Урок
Тема: Прямолинейное равноускоренное движение. Скорость при неравномерном движении.
Цели урока:
Образовательные:
1. формировать понятие прямолинейного равноускоренного движения, мгновенной скорости, ускорения;
2. построить график ускорения;
3. отрабатывать навыки решения графических и расчетных задач
Развивающие:
1. развивать практические умения учащихся: умение анализировать, обобщать, выделять главную мысль из рассказа учителя и делать выводы;
2. развивать умение применять полученные знания в новых условиях.
Воспитывающие:
1. расширить кругозор учащихся о видах механического движения (в частности, о прямолинейном равнопеременном (равноускоренном) движении);
2. развивать любознательность, интерес к изучению физик и, внимательность, дисциплинированность
Тип урока: Комбинированный урок.
Ход урока.
1) Организационный момент
Установление готовности класса к уроку.
2)Мотивация
Движение - это жизнь. Каждое тело движется по разному: со своей целью, траекторией, скоростью. вами движения - развитие, которое невозможно без получения новых знаний. Так и сегодня, мы откроем для себя новую характеристику движения, являющуюся неотъемлемой частью нашей жизни.
3) Актуализация знаний
Самостоятельная работа (20 мин)
4) Изучение нового материала
Мы изучили равномерное движение тела, когда его скорость остается неизменной и в любой момент времени и на любом расстоянии может быть найдена как отношение пройденного пути ко времени.
Приведите пожалуйста примеры равномерного движения.
(учащиеся называют примеры).
Как часто мы можем наблюдать такое движение?
(общее мнение учащихся: редко, практически всегда скорость тела меняется по каким-либо причинам)
Действительно, такое движение на самом деле встречается очень редко и как правило в механизмах. А вот в окружающем нас мире распространено другое движение.
Ускоренное движение является достаточно распространенным видом движения. Примером такого движения может служить движение груза, брошенного с некоторой высоты, движение тормозящего автобуса или стартующего лифта.
Для того чтобы каким-либо образом охарактеризовать ускоренное движение, вводят такую величину, которая называется ускорением тела.
Ускорением называется физическая величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени , за который оно произошло.
Кроме того, можно пользоваться бытовым определением: ускорение – это скорость изменения скорости.
Зачастую, мы рассматриваем ускорение в проекции на какую-либо ось (например, на ось ), при этом, проекция ускорения примет вид:
Обратим внимание на то, что ускорение во всех случаях является векторной величиной, то есть имеет не только величину, но и направление. Ускорение в системе СИ измеряется в метрах, деленных на секунду в квадрате
Один метр за секунду в квадрате это такое ускорение, при котором за каждую секунду скорость тела изменяется на один метр в секунду.
Мы с вами разобрались, как определить модуль ускорения, разберемся теперь, как же определить направление ускорения. Для этого изобразим изменение скорости в векторной форме (Рис. 1).
Рис. 1. Изменение скорости тела при ускоренном движении
Соответственно, ускорение тела будет направлено в том же направлении, куда направлен вектор .
Одним из самых простых видов неравномерного движения является равноускоренное движение.
Равноускоренным называется движение, при котором за любые равные промежутки времени скорость тела увеличивается на одинаковую величину. При равноускоренном движении ускорение тела постоянно.
Кроме того, иногда выделяют так называемое равнозамедленное движение. Равнозамедленным называют движение, при котором скорость тела противоположно направлена его ускорению.
Нарисуем графики зависимости ускорения тела от времени при равноускоренном движении. Поскольку при равноускоренном движении ускорение постоянно (Рис. 2):
Рис. 2. Ускорение тела при равноускоренном движении
Красный график соответствует случаю, когда проекция ускорения положительна. Зеленый график соответствует случаю, когда проекция ускорения равна нулю. Синий – отрицательной проекции ускорения.
Для того чтобы решить основную задачу кинематики, то есть найти положение тела в любой момент времени, нужно сначала найти скорость тела в любой момент времени. Для этого, нам стоит записать закон изменения мгновенной скорости от времени для равноускоренного движения. Это можно сделать, просто выразив скорость из формулы определения ускорения.
где – начальная скорость тела, – ускорение. Закон изменения скорости, записанный в векторной форме, является наиболее общим, но пользоваться им для определения скорости в какой-либо момент времени довольно неудобно. Поэтому рассмотрим закон изменения мгновенной скорости от времени в проекции на ось, выбранную вдоль направления движения.
Рассмотрим четыре возможных случая (Рис. 3):
Рис. 3. Четыре возможных случая направленности начальной скорости и ускорения
в случае а) скорость тела и его ускорение направлены по положительному направлению координатной оси, и закон изменения скорости примет вид:
в случае в ) скорость тела направлена вдоль положительного направления координатной оси, а ускорение – вдоль отрицательного направления координатной оси, такое движение мы ранее назвали равнозамедленным, и его закон изменения скорости:
Из вида законов изменения скорости от времени видно, что проекция скорости линейно зависит от времени, и соответственно, график зависимости проекции скорости от времени будет прямой линией (Рис. 4).
Рис. 4. Графики зависимости скорости тела от времени при равноускоренном движении
На графике (Рис. 4а) изображена зависимость проекции скорости от времени. Зеленая прямая соответствует случаю, тело покоилось, и в начальный момент времени начало двигаться в положительном направлении координатной оси с увеличивающейся скоростью. Красная прямая соответствует случаю, когда в начальный момент времени у тела была какая-то скорость, направленная в положительном направлении координатной оси, и возрастает со временем.
На рисунке 4б показана связь угла наклона графика зависимости скорости тела от времени с ускорением тела при равноускоренном движении.
Наконец, рассмотрим одну особую точку на графике зависимости проекции скорости тела от времени. На рисунке 5 изображена точка, в которой скорость тела меняет свое направление на противоположное. Такая точка называется точкой поворота (Рис. 5).
Рис. 5. Точка поворота
Итак, на этом уроке мы узнали о понятии ускорение тела. Кроме того, мы рассмотрели законы изменения скорости тела от времени. Далее, мы научились строить графики зависимости скорости тела от времени, и, наконец, ввели понятие точки поворота.
Домашнее задание
Тип урока: комбинированный урок.
План урока
Контроль знаний |
10 мин . |
Самостоятельная работа № 2 «Прямолинейное равномерное движение» |
Демонстрации |
3 мин . |
Примеры неравномерного движения |
Изучение нового материала |
20 мин . |
1. Неравномерное движение. 2. Средняя скорость при неравномерном движении. 3. Путь и время при неравномерном движении. 4. Мгновенная скорость |
Закрепление изученного материала |
12 мин . |
1. Контрольные вопросы. 2. Учимся решать задачи. 3. Поразмысли и ответь |
Изучение нового материала
В случае равномерного движения скорость постоянна на любом участке, и ее можно определить через отношение каких-либо подвижек к промежуткам времени, за которые эти перемещения произошли.
В случае неравномерного движения скорость изменяется, и на каждом, даже самом маленьком участке, она отличается от скорости на соседних участках. Поэтому для характеристики переменного движения понятие скорости расширяется: вводятся новые понятия «средняя скорость на участке» и «мгновенная скорость в точке».
2. Средняя скорость при неравномерном движении
· Чтобы вычислить среднюю скорость движения тела, необходимо путь, который прошло тело, разделить на время движения.
Необходимо обратить внимание учащихся на то, что средняя скорость показывает, с какой скоростью тело должно двигаться равномерно, чтобы данное расстояние преодолеть за такое же время, как и при неравномерном движении.
3. Путь и время при неравномерном движении
Если тело прошло несколько участков пути (l 1 , l 2 , l 3 , ..., ln ), затратив на каждый из участков время (t 1 , t 2 , t 3 , ..., tn ), то средняя скорость на всем пути равна
Средняя скорость не дает возможность выяснить, где находится тело в произвольный момент времени, но дает возможность вычислить весь путь, пройденный телом за определенный промежуток времени.
4. Мгновенная скорость
Если наблюдать за показаниями спидометра автомобиля, движущегося, то можно заметить, что они меняются. Стрелка спидометра часто колеблется во время езды, потому что скорость автомобиля обычно изменяется со временем: водитель обгоняет другие автомобили, тормозит перед перекрестками, разгоняется после них и тому подобное.
Мгновенная скорость - величина векторная. Ее направление совпадает с направлением перемещения.
Вопросы к учащимся в ходе изложения нового материала
1. Что такое неравномерное движение? Приведите несколько примеров такого движения.
2. Что мы понимаем под словами: «средняя скорость автомобиля равна 70 км/ч .»?
3. Автомобиль проезжал за каждый час 80 км. Можно ли утверждать, что его движение было равномерным?
4. Опишите неравномерное движение, при котором каждые 4 мин . тело проходит 400 м.
5. Известна средняя скорость за определенный промежуток времени. Можно найти пройденный путь за половину этого промежутка?
6. Как связан модуль средней скорости пути при прямолинейном движении в одном направлении?
Закрепление изученного материала
1. Учимся решать задачи
1 ). Мотоциклист проехал 20 км за 30 мин ., а затем ехал со скоростью 60 км/час . в течение 1,5 час. Какова была его средняя скорость на всем пути?
2 ). Мальчик полтора часа ехал на велосипеде со скоростью 20 км/час. После этого велосипед сломался, и последний километр мальчик вынужден был пройти пешком. Какова была средняя скорость мальчика на всем пути, если пешком он шел полчаса?
Решение . Движение мальчика в течение двух часов был неравномерным: он состоял из: а) равномерного движения со скоростью 20 км/час . в течение первых 1,5 ч движения и б) равномерного движения на последнем километре с меньшей скоростью. Для вычисления средней скорости необходимо знать весь пройденный путь и все время движения.
Весь путь можно определить по формуле , где l 1 - путь, пройденный на велосипеде, l 2 - путь, пройденный пешком. Путь, пройденный на велосипеде, найдем по формуле
Тема урока «Равномерное и неравномерное движение. Скорость»
Цели урока:
ввести понятия равномерное и неравномерное
движение;ввести понятие скорости как физической
величины, формулу и единицы ее измерения.развивать познавательные интересы,
интеллектуальные и творческие способности,
интерес к изучению физики;развивать навыки самостоятельного
приобретения знаний, организации учебной
деятельности, постановки целей, планирования;формировать умения систематизировать,
классифицировать и обобщать полученные знания;развивать коммуникативные способности
обучающихся
Образовательные :
Воспитательные :
Развивающие :
Ход урока:
1. Повторение
Что называется механическим движением? Приведите примеры
Что такое траектория движения? Какие они бывают?
Что такое путь? Как он обозначается, в каких единицах измеряется?
Перевести:
в м 80см, 5 см, 2 км, 3 дм, 12 дм,1350 см, 25000мм, 67км
в см 2 дм, 5 км, 30 мм
2. Усвоение новых знаний
Равномерное движение -движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути.
Неравномерное движение - движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит неравные пути.
Примеры равномерного и неравномерного движения
Скорость прямолинейного равномерного движения - физическая величина, равная отношению пути ко времени, за которое путь был пройден.
Давайте проверим, достаточно ли наших знаний для решения следующей проблемы. Два автомобиля начали движение одновременно из села с одинаковой скоростью 60 км/ч. Можно ли утверждать, что через час они будут находиться в одном и том же месте?
Вывод: скорость должна характеризоваться не только числом, но и направлением. Такие величины, которые кроме числового значения имеют еще и направление называют векторными.
Скорость- векторная физическая величина.
Скалярные величины- это такие величины, которые характеризуются только числовым значением(например путь, время, длина и т.д.)
Для характеристики неравномерного движения вводится понятие средней скорости.
Чтобы определить среднюю скорость тела при неравномерном движении, надо весь пройденный путь разделить на всё время движения:
Работа с таблицей учебника с.37
3. Проверка усвоения новых знаний
Решение задач
1.Выполнить перевод единиц измерения скорости в основные единицы СИ:
36 км/ч = __________________________________________________________________
120 м/мин = ________________________________________________________________
18 км/ч = ___________________________________________________________________
90 м/мин = __________________________________________________________________
2.Воздушный шар движется на восток со скоростью 30 км/ч. Изобразить графически вектор скорости, используя масштаб: 1 см=10 км/ч
Алгоритм решения задач по физике:
1. Внимательно прочитайте условие задачи и уясните основной вопрос; представьте процессы и явления, описанные в условии задачи.
2. Повторно прочитайте содержание задачи для того, чтобы четко представить основной вопрос задачи, цель ее решения, известные величины, опираясь на которые можно вести поиски решения.
3. Произведите краткую запись условия задачи с помощью общепринятых буквенных обозначений.
4. Выполните рисунок или чертеж к задаче.
5. Определите, каким методом будет решаться задача; составьте план ее решения.
6. Запишите основные уравнения, описывающие процессы, предложенные задачной системой.
7. Запишите решение в общем виде, выразив искомые величины через заданные.
8. Проверьте правильность решения задачи в общем виде, произведя действия с наименованиями величин.
9. Произведите вычисления с заданной точностью.
10. Произведите оценку реальности полученного решения.
11. Запишите ответ в требуемой форме
3.Найдите скорость французского спортсмена Романа Забалло, который в 1981 году пробежал расстояние между французскими городами Флоранс и Монпелье (510 км) за 60 часов.
4.Найдите скорость гепарда (самого быстрого из млекопитающих), если 210 метров он пробегает за 7 секунд.
5. В.И.Лукашик задачи № 117,118,119
6. Домашнее задание: §14,15, упр.4(4)
Цель урока : продолжаем формировать понятия средней, мгновенной и относительной скоростей; совершенствуем умение анализировать, сравнивать, строить графики.
Ход урока
1. Проверка домашнего задания с помощью самостоятельной работы
Вариант – 1
А) Какое движение считают равномерным?
Б) Запишите уравнение прямолинейного равномерного движения точки в векторном виде.
В) Движения двух тел заданы уравнениями: х1=5 – t,
Опишите характер движения тел. Найдите начальные координаты, модуль и направление их скоростей. Постройте графики движения, графики скоростей Vx(t). Определите аналитически и графически время и место встречи этих тел.
Вариант – 2
А) Что называют скоростью прямолинейного и равномерного движения?
Б) Запишите уравнение прямолинейного движения точки в координатной форме.
В) Движение двух велосипедистов описывается уравнениями: х1=12t;
Опишите характер движения каждого велосипедиста, найдите модуль и направление их скоростей, Vx(t). Определите графически и аналитически время и место встречи.
2. Изучение нового материала
Потятие о векторе средней скорости: это – отношение вектора перемещения к времени, в течение которого это перемещение произошло. Vcр= Δr/Δt
Зная модуль вектора средней скорости, нельзя определить путь, пройденный телом, так как модуль вектора перемещения не равен пройденному пути за одно и то же время.
Понятие модуля средней скорости (путевой скорости движения) Vср=S/Δ t
Средний модуль скорости равен отношению пути S к интервалу времени Δt, за который этот путь пройден.
Понятие о мгновенной скорости (беседа с учащимися)
Какую скорость переменного движения показывает спидометр автомобиля?
О какой скорости идет речь в следующих случаях:
А) поезд прошел путь между городами со скоростью 60 км/ч;
Б) скорость движения молота при ударе равна 8 м/с;
В) скорый поезд проехал мимо светофора со скоростью 30 км/ч
Средняя скорость, измеренная за такой малый промежуток времени, что в течение этого промежутка движение можно считать равномерным, называется мгновенной скоростью или просто скоростью.
Vcр= Δr/Δt; при t→ 0 Vср→Vмгн (v)
Направление вектора средней скорости совпадает с вектором перемещения Δr, при интервале времени Δt →0, когда вектор Δr уменьшается по модулю и его направление совпадает с направлением касательной в данной точке траектории.
Понятие об относительной скорости
Сложение скоростей производят по формуле: S2= S1+S, где S1- перемещение тела относительно движущейся системы отсчета; S – перемещение движущейся системы отсчета; S2 – перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета.
Изменим обозначения с учетом знаний о радиус – векторе:
Разделим обе части уравнения на Δt, получим: Δr2/Δt= Δr1/Δt + Δr/Δt или V2= V1+V где
V1 – скорость тела относительно первой (подвижной) системы отсчета;
V – скорость, движущейся системы отсчета:
V2 – скорость тела, относительно второй (неподвижной) системы отсчета.
Решение задач для закрепления, изученного материала
Мотоциклист за первые 2 часа проехал 90км, а следующие 3 часа двигался со скоростью 50км/ч. Какова средняя скорость мотоциклиста на всем пути?
T =2 ч Формула средней скорости: Vср=S/t
S=90 км Найдем путь мотоциклиста: S= S1+S2…за время t = t1+ t2
