курьерского поезда " Москва - Ленинград" равна 100 км/ч.
o Пассажирский поезд прошел мимо светофора со скоростью 25 км/ч.
З. Демонстрация опытов.
а) Скатывание шарика по наклонной плоскости.
б) На наклонной плоскости по всей ее длине укрепите бумажную ленту. На доску поставьте легкоподвижную тележку с капельницей. Выпустите тележку и изучите расположение капель на бумаге.
4. Определение равноускоренного движения. Ускорение: определение, физический смысл, формула, единица измерения. Вектор ускорения и его проекция на ось: в каком случае проекция ускорения положительна, в каком - отрицательна?
а) Равноускоренное движение (скорость и ускорение сонаправлены, модуль скорости увеличивается; ах> О).
б) Равнозамедленное движение (скорость и ускорение направлены в противоположные стороны, модуль скорости уменьшается, ах
5. Примеры ускорений, встречающихся в жизни:
Пригородный электропоезд 0,6 м/с2.
Самолет ИЛ -62 при разбеге 1,7 м/с2.
Ускорение свободно падающего тела 9,8 м/с2.
Ракета при запуске спутника 60 м/с.
Пуля в стволе автомата Калашявкова б ю5 м/с2.
6. Графическое представление ускорения.
График I - соответствует равноускоренному движению с ускорением а=3 м/с2.
График II - соответствует равнозамедленному движению с ускорением
III. Решение задач.
Пример решения задач.
1. Скорость автомобиля, движущегося прямолинейно и равномерно, увеличилась с 12 м/с до 24 м/с за 6 секунд. Чему равно ускорение автомобиля?
Решить по образцу следующие задачи.
2. Автомобиль двигался равноускоренно, и в течение 10 с его скорость увеличилась от 5 до 15 м/с. Найдите ускорение автомобиля (1 м/с2)
З. При торможении скорость автомобиля уменьшается от 20 до 10 м/с В течение 5 с. Найдите ускорение автомобиля при условии, что оно во время движения оставалось постоянным (2 м/с2)
4. Разгон пассажирского самолета при взлете длился 25 с, к концу разгона самолет имел скорость 216 км/ч. Определить ускорение самолета (2,4 м/с2)
IV. Итоги урока.
V. Домашнее задание: § 5, упр.5 (1 - З).
Тема: "Скорость прямолинейного равноускоренного движения"
1. ввести формулу для определения мгновенной скорости тела в любой момент времени;
2. продолжить формирование умения строить графики зависимости проекции скорости от времени;
3. рассчитывать мгновенную скорость тела в любой момент времени.
Ход урока
Самостоятельная работа.
1 вариант
1. Какое движение называется равноускоренным?
2. Запишите формулу для определения проекции вектора ускорения.
З. Ускорение тела равно 5 м/с2, что это означает?
4. Скорость спуска парашютиста после раскрытия парашюта уменьшилась от 60 до 5 м/с за 1,1 с. Найдите ускорение парашютиста.(50м/с2)
II вариант
1 Что называется ускорением?
2, Назовите единицы измерения ускорения.
З. Ускорение тела равно З м/с2. Что это означает?
4. С каким ускорением движется автомобиль, если за 10 с его скорость увеличилась от 5 до 10 м/с? (0,5 м/с2)
II. Изучение нового материала.
1. Вывод формулы для определения мгновенной скорости тела в любой момент времени.
1. Актуализация знаний.
а) График зависимости проекции вектора скорости от времени движения У (О.
2. Графическое представление движения. -
III. Решение задач.
Примеры решения задач.
1. Поезд движется со скоростью 20 м/с. При включении тормозов он стал двигаться с постоянным ускорением 0,1 м/с2. Определите скорость поезда через ЗО с после начала движения.
2. Скорость тела задана уравнением: V = 5 + 2 t (единицы скорости и ускорения выражены в СИ). Чему равны начальная скорость и ускорение тела? Постройте график скорости движения тела и определите скорость в конце пятой секунды.
Решите задачи по образцу
1. Автомобиль, скорость которого 10 м/с, начал двигаться с постоянным ускорением 0,5 м/с2, направленным в ту же сторону, что и вектор скорости. Определите скорость автомобиля через 20 с. (20 м/с)
2. Проекция скорости движущегося тела изменяется по закону
V х= 10 -2t (величины измерены в СИ). Определите:
а) проекцию начальной скорости, модуль и направление вектора начальной скорости;
б) проекцию ускорения, модуль и направление вектора ускорения;
в) постройте график зависимости Vх(t).
IV. Итоги урока.
V Домашнее задание: § 6, упр.6 (1 - 3); составить вопросы взаимоконтроля к §6 учебника.
Тема: "Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении"
1. познакомить учащихся с графическим способом вывода формулы для перемещения при прямолинейном равноускоренном движении;
2. формировать умение определять перемещение тела с помощью формул:
Ход урока
Актуализация знаний.
Двое учащихся выходят к доске и задают друг другу подготовленные заранее вопросы по теме. Остальные учащиеся выступают в роли экспертов: дают оценку выступлению учеников. Затем приглашается следующая пара и т.д.
II. Решение задач.
1. На рис. 1 представлен график зависимости модуля скорости от времени. Определите ускорение прямолинейного движущегося тела.
2.На рис. 2 представлен график зависимости проекции скорости прямолинейного движения тела от времени. Опишите характер движения на отдельных участках. Начертите график зависимости проекции ускорения от времени движения.
Ш. Изучение нового материала.
1.Вывод формулы для перемещения при равноускоренном движении графическим способом.
а) Путь, пройденный телом за время, численно равен площади трапеции АВС
б) Разбивая трапецию на прямоугольник и треугольник, найдем площадь этих фигур в отдельности:
III. Решение задач.
Пример решения задачи.
Велосипедист, движущийся со скоростью 3 м/с, начинает спускаться с горы с ускорением 0,8 м/с2. Найдите длину горы, если схiуск занял б с,
Решите задачи по образцу.
1. Автобус двигается со скоростью 36 км/ч. На каком минимальном расстояния от остановки водитель должен начать тормозить, если для удобства пассажиров ускорение при торможения автобуса не должно превышать 1,2 м/с? (42 м)
2. Космическая ракета стартует с космодрома с ускорением
45 м/с2. Какую скорость она будет иметь после того, как пролетит 1000 м? (300 м/с)
3. Санки скатываются с горы длиной 72 м в течение 12 с. Определите их скорость в конце пути. Начальная скорость санок равна нулю. (12м/с)
Технологическая карта урока физики 9 класс по ФГОС .
УМК: А.В. Перышкин, Е.М. Гутник – М.: Дрофа, 2009.- § 65.
Тема урока: Вводный инструктаж по технике безопасности. Механическое движение.Система отсчёта. Путь. Перемещение .
Тип урока: изучение нового материала.
Оборудование:учебник: Перышкин А.В. «Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений», М.: Дрофа. 2013 ; презентация, videouroki «Физика 9класс»,2014,ООО «КОМПЭДИ»,compedu.ru; штатив,шарик,желоб; маятники.
Цель урока: знакомство с техникой безопасности работы в кабиненте физики, знакомство с одним из важнейших разделов физики- механикой и ее задачей; ввести основные понятия: материальная точка, система отсчёта, путь, перемещение.
Задачи:
Дидактические ─ создать условия для усвоения нового учебного материала, используя ИКТ
Познавательные – знать понятия «механическое движение», «материальная точка», «тело отсчета», «система отсчета», «траектория», «путь», «перемещение»
Развивающие – продолжить работу по овладению методами научного познания, развивать интеллектуальные умения учащихся (наблюдать, сравнивать, анализировать, применять знания, делать выводы).
Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения и интереса к физике.
Характеристика учебных возможностей и предшествующих достижений учащихся класса, для которого проектируется урок:
Учащиеся владеют:
регулятивными УУД:
– преобразовывать практическую задачу в учебно-познавательную совместными усилиями;
познавательными УУД:
– определять способы решения проблем под руководством учителя;
– выдвигать гипотезы и выстраивать стратегию поиска под руководством учителя;
– формулировать новые знания совместными групповыми усилиями;
коммуникативными УУД:
– участвовать в коллективном обсуждении проблем;
личностными УУД:
– проявляют ситуативный познавательный интерес к новому учебному материалу .
Этап урока, время этапа
Задачи этапа
Методы, приемы обучения
Формы учебного взаимодействия
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Формируемые УУД и предметные действия
Организационный этап.
Эмоциональный настрой.
Вводный инструктаж по технике безопасности.
Беседа с учащимися
Фронтальная
Даёт инструкции для подготовки к уроку. Обеспечивает учащихся всем необходимым для урока. Проводит вводный инструктаж по технике безопасности.
Готовятся к уроку. Слушают учителя.
Постановка цели и задач курса физики и данного урока
Осознание учащимся неполноты имеющихся знаний; вызвать познавательный интерес к проблеме, организовать самостоятельное формулирование проблемы и постановку цели.
Создание проблемной ситуации.
Работа в группах
Ребята, у вас на столах в каждой группе находится оборудование. Подумайте, какую демонстрацию можно показать и что она демонстрирует.
Какие явления вы наблюдали? (Механическое движение)
Какой раздел физики изучает механическое движение? (Механика в разделе кинематика)
Какова основная задача механики?
Основные понятия кинематики: Система отсчёта. Путь. Перемещение.
Слайд 1. Тема урока.
Учащиеся проводят эксперимент с наклонным жёлобом и шариком, штативом и шариком на нити, грузом на пружине, тележкой.
Формулируют цели и задачи урока. Записывают тему урока.
Предметные УУД: осознавать важность понятия механического движения;
Регулятивные УУД:
определять цели учебной деятельности;
Познавательные УУД:
видеть проблему, осознавать возникшие трудности;
Коммуникативные УУД:
участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением и высказывать свое собственное;
Личностные УУД:
осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию.
Изучение нового материала
Познакомиться с новыми понятиями в кинематике.
Беседа.
Фронтальная
Ребята, если основная задача механики- знать положение тела в любой момент времени, нам важны такие характеристики как размер, масса. (Нет). Таким образом одно из понятий кинематики – материальная точка.
Слайд 2.
Рассказывает о древнем документе, относящемуся к началу эры, в котором сказано: «Стань у восточной стены крайнего дома лицом на север, и, пройдя 120 шагов, повернись лицом на восток. Затем, пройдя 200 шагов, вырой яму в 10 локтей и надёшь 100 золотых монет»
Если бы этот документ попал в ваши руки, смогли бы вы найти клад?
Слайд 3.
Слайд 4.
Система отсчёта бывает одномерная, двухмерная и трёхмерная. Приведите примеры каждой из них.
Какой была система координат в проведённом вами опыте?
Обратите внимание, что следующее понятие знакомо вам из уроков математики.
Слайд 5.
Слайд 6.
Слушают, отвечают на вопросы.
Приходят к понятию системы отсчёта.
Записывают в виде схемы. Система отсчёта:а) тело отсчёта; б) система координат; в) прибор для измерения времени.
Приводят примеры одномерной, двухмерной и трёхмерной системы координат.
Записывают определения: путь, перемещение, траектория.
Предметные УД: осознавать важность понятий кинематики для дальнейшего изучения движений тел;
Регулятивные УУД: принимать предложенный способ решения проблемы;
Познавательные УУД: участвуют в создании формулировок основных понятий;
Коммуникативные УУД: умение слушать имеющиеся знания учащихся;
Этап закрепления.
Обеспечить применение полученных знаний для объяснения новых фактов.
Беседа.
Фронтальная.
Предлагает ответить на вопросы с пояснением.
Путь или перемещение мы оплачиваем при поездке в такси?
Мяч упал с высоты 3м, отскочил от пола и был пойман на высоте 1м. Найти путь и перемещение мяча.
Отвечают на вопросы.
Слушают ответы учащихся.
Регулятивные УУД:
уметь планировать, прогнозировать, контролировать, корректировать, оценивать полученные знания;
Предметные УД: формулировать определения нового физического понятия, объяснять смысл и результаты опыта;
Коммуникативные УУД: уметь сформулировать ответ;
Этап первичной проверки знаний.
Выявить первичное понимание основных характеристик движения для дальнейшей корректировки.
Работа по карточкам.
Работа в парах (с взаимопроверкой)
Предлагает заполнить таблицу с заданиями.
Меняются работами и осуществляют проверку по ключам.
Регулятивные УУД:
Саморегуляция. Оценка степени достижения цели;
Личностные УУД: осознавать личностную значимость владения знаниями.
Коммуникативные УУД: устанавливать рабочие отношения, эффективно сотрудничать, с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.
Домашнее задание.
Беседа
Поясняет домашнее задание.
Записывают домашнее задание.
Итоги урока
Рефлексия
Беседа
Учитель оценивает совместную работу «учитель-ученик» на уроке
Учащиеся оценивают «+» и «-» урока
Вариант 1
Система координат
одномерная
двухмерная
трёхмерная
а)шахматная фигура
б) вертолёт
в) самолёт в небе
г) лифт
Материальная точка
Да
Нет
Идет из дома на работу
Выполняет гимнасти-ческие упражнении
Совершает путешествие на пароходе
А при измерении роста человека
Вариант 2.
Напротив правильного ответа поставить «+»
Система координат
одномерная
двухмерная
трёхмерная
а) люстра в комнате
б) подводная лодка
в)поезд
г)самолёт на взлётной полосе
Материальная точка
Да
Нет
при расчете расстояния от Земли до Луны
при измерении ее диаметра
при посадке космического корабля на ее поверхность
при определении скорости ее движения вокруг Земли
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
ОСНОВЫ КИНЕМАТИКИ Урок 1. ТЕМА: « Материальная точка. Система отсчета»
Механика – раздел физики изучающий движение. Основная задача механики – определить положение тела в пространстве в любой момент времени.
Кинематика - раздел механики изучающий способы описания движения и связь между величинами, характеризующими это движение. Динамика - раздел механики, изучающий причины возникновения механического движения. Статика изучает законы равновесия системы тел.
Механическое движение – изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.
Поступательное движение – движение, при котором все точки тела движутся одинаково, с одной скоростью. Материальная точка – тело размерами которого можно пренебречь, в условиях данной решаемой задачи. Тело отсчета – любое тело, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого рассматривается движение других тел.
Например За материальную точку очень часто рассматривают Землю, если исследуют её движение вокруг Солнца.
Например Но если мы решаем задачу связанную с суточным вращением планет, то нужно обязательно учесть форму и размер планеты. Например, если требуется определить время восхода Солнца в разных местах земного шара.
Что такое поступательное движение? Тело движется поступательно, если все его точки движутся одинаково. или Тело движется поступательно, если прямая, проведенная через две точки этого тела, при его перемещении смещается параллельно своему первоначальному положению.
Примеры поступательного движения Поступательно движется кабина лифта Поступательно движется кабина колеса обозрения
Чтобы определить положение тела (материальной точки) в пространстве надо: задать тело отсчета; выбрать систему координат; иметь прибор для отсчёта времени (часы)
Тело отсчета, связанная с ним система координат и часы для отсчета времени движения образуют систему отсчета.
Что такое тело отсчета? Тело отсчёта - это тело, относительно которого определяется положение других (движущихся) тел. Например, это может быть дерево, когда рассматриваем движение автобуса, или Земля, при расчёте движения ракеты
Система координат Положение тела в пространстве можно определить с помощью 2 координат (двумерная система координат) Положение тела в пространстве можно определить с помощью 3 координат (трехмерная система координат)
При прямолинейном движении тела достаточно одной координатной оси
Траектория – линия вдоль которой движется тело.
Путь - длина траектории. [L] Перемещение – вектор проведенный из начального положения материальной точки в ее конечное положение.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Динамика. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона.
Цели урока: сформировать понятие об ИСО; изучить первый закон Ньютона; показать важность такого раздела физики как «Динамика»; воспитывать чувство уважения к различным профессиям....
конспект урока "Движение. Материальная точка. Система отсчета. Относительность движения."
Данную работу можно использовать при изучении темы в 9 классе: «Кинематика». Материал предназначен для повторения и обобщения темы. Работу можно использовать в качестве повторения материал...