Конспект урока на тему «Способы описания движения. Система отсчета. Перемещение.»
Учебник Г. Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика 10кл.
Тема: Способы описания движения. Система отсчета. Перемещение.
Образовательные: Продолжить формирование знаний у учащихся о механике;
Сформировать такие понятия, система отсчета, тело отсчета, перемещение;
Развивающие: Продолжить формировать навыки исследовательской работы; познавательного интереса к предмету;
Воспитательные: Продолжить формирования вырабатывать умение выслушать мнение собеседника, прийти к общему мнению.
Форма урока: Урок-беседа.
Проверка домашней работы 10 м.
Изучение нового материла 20 м
Сообщение темы урока 1м
Способы описания движения
Закрепление изученного материла 7м
IV. Домашние задание. 2м
V. Подведение итогов урока. 6м
Проверка домашней работы
Тест: 2 варианта теста
Изучение нового материла
Введение в тему урока:
Перед тем как мы начнем изучать новую тему Марина Викторовна на прошлом уроке говорила вам разобраться с проекциями.(слайд 1) На слайде вам представлены три варианта положения вектора. Один ученик выйдет к доске и сделает проекции вектора на ось, а все остальные сделайте у себя в тетрадке. Определим знаки проекций векторов, как вы думаете какой знак имеет проекция вектора а, в и с.
Сообщение темы урока.
( слайд 2)А теперь давайте запишем тему сегодняшнего урока «Способы описания движения. Система отсчета. Перемещение»
Способы описания движения
Может кто-нибудь подскажет мне какие числовые данные нужно иметь, чтобы можно было утверждать, что мы решили основную задачу механики?
Для ответа на этот вопрос предлагаю вам рассмотреть 3 частных случая движения, и сделать выводы. Из геометрии вам известно, что для того, чтобы определить положение точки, нужно знать ее координаты.
Способ описания движения с помощью координат, конечно, называется координатный. Рассмотрим самое простое описание движения: (слайд 3)мотоциклист (материальная точка – МТ) движется вдоль прямой. Как видно из рисунка, для описания положения МТ достаточно одной координатной оси OX. Так как точка движется, то ее координаты изменяются с течением времени. Так как координаты точки зависят от времени, то можно сказать, что они являются функциями времени. Как же это принято записывать математически? Математически это принято записывать так x(t). Сделаем вывод. И так для описания движения вдоль прямой и решения основной задачи механики нам потребовалось знать координату x в любой момент времени. Такое движение называется одномерным.
Рассмотрим следующий вариант, более сложное движение: (слайд 4) лодка (МТ) плывет по поверхности озера. Для описания положения МТ необходимо иметь две координатные оси OX и OY. Как мы запишем это математически? Ответ x=x(t), y=y(t) Для описания движения на плоскости и решения основной задачи механике нам потребовалось знать координаты x и y в любой момент времени. Такое движение называется двумерным.
И наконец, рассмотрим самый общий случай движения : ( слайд 5) ракета (МТ) движется в пространстве. Для описания положения МТ необходимо иметь три координатные оси OX, OY, OZ. По аналогии это вариант запишется так x=x(t), y=y(t), z=z(t). Для описания движения на плоскости и решения основной задачи механике нам потребовалось знать координаты x, y, z в любой момент времени. Такое движение называется трехмерным.
Вывод: Таким образом, в координатном методе описания движения, для решения основной задачи механики необходимо знать три функции зависимости координат от времени:
эти уравнения называют кинематическими уравнениями движения точки , записанны- ми в координатной форме.
Запишите пожалуйста у себя в тетрадка это уравнение.
Если они известны, то для каждого момента времени мы сможем рассчитать координаты точки, а, следовательно, и ее положение относительно выбранного тела отсчета.
Какой способ определения положения точки вам известен из геометрии? (Векторный)
И так задать положение точки можно еще с помощью вектора. В механике вектор, задающий положение точки, начинается, например, в 0 системы координат и заканчивается в той точке, в которой находится тело. Этот вектор, как вы уже знаете, называется – радиус-вектор.
При движении точки радиус – вектор с течением времени изменяется, т.е. поворачивается и меняет длину как это видно на слайде. Т.е. радиус вектор является функцией времени ( слайд 6)
Это уравнение движения точки, записанное в векторной форме. Если оно известно, то мы можем для любого момента времени рассчитать радиус – вектор точки, а значит, и ее положение. Т.о. задание трех скалярных уравнений равносильно заданию одного векторного уравнения.
( слайд 7) И так, как вы уже знаете, что положение тела на плоскости определяется 2мя координатами, в пространстве 3мя. Из этого следует вывод необходимо выбрать систему координат. Так же при движении тела его положение изменяется со временем, следовательно, нам необходим прибор для отсчета времени.
И так система отсчета это совокупность тела отсчета, системы координат и прибора для отсчета времени.
Давайте решим задачу: ( слайд 8)Человек, первоначально находившийся в точке с координатами (0; 0) начал двигаться и за 1 час прошел 5 км. Определите положение человека через 1 час.
Ответ (Для нахождения положения тела в любой момент времени необходимо знать направление отрезка прямой, соединяющей начальное и конечное положение тела)
Кто же мне скажет определение перемещения? (Перемещение – направленный отрезок, соединяющий начальное и конечное положение тела).
Поскольку перемещение величина векторная, то перемещение показанное на рисунке можно обозначить
Закрепление изученного материла.
Закройте пожалуйста свои тетрадки и ответь мне на несколько вопросов. ( слайд 9)
Что такое механическое движение? (Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел.)
В каком случае тело можно считать материальной точкой? (когда размерами тела можно пренебречь)
Сколькими координатами определяется положение тела: на прямой (1), на плоскости (2), в пространстве (3).
Что такое система отсчета (совокупность тела отсчета, системы координат и прибора для отсчета времени ).
Определите знаки проекций векторов, изображенных на рисунке, на оси координат. N =0, c = -, m = -, k = +
(слайд 10 ) § 7,8 ответы на вопросы в конце параграфов.
Источник
§ 1. Механическое движение. Система отсчёта (продолжение)
Система отсчёта
Движение любого тела, как мы уже знаем, есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть различным по отношению к другим телам. Изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.
Запомни
Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта.
Чтобы рассчитать положение точки (тела) относительно выбранного тела отсчёта в зависимости от времени, надо не только связать с ним систему координат, но и суметь измерить время. Время измеряют с помощью часов. Современные часы — это сложные устройства. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до тринадцатого знака после запятой. Естественно, ни одни механические часы такой точности обеспечить не могут. Так, одни из самых точных в стране механических часов на Спасской башне Кремля в десять тысяч раз менее точны, чем Государственный эталон времени. Если эталонные часы не корректировать, то на одну секунду они убегут или отстанут за триста тысяч лет. Понятно, что в быту нет необходимости измерять время с очень большой точностью. Но для физических исследований, космонавтики, геодезии, радиоастрономии, управления воздушным транспортом высокая точность в измерении времени просто необходима. От точности измерения времени зависит точность, с которой мы сумеем рассчитать положение тела в какой-либо момент времени.
Запомни
Совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчёта.
На рисунке 1.2 показана система отсчёта, выбранная для рассмотрения полёта брошенного мяча. В данном случае телом отсчёта является дом, оси координат выбраны так, что мяч летит в плоскости XOY, для определения времени берётся секундомер.
В какой системе отсчёта лучше рассматривать движение: космонавта на Луне: автомобиля, догоняющего впереди движущийся автобус; мяча, упавшего в воду из движущейся по реке лодки?
Ключевые слова для поиска информации по теме параграфа.
Кинематика. Механическое движение. Система отсчёта
Вопросы к параграфу
1. Что называется телом отсчёта?
2. Что составляет систему отсчёта?
3. Какие способы отсчёта времени вам известны?
Образцы заданий ЕГЭ
A1. Истинность теории базируется на
А) достоверности экспериментов, лежащих в её основе
Б) экспериментальном подтверждении выводов из неё
1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б
A2. Исследуется перемещение слона и мухи. Модель материальной точки может использоваться для описания движения
1) только слона 3) и слона, и мухи в разных исследованиях
2) только мухи 4) ни слона, ни мухи, поскольку это живые существа
A3. Решаются две задачи:
А. Рассчитывается манёвр стыковки двух космических кораблей.
Б. Рассчитываются периоды обращения космических кораблей вокруг Земли. В каком случае космические корабли можно рассматривать как материальные точки?
1) только в первом 3) в обоих случаях
2) только во втором 4) ни в первом, ни во втором
А4. Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется восходом и заходом Солнца, то мы имеем в виду систему отсчёта, связанную с
1) Солнцем 3) планетами
2) Землёй 4) любым телом
А5. Чтобы было проще рассчитать время движения автобуса между двумя остановками, надо в качестве тела отсчёта выбрать
1) автобус 3) шоссе, по которому он движется
2) проезжающую мимо машину 4) идущего по тротуару пешехода
Источник
Какие способы отсчета времени вам известны физика 10 класс мякишев
«Физика — 10 класс»
По характеру решаемых задач механику делят на кинематику и динамику.
В кинематике описывают движение тел без выяснения причин, вызывающих данное движение
Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего нас мира, — это его изменчивость. Мир не является застывшим, статичным. Изменения в нём весьма разнообразны. Но если спросить вас, какие изменения вы замечаете чаще всего, то ответ, пожалуй, будет однозначным: изменяется положение предметов (или тел, как говорят физики) относительно земли и относительно друг друга с течением времени.
Бежит ли собака, или мчится автомобиль — с ними происходит один и тот же процесс: их положение относительно земли и относительно вас изменяется с течением времени. Они перемещаются. Сжимается пружина, прогибается доска, на которую вы сели, — изменяется положение различных частей тела относительно друг друга.
Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.
Определение механического движения выглядит просто, но простота эта обманчива. Прочтите определение ещё раз и подумайте, все ли слова вам ясны: пространство, время, относительно других тел. Скорее всего, эти слова требуют пояснения.
Пространство и время.
Пространство и время — наиболее общие понятия физики и. наименее ясные.
Исчерпывающих сведений о пространстве и времени мы не имеем. Но и те результаты, которые получены сегодня, изложить в самом начале изучения физики невозможно.
Обычно нам вполне достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками пространства с помощью линейки и интервалы времени с помощью часов. Линейка и часы — важнейшие приспособления для измерений в механике, да и в быту. С расстояниями и интервалами времени приходится иметь дело при изучении многих явлений во всех областях науки.
«. Относительно других тел».
Если эта часть определения механического движения ускользнула от вашего внимания, то вы рискуете не понять самого главного. Например, в купе вагона на столике лежит яблоко. Во время отправления поезда двух наблюдателей (пассажира и провожающего) просят ответить на вопрос: яблоко движется или нет?
Каждый наблюдатель оценивает положение яблока по отношению к себе. Пассажир видит, что яблоко находится на расстоянии 1 м от него и это расстояние сохраняется с течением времени. Провожающий на перроне видит, как с течением времени расстояние от него до яблока увеличивается.
Пассажир отвечает, что яблоко не совершает механического движения — оно неподвижно; провожающий говорит, что яблоко движется.
Закон относительности движения:
Характер движения тела зависит от того, относительно каких тел мы рассматриваем данное движение.
Приступим к изучению механического движения. Человечеству понадобилось около двух тысяч лет, чтобы встать на верный путь, который завершился открытием законов механического движения.
Попытки древних философов объяснить причины движения, в том числе и механического, были плодом чистой фантазии. Подобно тому, рассуждали они, как утомлённый путник ускоряет шаги по мере приближения к дому, падающий камень начинает двигаться всё быстрее и быстрее, приближаясь к матери-земле. Движения живых организмов, например кошки, казались в те времена гораздо более простыми и понятными, чем падение камня. Были, правда, и гениальные озарения. Так, греческий философ Анаксагор говорил, что Луна, если бы не двигалась, упала бы на Землю, как падает камень из пращи.
Однако подлинное развитие науки о механическом движении началось с трудов великого итальянского физика Г. Галилея.
Кинематика — это раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.
Описать движение тела — это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени.
Уже на первый взгляд задача описания кажется очень сложной. В самом деле, взгляните на клубящиеся облака, колышущиеся листья на ветке дерева. Представьте себе, какое сложное движение совершают поршни автомобиля, мчащегося по шоссе. Как же приступить к описанию движения?
Самое простое (а в физике всегда идут от простого к сложному) — это научиться описывать движение точки. Под точкой можно понимать, например, маленькую отметку, нанесённую на движущийся предмет — футбольный мяч, колесо трактора и т. д. Если мы будем знать, как происходит движение каждой такой точки (каждого очень маленького участка) тела, то мы будем знать, как движется всё тело.
Однако когда вы говорите, что пробежали на лыжах 10 км, то никто не станет уточнять, какая именно часть вашего тела преодолела расстояние в 10 км, хотя вы отнюдь не точка. В данном случае это не имеет сколько- нибудь существенного значения.
Введём понятие материальной точки — первой физической модели реальных тел.
Материальная точка — тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях рассматриваемой задачи.
Система отсчёта.
Движение любого тела, как мы уже знаем, есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть различным по отношению к другим телам. Изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.
Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта.
Чтобы рассчитать положение точки (тела) относительно выбранного тела отсчёта в зависимости от времени, надо не только связать с ним систему координат, но и суметь измерить время. Время измеряют с помощью часов. Современные часы — это сложные устройства. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до тринадцатого знака после запятой. Естественно, ни одни механические часы такой точности обеспечить не могут. Так, одни из самых точных в стране механических часов на Спасской башне Кремля в десять тысяч раз менее точны, чем Государственный эталон времени. Если эталонные часы не корректировать, то на одну секунду они убегут или отстанут за триста тысяч лет. Понятно, что в быту нет необходимости измерять время с очень большой точностью. Но для физических исследований, космонавтики, геодезии, радиоастрономии, управления воздушным транспортом высокая точность в измерении времени просто необходима. От точности измерения времени зависит точность, с которой мы сумеем рассчитать положение тела в какой-либо момент времени.
Совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчёта.
На рисунке показана система отсчёта, выбранная для рассмотрения полёта брошенного мяча. В данном случае телом отсчёта является дом, оси координат выбраны так, что мяч летит в плоскости XOY, для определения времени берётся секундомер.
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Кинематика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
Источник
