Сложение скоростей физика 10 класс конспект – Решение задач на сложение скоростей — КИНЕМАТИКА — Уроки физики в 10 классе — конспекты уроков — План урока — Конспект урока — Планы уроков — разработки уроков по физике

План-конспект урока по физике (10 класс) на тему: конспекты по физике по разделу механика 10 класс

ПЛАН – КОНСПЕКТ УРОКА ПО ФИЗИКЕ В 10 КЛАССЕ

Тема урока:

«Движение точки и тела. Положение точки в пространстве. Способы описания движения. Системы отсчета. Перемещение».

Цели урока: объяснить необходимость изучения механики; ввести понятия «траектория», «перемещение», «путь», «система отсчета». 

Программное обеспечение: Microsoft Power Point.

Ход урока.

  1. Организационный момент.
  2. Изучение нового материала.

Механическое движение – изменение с течением времени положения тела по отношению к другим телам.

  1. Двигаетесь ли вы, находясь в классе? (В классе Вы находитесь относительно Земли, но движетесь вместе с ним вокруг Солнца)

Говорят, тело принимаем за материальную точку.

Материальная точка – тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Если траектория прямая, движение называется прямолинейным, если кривая- криволинейным. Траектория движения указывает все положения, которые занимала точка. Но ничего нельзя сказать о том, быстро или медленно проходила точка отдельные участки .Чтобы получит полное описание, необходимо знать, в какой момент точка занимала то или ниое положение на траектории.

А

В

  1. Описать движение можно:С помощью таблиц;
  2. Графически;
  3. Аналитически.

Траектория

Линия, вдоль которой движется тело

Путь

Расстояние, которое прошло тело по траектории

S,  [м]

Перемещение

Вектор, соединяющий начальную и конечную

 точку траектории

S

        


По траектории точек

Тела

  1. Поступательное
  2. Вращательное

Колебательное

По траектории

  1. Прямолинейное
  2. Криволинейное

По пройденному пути

  1. Равномерное
  2. Неравномерное

Виды движения

Положение материальной точки в пространстве в произвольный момент времени можно определить, если ввести систему отсчета.

Система отсчета (С.О.) – совокупность тела отсчета, системы координат и часов.

  1. Какие системы координат вы знаете?(одномерная, двухмерная, трехмерная)

О

А

х

(шоссе)

одномерная С.К.

х

y

А

(самолет)

трехмерная С.К.

(корабль в море)

 двумерная С.К.

y

О

z

А

Совокупность x(t) и y(t) в момент времени t определяет закон движения материальной точки в координатной форме.

Положение материальной точки зададим вектором r.

Радиус  - вектор – вектор, соединяющий начало отсчета с положением точки в произвольный момент времени.

y

x

O

r1

r2

Δr

ry

rx

М

α

x=r cosα

y=r sinα

r=rx+ry

Δr= r2 - r1

Δr – перемещение.

 

  1. Закрепление изученного
  1. Какую систему координат следует выбрать?
  1. Трактор в поле
  2. Вертолет
  3. Поезд
  4. Люстра в комнате
  5. Подводная лодка
  1. Зачем введено понятие материальной точки? Когда тело можно считать материальной точкой?
  2. В чем отличие пути от перемещения?
  1. Домашнее задание

§3-6, вопросы устно в конце параграфа.

nsportal.ru

Решение задач на сложение скоростей - КИНЕМАТИКА - Уроки физики в 10 классе - конспекты уроков - План урока - Конспект урока - Планы уроков - разработки уроков по физике

КИНЕМАТИКА

 

Урок № 5

Тема. Решение задач на сложение скоростей

 

Цель: вырабатывать умения и навыки учащихся по использованию правила сложения скоростей; развивать умение выбирать наиболее удобную систему отсчета при решении задач, логическое мышление; воспитывать самостоятельность, настойчивость, грамотность в оформлении задач.

Тип урока: совершенствование знаний и формирование умений решать задачи.

Ожидаемые результаты. После урока учащиеся:

- будут уметь решать задачи с использование правила сложения скоростей.

ХОД УРОКА

I. Проверка домашнего задания

• Обзорная проверка тетрадей с целью выяснения наличия решения учащимися задач, которые задали на дом.

• Физический диктант с взаимопроверкой.

 

II. Решение задач

Сообщение темы и цели урока, ожидаемых результатов.

Решение качественных задач

1. При каком условии летчик реактивного истребителя может рассмотреть артиллерийский снаряд, пролетающий недалеко от него?

2. Пассажир скорого поезда смотрит в окно на вагоны встречного поезда. В тот момент, когда последний вагон встречного поезда проехал мимо его окно, пассажир почувствовал, что его движение резко замедлилось. Почему?

3. Почему дождевые капли безветренной погоды оставляют наклонные полосы на стекле автомобиля, который равномерно движется?

4. Двое пловцов переплывают реку. Один плывет перпендикулярно течению, второй - коротким путем. Который из них переправиться на другой берег реки за наименьшее время, если модули их скоростей относительно воды одинаковы?

5. Мешает или помогает течение переплыть реку за кратчайшее время? кратчайшим путем? Считайте, что ширина реки и скорость течения есть везде одинаковыми.

Решения. Если держать курс под прямым углом к берегу (т.е. если скорость пловца относительно воды направлена перпендикулярно к берегу), то пловца будет сносить вниз по течению. Поскольку течение не приближает плавника до противоположного берега и не отдаляет от него, кратчайшее время переправы не зависит от скорости течения. А вот для переправы кратчайшим путем следует держать курс вверх по течению, чтобы скорость относительно берега была перпендикулярной к берегу. Поскольку пл (см. рисунок), течение мешает переплыть реку кратчайшим путем. Если пл т, то такая переправа невозможна.

 

 

Решение расчетных задач

1. Пассажир поезда заметил, что две встречные электрички промчались мимо него с интервалом t1 = 6 мин. С каким интервалом времени t2 проехали эти электрички мимо станции, если поезд, на котором находится пассажир, двигался со скоростью 1 = 100 км/ч., а скорость каждой из электричек 2 = 60 км/ч.?

Решения. Найдем расстояние между электричками в двух системах отсчета - в системе отсчета «поезд», связанной с пассажиром, и в системе отсчета, связанной со станцией. В системе отсчета «поезд» электрички движутся со скоростью . Поскольку они проходят мимо пассажира с интервалом времени t1, расстояние между электричками составляет . В системе же отсчета, связанной со станцией . Приравнивая два выражения для s, получаем: . Подставляя числовые данные, находим t2 = 16 мин.

2. Эскалатор поднимает человека, стоящего на нем, при t1 = 1 мин., а если человек идет вверх остановленным эскалатором, на поднятие тратится t2 = 3 мин. Сколько времени понадобится на поднятие, если человек будет идти вверх по эскалатору, который движется вверх?

 

III. Выполнение самостоятельной работы «Сложение перемещений и скоростей, переход в другие системы отсчета»

Начальный уровень

1. С полки вагона, равномерно движется, падает яблоко. Которой является траектория движения яблоки относительно наблюдателя, стоящего на перроне? Изобразите траекторию на рисунке.

2. Корабль подходит к пристани. Относительно каких тел пассажиры, стоящие на палубе этого корабля, находятся в движении: а) реки; б) палубы корабля; в) берега?

Средний уровень

1. Два поезда движутся в одном направлении со скоростями 70 и 50 км/ч относительно земли. Определите: а) модуль скорости первого поезда относительно второго; б) модуль скорости второго поезда относительно первого.

2. Скорость первого автомобиля относительно второго 30 км/ч., а относительно земли 120 км/ч. Определите модуль скорости второго автомобиля относительно земли, если автомобили движутся в одном направлении.

 

IV. Домашнее задание

1. Повторить соответствующий параграф учебника.

2. Решить задачи.

• Встречные поезда одинаковой длины проходят друг мимо друга. Пассажир первого поезда заметил, что второй поезд прошел мимо за 20 с. За какое время мимо пассажира второго поезда прошел первый, если скорости поездов 40 и 60 км/ч.?

• Катер пересекает реку шириной 1 км. Скорость катера относительно воды направлена перпендикулярно к берегу, ее модуль 4 м/с. На какое расстояние течение снесет катер за время переправы, если скорость течения равна 1 м/с? Какой путь пройдет катер?

na-uroke.in.ua

Краткие конспекты по физике 10

КИНЕМАТИКА

Новые конспекты по теме "Механика" для 10-11 класса.

Задачи по теме "Прямолинейное равномерное движение" - 1, 2, 3
Закон сложения скоростей.
Алгоритм решения задачи на закон сложения скоростей.
Пример решения задачи на закон сложения скоростей. Упр4(1)
Движение с постоянным ускорением - 1, 2, 3
Примеры решения задач на движение с постоянным ускорением. -1, 2.
Свободное падение. Движение тела, брошенного под углом к горизонту - 1, 2, 3
Криволинейное движение - 1, 2, 3
Примеры решения задач на криволинейное движение (движение по окружности).

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Новые конспекты по теме "Термодинамика и молекулярная физика" для 10-11 класса.


Новые конспекты по теме "Электродинамика" для 10-11 класса.

Эл. заряд.Электризация. Закон сохранения эл.заряда. Закон Кулона. Единица эл.заряда.
Близкодействие и дальнодействие. Эл.поле. Напряженность эл.поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии эл.поля.
Проводники и диэлектрики в эл/статическом поле. Поляризация диэлектриков.
Потенциальная энергия тела в эл.ст. поле. Потенциал эл.ст. поля и разность потенциалов. Связь между напряженностью эл.ст.поля и разхностью потенциалов.
Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора.

ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования эл. тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление.
Работа и мощность тока.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

Электронная проводимость металлов. Зависимость сопротивления проводника от температуры.Сверхпроводимость.
Электрический ток в полупроводниках. Р-n переход. Полупроводниковые приборы.
Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод. Электронно-лучевая трубка.
Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза.
Электрический ток в газах.
Контрольные вопросы к зачету по теме: Электрический ток в различных средах.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера.
Действие магнитного поля на движущийся заряд.Магнитные свойства вещества.
Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца.

ЭДС электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.
ЭДС индукции в движущихся проводниках.
Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Вопросы к пр/р

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Новые конспекты по теме "Оптика" для 10-11 класса.

Природа света. Измерение скорости света.
Отражение света.
Преломление света.
Полное внутреннее отражение.
Дисперсия света.
Интерференция света.
Дифракция света.
Поляризация света.

АТОМНАЯ ФИЗИКА

Новые конспекты по теме "Квантовая механика" для 10-11 класса.

Строение атома.
Квантовые постулаты Бора.
Методы регистрации и наблюдения элементарных частиц.
Естественная радиоактивность.
Виды радиоактивного распада.
Закон радиоактаивного распада.
Ядерные силы.
Открытие электрона, протона, нейтрона.
Строение ядра атома.
Изотопы.
Энергия связи ядра и дефект масс.
Ядерные реакции, энергетический выход ядерной реакции.
Деление ядер урана. Цепная реакция.
Ядерный реактор. Атомная бомба.
Термоядерная реакция. Водородная бомба.

Топливно-энергетические ресурсы. Ядерная энергетика.

Новые конспекты по теме "Астрономия" для 10-11 класса.

Очень много материалов по теме на основном сайте:

class-fizika.narod.ru

«Основные положения специальной теории относительности. Скорость света в вакууме.»

Урок физики

в 10 классе

по теме: «Основные положения

специальной теории относительности.

Скорость света в вакууме.»

Учитель физики ДОШ №2

Субботина В.А.

2014 г.

Урок № 32

Цели урока:

  1. Предпосылки создания теории относительности. Пояснение её содержания, постулатов специальной теории относительности Эйнштейна. Понимание закона сложения скоростей в релятивистской механике.

  2. Продолжать формировать абстрактное логическое мышление учеников.

  3. Воспитывать уважение к трудам великих учёных.

Оборудование: таблица "Относительность движения в классической механике".

Тип урока: усвоение новых знаний.

План урока:

  1. Организационный момент.

  2. Мотивация учебной деятельности.

  3. Сообщение темы, цели и задач урока.

  4. Восприятие и первичное осмысливание нового материала.

  5. Закрепление нового материала.

  6. Подведение итогов урока.

  7. Домашнее задание.

Конспект урока.

  1. Организационный момент:

В рабочих тетрадях записывается дата, тема урока.

  1. Мотивация учебной деятельности.

Учитель поясняет, ученики слушают:

До сих пор мы изучали лишь основы классической физики. Ещё не настало XX столетие, а уже были сформулированы законы сохранения и превращения энергии, всемирного тяготения, законы динамики, электродинамики, газовые законы, открыто явление электролиза, термоэлектронной эмиссии, фотоэффекта, радиоактивности, сверхпроводимости, электромагнитной индукции. Внедрено в повседневную жизнь и изучено электромагнитное поле, изобретены индукционные генераторы, электродвигатели постоянного и переменного тока, радиоприёмники и радиопередатчики и многое, многое другое. Успехи классической физики были настолько значимы, что казалось, "дом" науки Физики построен, и осталось немного его доделать. Этим незначительным были проблемы, связанные со строением атома, явлением радиоактивности и излучения. Кроме того, механика Ньютона не согласовывалась с классической электродинамикой Максвелла. Классическая физика не могла объяснить этих явлений, которые на границе XIX – XX ст. вызвали непонимание ученых. Для этого нужны были более совершенные и глубокие теории. В начале XX ст. возникла современная физика, изучением основ которой мы займемся в ближайшее время.

  1. Сообщение целей и задач урока:

Учитель предлагает ученикам ознакомиться с планом изучения темы, записанным на доске. Потом просит учеников самостоятельно сформулировать цель урока и по необходимости вносит коррективы в их ответы.

План изучения темы:

    1. Источники и основы теории относительности.

    2. Постулаты теории относительности.

    3. Релятивистский закон сложения скоростей.

  1. Восприятие и первичное осмысливание нового материала:

    1. Источники и основы теории относительности:

По принципу относительности классической механики, сформулированному Галилеем, все инерциальные системы отсчёта в механике (ИСО), равноправны. Поэтому равномерное и прямолинейное движение системы не оказывает никакого влияния на протекание механических процессов в ней.

После того, как во второй половине XIX ст. Максвеллом были сформулированы основные законы электродинамики, встал вопрос, распространяется ли принцип относительности, справедливый в механике, на электромагнитные явления. Другими словами, одинаково ли протекают электромагнитные процессы во всех ИСО? Но ответ на этот вопрос обнаружил ряд противоречий между классической электродинамикой и ньютоновской механикой. Так, по законам электродинамики скорость электромагнитных волн в вакууме одинакова по всем направлениям и равна:

hello_html_m3062d832.gif

Но согласно ньютоновской механике скорость может равняться hello_html_m12550da.gif только в выбранной системе отсчёта. В какой-либо другой, движущейся со скоростью hello_html_6f76b52e.gif ИСО, скорость света должна равняться hello_html_m2188e0c9.gif. Аhello_html_6f76b52e.gif это означает, что при переходе из одной к другой ИСО законы электродинамики должны изменяться так, чтобы в новой системе отсчёта скорость света уже была не hello_html_46ba2cc5.gif, а hello_html_m2188e0c9.gif.

Противоречия, возникшие между теориями, пытались преодолеть тремя способами:

  1. Огласить несостоятельным принцип относительности для электромагнитных явлений;

  2. Объявить неправильными уравнения Максвелла и изменить их так, чтобы они не изменялись при переходе от одной к другой ИСО;

  3. Отказаться от классических представлений о пространстве и времени для того, чтобы сохранить как принцип относительности, так и законы Максвелла.

Первые два пути, как выяснилось, противоречили эксперименту. Единственно правильным оказался третий путь. Все противоречия были блестяще решены 26-летним Альбертом Эйнштейном, который издал небольшую, всего на 30 страниц, работу под названием "К электродинамике движущихся сред". Она за короткий срок вызвала настоящую революцию в физике, вывела её из глухого угла и обогатила идеями, практическое значение которых безгранично. В ней Эйнштейн без единого нового эксперимента, проанализировав и обобщив уже известные экспериментальные факты, впервые изложил идеи новой теории относительности.

Ученики записывают в тетрадь определение:

Теория относительности – это физическая теория, которая описывает свойства пространства и времени, а также закономерности относительности движения тел, обусловленные этими свойствами.

Ученикам предлагается подготовить дома к следующему уроку сообщение "Альберт Эйнштейн. Биографический очерк."

    1. Постулаты теории относительности.

Теория относительности Эйнштейна складывается из двух частей: специальной и общей теории относительности. В 1905 г. учёный предложил основные идеи специальной теории относительности, в которой рассматриваются свойства пространства и времени, справедливые для условий, когда можно пренебречь притяжением тел, то есть считать их гравитационное взаимодействие очень маленьким. Принципы общей теории относительности были выдвинуты через 10 лет, в 1915 г. Эта теория рассматривала свойства пространства и времени в сильных гравитационных полях.

В основу специальной теории относительности (СТО) положены два постулата (утверждения, которые принимают за истинные в рамках данной научной теории без доказательств):

Ученики записывают формулировку постулатов в тетради:

  1. Первый постулат, или принцип относительности: Все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета. Все физические, химические, биологические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета.

  2. Второй постулат, или принцип постоянства скорости света: Скорость света в вакууме постоянна и абсолютна, то есть одинакова по отношению к любым инерциальным системам отсчёта.

Анализируя первый постулат, мы видим, что он расширил рамки принципа относительности Галилея, применив его к любым физическим явлениям, в том числе и электромагнитным.

Анализируя второй постулат, можно утверждать, что скорость света не зависит ни от движения источника света, ни от приёмника. Ни один материальный объект не может двигаться со скоростью, большей скорости света в вакууме.

Но второй постулат будет противоречить первому, если применить к электромагнитным явлениям не только принцип относительности Галилея, но и галилеево правило сложения скоростей, которое следует из правила преобразования координат и независимости времени от ИСО. То есть преобразование Галилея для координат, а также его правило сложения скоростей к электромагнитным явлениям применять нельзя.

    1. Релятивистский закон сложения скоростей.

Определение и закон сложения скоростей записываются и зарисовывается в конспекты:

Релятивистская механика – это раздел теоретической физики, рассматривающий классические законы движения тел (частиц) со скоростями движения hello_html_6f76b52e.gif, сравнимыми со скоростью света.

Новым релятивистским представлением о пространстве и времени соответствует новый закон сложения скоростей. Очевидно, что классический закон сложения скоростей не может быть справедливым, ибо он противоречит утверждению о постоянстве скорости света.

Зhello_html_11c56d23.gif
апишем закон сложения скоростей для конкретного случая, когда тело движется вдоль оси Ox1 системы отсчёта К1, которая в свою очередь движется со скоростью hello_html_6f76b52e.gif относительно системы К (см. рис. 1). При этом во время движения координатные оси Ox и Ox1 всё время совпадают, а оси Oy и Oy1 остаются параллельными, hello_html_m13fcff71.gif - скорость тела в системе К, hello_html_m26c51bcc.gif - скорость тела в системе К1.

Релятивистский закон сложения скоростей:

hello_html_6a2688e2.gif.

Если hello_html_65b60824.gif<<c и hello_html_42db808a.gif<<c, то членом hello_html_m6da4a30.gifв знаменателе можно пренебречь, и мы получаем классический закон сложения скоростей:

hello_html_7d41f5d5.gif.

Свойством релятивистского закона сложения скоростей является то, что при любых скоростях hello_html_42db808a.gif и hello_html_65b60824.gif (конечно, меньших c) результирующая скорость не превышает c.

  1. Закрепление нового материала. Фронтальный опрос:

    1. Какие научные противоречия привели к созданию теории относительности?

    2. Дайте определение теории относительности.

    3. Сформулируйте постулаты теории относительности и проанализируйте их.

    4. Чем отличается принцип относительности Эйнштейна от принципа относительности Галилея?

    5. Чем закон сложения скоростей в классической механике отличается от закона сложения скоростей в релятивистской механике?

  2. Подведение итогов урока:

Учитель рекомендует ученикам найти "ключевые слова" по теме.

Предполагаемые ответы учеников: теория относительности – специальная и общая, постулаты, скорость света, законы сложения скоростей – классический и релятивистский, инерциальная система отсчёта и т.д.

  1. Домашнее задание: записывается в дневниках и на доске:

Учить §36 и конспект.

infourok.ru

План-конспект урока по физике "Механическое движение" (10 класс)

Тема: Механическое движение и его виды. Физическое тело и материальная точка. Система отсчёта. Траектория движения. Путь и перемещение. Основная задача механики и способы её решения в кинематике.

Цель: обучающая - ввести понятие механического движения, ознакомить

учащихся с основными понятиями, которые характеризуют механическое

движение, дать понятие относительности механического движения, учить

наблюдать различные виды механического движения в природе и технике,

анализировать их;

развивающая - формировать интерес к физическому эксперименту,

развивать экспериментальные умения и стремление проводить эксперимент,

способствовать активизации творческого мышления учащихся, пробуждать

познавательный интерес, стимулировать развитие инициативы, смекалки,

формировать умения выдвигать гипотезы, делать предположения и

проверять их;

воспитательная – воспитывать практические навыки использования

приборов, расширять кругозор учащихся.

Оборудование: стеклянная трубка с подкрашенной водой, тело на нити,

карточки с заданием.

Тип урока: комбинированный урок.

План урока.

1. Организационный этап. (1 мин.)

2. Актуализация опорных знаний. Проверка домашнего задания. (5 мин.)

3. Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, целей урока.

(4 мин.)

4. Изучение нового материала. Демонстрации. (22 мин.)

5. Закрепление. (9 мин.)

6. Подведение итогов урока. (3 мин.)

7. Домашнее задание (1 мин.)

Ход урока.

1. Организационный этап.

Приветствие. Организация рабочих мест.

2. Актуализация опорных знаний:

2.1. Ответы на вопросы.

- Назовите основные методы физических исследований.

- На каких положениях базируется современная физическая картина мира.

- Приведите примеры движущихся тел и неподвижных тел?

- Чем эти тела отличаются друг от друга?

2.2. Выборочно учитель собирает у учащихся домашнее задание: эссе «Физика – восьмое чудо света».

3. Мотивация учебной деятельности. Сообщение темы, целей урока.

Слово учителя.

Сегодня начнем урок с отрывка стихотворения А.С.Пушкина:

Движенья нет, сказал мудрец брадатый.

Другой смолчал и стал пред ним ходить.

Сильнее бы не мог он возразить;

Хвалили все ответ замысловатый

В этом стихотворении описывается дискуссия двух ученых. Одним з них был древнегреческий ученый, философ Зенон (V век до н.э.), который утверждал, что движения в природе не существует вообще. Свои идеи он утверждал на примере задач-апорий (греч. «трудности»). Одна из известных апорий Зенона имеет название «стрела». Проследим за стрелой, которую выпустили из лука, говорил ученый. В какой-то момент времени она находится в данной точке, и в это время она неподвижна. В любой другой точке стрела также неподвижна! Получается, что стрела неподвижна в любой момент времени, а значит, вообще не движется. Таким образом, движения нет. В чем же ошибался Зенон? Что такое движение? На эти вопросы попробуем найти ответ во время урока.

4. Изучение нового материала. Демонстрации.

4.1. Механическое движение. Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Примеры механического движения: движение звезд и планет, самолетов и автомобилей, артиллерийских снарядов и ракет.

Механическое движение часто является составной частью более сложных немеханических процессов, например тепловых. Изучением механического движения занимается раздел физики, называемый механикой.

Учитель предлагает учащимся просмотреть эксперименты: движение пузырька воздуха в трубке с подкрашенной водой, бусинки на нити.

4.2. Основная задача механики. Изучить движение тела – значит определить, как изменяется его положение с течением времени. Если это известно, то можно узнать положение тела в любой момент времени.

Основная задача механики состоит в том, чтобы определить положение тела в любой момент времени.

Частным случаем движения является покой, поэтому механика рассматривает также условия, при которых тела находятся в покое (эти условия называются условиями равновесия).

Одна из основных частей механики, которая называется кинематикой, рассматривает движение тел без выяснения причин этого движения. Кинематика отвечает на вопрос: как движется тело? Другой важной частью механики является динамика, которая рассматривает действие одних тел на другие как причину движения. Динамика отвечает на вопрос: «Почему тело движется именно так, а не иначе?»

Механика – одна из самых древних наук. Определенные познания в этой области были известны задолго до новой эры, со времен Аристотеля (IV век до н.э.), Архимеда (III в. до н.э.). Однако, качественная формулировка законов механики началась только в XVII веке н. э., когда Г. Галилей открыл кинематический закон сложения скоростей и установил законы свободного падения тел. Через несколько десятилетий после Галилея великий И. Ньютон (1643–1727) сформулировал основные законы динамики. В механике Ньютона движение тел рассматривается при скоростях на много меньших скорости света в вакууме. Ее называют классической или ньютоновской механикой в отличие от релятивистской механики, созданной в начале XX века главным образом благодаря работам А. Эйнштейна (1879–1956).В релятивистской механике движение тел рассматривается при скоростях, близких к скорости света. Классическая механика Ньютона является предельным случаем релятивистской при υ << c.

4.3. Что изучает кинематика. Чтобы сформулировать законы механики и научиться их применять, нужно сначала научиться описывать положение тела и его движение. Описание движения составляет содержание раздела механики, которое называется кинематикой.

При решении задач в кинематике чаще всего не рассматривается, что именно движется, где движется, почему именно так движется. Главное одно: как движется.

4.4. Материальная точка. При определении положения тела в пространстве возникают затруднения, связанные с тем, что тело имеет размеры. Тем не менее, при решении многих задач размерами тела можно пренебречь, рассматривая его как одну точку. При этом описание движения тела намного упрощается.

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называется материальной точкой.

Можно или нельзя считать тело материальной точкой, зависит не от размера тела (большое оно или маленькое), а от поставленной задачи.

4.5. Система отсчета. Далее следует перейти к выяснению вопроса, как определить положение тела в пространстве. Положение тела в пространстве всегда определяют относительно какого-то тела, которое называется телом отсчета. Тело отсчета присутствует в любой задаче о движении тел – даже тогда, когда оно явно не упоминается. Часто в качестве тела отсчета подразумевается Земля.

С телом отсчета связывают систему координат. Положение тела в пространстве задается тремя числами, которые называются координатами точки и обозначаются буквами x, y, z. Часто удается выбрать систему координат так, чтобы одна или координаты тела оставались неизменными во время всего движения. Тогда описать движение тела можно с помощью только одной или двух координат.

Связанная с телом отсчета система координат и выбранный способ измерения времени образуют систему отсчета.

Таким образом, система отсчета состоит из:

- тела отсчета;

- связанной с ним системой координат;

- часов.

Положение материальной точки в пространстве в любой момент времени (закон движения) можно определять либо с помощью зависимости координат от времени x = x (t), y = y (t), z = z (t) (координатный способ), либо при помощи зависимости от времени радиус-вектора hello_html_m1bf65b6a.gif(векторный способ), проведенного из начала координат до данной точки (рис. 1).

4.6. Траектория. В процессе движения материальная точка занимает различные положения в пространстве относительно выбранной системы отсчёта. При этом движущая точка «описывает» в пространстве какую-то линию. Иногда эта линия видна, например, высоко летящий самолёт может оставлять за собой след в небе. Более знакомый пример – след куска мела на доске.

Траекторией движения тела (материальной точки) называется линия в пространстве, по которой движется тело.

Обычно траектория – невидимая линия. Траектория движущейся точки может быть прямой или кривой линией. Соответственно форме траектории движение бывает прямолинейным или криволинейным.

Учитель предлагает учащимся зарисовать траектории движения тел после просмотра демонстраций.

4.7. Путь и перемещение. Путь – это длина траектории. Обычно путь обозначается буквой l. Путь увеличивается, если тело движется, и остаётся неизменным, если тело покоится. Таким образом, путь не может уменьшаться со временем.

Предположим, нас интересует, где окажется тело через одну секунду после начала движения. Для решения поставленной задачи нужно знать расстояние, пройденное телом, начальную и конечную точки траектории.

S – путь

- перемещение

S

hello_html_m25a56b74.gifВ

А Рисунок 2.

Как видно из рисунка перемещение можно задать с помощью направленного отрезка, начало которого совпадает с начальным положением тела, а конец - с конечным положением.

Напомним, что направленный отрезок, который характеризуется длиной (модулем) и направлением, называется вектором.

Перемещением тела (материальной точки) называется вектор, проведенный из начального положения тела в его положение в данный момент времени.

hello_html_m544648e8.gif

Единицы измерения пути метр, километр, сантиметр.

4.8. Поступательное движение. Очень часто движение тела можно описать полностью, следя только за одной его точкой, даже если размеры тела сравнимы с длиной траектории. Так происходит в том случае, когда перемещение всех точек одинаково. Такое движение тела называется поступательным.

5. Закрепление.

5.1. Вопросы:

- По каким признакам можно определить, находится ли тело в состоянии покоя или движется?

- Приведите примеры тел, которые в данный момент совершают механическое движение.

- Сами вы сейчас совершаете механическое движение?

5.2. Карточки с тестовым заданием.

Вариант I.

1. Вертолет равномерно поднимается вертикально вверх. Какова

траектория движения точки на конце лопасти винта вертолета в системе отсчета, связанной с корпусом вертолета?

А) Точка. В) Винтовая линия.

Б) Прямая. Г) Окружность

2. Какие из перечисленных ниже величин являются векторными величинами?

А) Путь.

Б) Перемещение.

3. Автомобиль дважды проехал вокруг города по кольцевой дороге, длина которой 109 км. Чему равны пройденный путь автомобилем ι и модуль его перемещения S?

А) ι = 0 км. S = 218 км. В) ι = S = 218 км.

Г) ι = S = 0 км Б) ι = 218 км. S = 0 км.

4. Решаются две задачи.

1) Рассчитывается маневр стыковки двух космических кораблей.

2) Рассчитывается период обращения космического корабля вокруг Земли.

В каком случае космические корабли можно рассматривать как материальные точки?

А) Только в первом случае.

Б) Только во втором случае.

В) В обоих случаях.

Г) Ни в первом, ни во втором случаях.

Вариант II

1. Вертолет равномерно поднимается вертикально вверх. Какова

траектория движения точки на конце лопасти винта вертолета в системе отсчета, связанной с поверхностью Земли?

А) Точка. В) Винтовая линия.

Б) Прямая. Г) Окружность.

2. Какие из перечисленных ниже величин являются скалярными величинами?

А) Путь. Б) Перемещение.

3. Спортсмен пробежал дистанцию 400 м и возвратился к месту старта. Чему равны пройденный путь автомобилем ι и модуль его перемещения S?

А) ι = 400 км. S = 0 км.

Б) ι = 0 км. S = 400км.

В) ι = S = 400 км.

Г) ι = S = 0 км

4. Решаются две задачи.

1) Рассчитывается период обращения Земли вокруг Солнца.

2) Рассчитывается линейная скорость движения точек поверхности Земли в результате ее суточного вращения.

В каком случае Землю можно рассматривать как материальную точку?

А) Только в первом случае.

Б) Только во втором случае.

В) В обоих случаях.

Г) Ни в первом, ни во втором случаях.

6. Подведение итогов урока.

Учитель вместе с учениками подводит итоги урока.

7.Домашнее задание.

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский. Физика, 10 класс, М., «Просвещение», 2016. Читать §1-3 (с.11-19).

2. Выполнить задания А1-А4 с.19 письменно.

infourok.ru

КИНЕМАТИКА - Уроки физики в 10 классе - конспекты уроков - План урока - Конспект урока - Планы уроков - разработки уроков по физике

Уроки физики в 10 классе

КИНЕМАТИКА

Урок № 1. Тема. Механическое движение и его виды. Основная задача механики и способы ее решения в кинематике. Физическое тело и материальная точка. Система отсчета
Урок № 2. Тема. Движение материальной точки. Траектория. Путь и перемещение
Урок № 3. Тема. Прямолинейное равномерное движение. Путь и перемещение. Скорость движения. Графики движения
Урок № 4. Тема. Относительность механического движения. Закон сложения скоростей
Урок № 5. Тема. Решение задач на сложение скоростей
Урок № 6. Тема. Рівноприскорений движение. Ускорения. Скорость тела и пройденный путь во время рівноприскореного прямолинейного движения. Графики движения
Урок № 7. Тема. Определение ускорения тела во время движения рівноприскореного
Урок № 8. Тема. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного вертикально вверх, горизонтально и под углом к горизонту
Урок № 9. Тема. Равномерное движение тела по окружности. Период и частота вращения. Угловая скорость
Урок № 10. Тема. Тематическая аттестация разделу «Основы кинематики»

ДИНАМИКА

Урок № 1. Тема. Законы динамики. Первый закон Ньютона. Инерция и инертность
Урок № 2. Тема. Механическая взаимодействие. Сила. Виды сил в механике. Измерения сил. Сложение сил
Урок № 3. Тема. Лабораторная работа «Исследование зависимости удлинения пружины от приложенной к ней силы»
Урок № 4. Тема. Второй закон Ньютона
Урок № 5. Тема. Третий закон Ньютона. Границы применения законов Ньютона
Урок № 6. Тема. Три закона Ньютона. Обобщающий урок
Урок № 7. Тема. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения
Урок № 8. Тема. Сила притяжения. Вес и невесомость
Урок № 9. Тема. Искусственные спутники Земли. Развитие космонавтики
Урок № 10. Тема. Контрольная работа «Законы динамики»

ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ ДИНАМИКИ

Урок № 11. Тема. Движение тела под действием нескольких сил
Урок № 12. Тема. Равновесие тел
Урок № 13. Тема. Момент силы. Условие равновесия тела, имеющего ось вращения
Урок № 14. Тема. Лабораторная работа «Исследование равновесия тела под действием нескольких сил»
Урок № 15. Тема. Импульс. Закон сохранения импульса
Урок № 16. Тема. Реактивное движение
Урок № 17. Тема. Механическая энергия. Работа и энергия
Урок № 18. Тема. Кинетическая и потенциальная энергия
Урок № 19. Тема. Закон сохранения механической энергии
Урок № 20. Тема. Контрольная работа по теме «Применение законов динамики, статика, законы сохранения»

РЕЛЯТИВИСТСКАЯ МЕХАНИКА

Урок № 1. Тема. Основные положения специальной теории относительности. Скорость света в вакууме как предельно допустимая скорость передачи взаимодействия
Урок № 2. Тема. Основные результаты специальной теории относительности
Урок № 3. Тема. Масса. Закон взаимосвязи массы и энергии
Урок № 4. Тема. Итоговый урок по теме «Релятивистская механика»

na-uroke.in.ua

Ускорение. Единица ускорения

Мы уже говорили о том, что чаще всего тела двигаются неравномерно. Например, при свободном падении тело набирает скорость. В этом случае, меняется модуль скорости.

Если же мы возьмём в качестве примера вращение с постоянной частотой оборотов, то каждая точка будет двигаться с одинаковой по модулю скоростью, но направление будет меняться в каждый момент времени. Наконец, ядро, выпущенное из пушки под углом к горизонту, будет менять свою скорость и по модулю, и по направлению.

Как вы знаете, тело может изменять скорость быстро или медленно. Например, мяч, катящийся по земле, плавно снижает скорость. Если же мы бросим этот мяч в стену, то при ударе, он изменит скорость мгновенно. Для того, чтобы описать, насколько быстро меняется скорость тела, необходимо ввести физическую величину, которая называется ускорением.

Как вы уже знаете, мгновенная скорость — это величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло, при ∆𝑡→0:

То есть, скорость определяет, насколько быстро меняется положение тела. Подобно этому, ускорение определяет, насколько быстро меняется скорость тела. Таким образом, Ускорение — это величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло, при

Разумеется, ускорение, как и скорость, является векторной величиной. В отличие от направления скорости, направление ускорения нельзя определить исходя из траектории движения. О том, как определить направление ускорения мы узнаем чуть позже.

Конечно, может возникнуть вопрос: а что если и ускорение изменяется с течением времени? Примеры такого движения действительно существуют, но пока что, мы не будем их рассматривать, а остановимся на примерах с постоянным ускорением.

Единицей измерения ускорения является метр на секунду в квадрате:

В этом легко можно убедиться, выполнив проверку размерности в формуле, по которой рассчитывается ускорение.

Физический смысл этой единицы измерения можно объяснить так: модуль ускорения показывает, на сколько м/с изменилась скорость за 1 с. Например, если ускорение равно 3 м/с2, то это означает, что ежесекундно скорость увеличивается на 3 м/с.

Если тело двигается прямолинейно с постоянным ускорением, при котором модуль скорости увеличивается, то такое движение называется равноускоренным.

Аналогично, прямолинейное движение с постоянным ускорением, при котором модуль скорости уменьшается, называется равнозамедленным.

Пример решения задачи.

Задача. Определите скорость в начальный момент времени и скорость спустя 2 мин после начального момента времени.

videouroki.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *