Различные способы описания механического движения 10 класс конспект

Урок физики № 2 в 10 классе по теме «Система отсчета. Перемещение. Различные способы описания механического движения»

Цель урока: введение понятий механическое движение, траектория, перемещение, путь, система отсчета, рассмотрение способов описания движения.

образовательная: сформировать у учащихся навык определения ситуаций, в которых можно применять понятие перемещение, путь, координаты; обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание учащимися описания движения различными способами.

развивающая: развивать логическое мышление, правильную физическую речь, использовать соответствующую терминологию.

воспитательная: достигать высокой активности класса, внимания, сосредоточенности учащихся.

Предметные : научатся использовать закон относительности движения; сопоставлять разные системы отсчета; понимать особенности применения понятия «материальная точка».

Познавательные — работать с учебником и другими источниками информации, на его основе формулировать познавательные вопросы;

Регулятивные – выдвигать гипотезу, предлагать пути ее доказательств, принимать познавательную цель и сохранять ее при выполнении учебных действий;

Коммуникативные – устанавливать рабочие отношения, эффективно сотрудничать и способствовать продуктивной кооперации

Личностные : развитие интеллектуальных способностей, настойчивости в достижении познавательной цели.

Тип урока: изучение нового материала

1. Организационный момент (1 мин).

2. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания (10 мин).

Проверим выполнение вами домашнего задания к данному уроку. Работа по карточкам с индивидуальными заданиями. (Приложение 1)

3. Вхождение в тему.

Здравствуйте, ребята. Перед вами картина «Раздолье» А.А. Дейнеки. Наш урок я начну с притчи “Если стоять на месте”. Попытайтесь найти связь между картиной, притчей и темой урока.

Притча «Если стоять на месте»[4]

— Дети, завтра вы должны сделать по пять тренировочных полетов, — объявила утка своим утятам.

— Кря-кря, — согласно кивнули все утята своими головками, только самый толстый отказался:

— Я не полечу, я уже научился летать.

— Сын, скоро мы полетим в теплые края. Твои крылья должны стать сильными и крепкими, чтобы выдержать перелет, — объяснила мама-утка.

Значит, я должен беречь крылья, чтобы он не устали от тренировочных полетов и не ослабели, — заявил утенок.

— Сила не уменьшается от движения. Посмотри, наша река постоянно течет, но от течения вода не убывает. Движение — это жизнь, — строго сказал папа.

— Отдыхать тоже полезно, — упрямо возразил утенок.

На следующее утро утята во главе с папой отправились в тренировочный полет, а мама велела ленивому утенку лететь за ней.

Вскоре они прилетели на берег болота. Запыхавшийся утенок проговорил:

— Ух, устал. Я же говорил, мама, что мне вредно много летать.

— Хорошо, тогда живи здесь, — предложила мама.

— Где? В этом грязном стоячем болоте?- возмутился утенок.

— Когда-то это болото было чистым озером. В него втекала речка, а вытекало из него множество чистых и звонких ручейков. Но однажды озеро подумало: «Почему вода постоянно втекает в меня, а потом вытекает? Лучше поберегу свою воду и не дам ей течь».

Тот, кто стоит на месте — загнивает, и озеро постепенно превратилось в гнилое болото.

Утенок со страхом посмотрел на болото, замахал крылышками и полетел догонять свою стаю.

Движение — это жизнь!

Заслушиваются ответы учеников.

Учитель . Сегодня мы с вами начинаем изучать раздел «Основы кинематики».

3. Изучение нового теоретического материала (15 мин).

Механика – это наука о причинах и общих законах механического движения.

Приведите примеры механического движения. ( Примеры механического движения: движение звезд и планет, самолетов и автомобилей, артиллерийских снарядов и ракет )

Двигаетесь ли вы, находясь в классе? Вы находитесь в классе в покое относительно Земли, но движетесь вместе с ним вокруг Солнца. Например, автомобиль движется относительно деревьев, зданий, но пассажиры, находящиеся в нем, находятся в покое относительно автомобиля.

Механическое движение – изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Кинематика – это раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.

Законы механики были сформулированы великим английским ученым И. Ньютоном.

Еще раз рассмотрим определение механического движения. Вроде бы все просто, но это на первый взгляд.

Прочитайте определение и подумайте: «Все ли слова вам ясны?»

Вопрос: Что такое пространство и время?

Заслушиваются ответы учеников.

Учитель. Согласно И. Ньютону «пространство – вместилище вещей, а время вместилище событий»

Вопрос: Как вы понимаете «.. относительно других тел»?

Заслушиваются ответы учеников.

Задание . В купе вагона на столике лежит яблоко. Пассажир видит, что расстояние до яблока с течением времени сохраняется, т.е … ( яблоко не совершает механического движения)

Но с точки зрения провожающего, яблоко … ( движется, т.к. расстояние от яблока до перрона с течением времени растет.)

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

Ситуации, в которых используется понятие материальная точка:

Если расстояние проходимое каждой точкой тела много больше размеров самого тела.

Если все точки тела движутся поступательно.

Изучить движение тела — значит определить, как изменяется его положение в пространстве с течением времени. Если это извест­но, можно узнать положение тела в любой момент времени. С уче­том этого можно сформулировать основную задачу механики:

Основная задача механики состоит в том, чтобы опреде­лить положение тела в пространстве в любой момент времени, если известны положение и скорость тела в на­чальный момент.

Существует два способа описания движения: координатный и векторный. Так же для описания движения вводят систему координат.

Вопрос: Какие системы координат вы знаете? ( Одномерные, двухмерные, трехмерные. )

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

Система отсчета – совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов.

Тело отсчета – тело, относительно которого определяется положение других тел.

Проекция вектора на ось

Проекция положительная ( S x >0), если направление вектора совпадает с направлением оси.

В противном случае проекция вектора отрицательна ( S x

Если вектор перпендикулярен оси, то при любом направлении вектора его проекция на ось равна нулю ( S x = 0 ).

4. Закрепление изученного материала.

Задание 1. Какую систему координат следует выбрать (одномерную, двух­мерную или трехмерную) для определения положения следующих тел: трактор в поле, вертолет, поезд, люстра в комнате, лифт, подводная лодка, шахматная фигура, самолет на взлетной полосе.

Проведите в тетради координатную ось параллельно дороге. Примите дерево за тело отсчета. Выберите масштаб (1 деление -100м). Определите координаты моста, дерева и светофора. Определите начальные координаты пешехода, велосипедиста и автомобиля. Покажите вектор перемещения для каждого из этих тел, его проекцию на ось ОУ и найдите модуль вектора перемещения, а также пройденный путь в следующих случаях:

Автомобиль доехал до светофора;

Пешеход дошел до дерева;

Велосипедист доехал до светофора и вернулся к дереву.

Задание 3 . Начальные координаты вектора S (-8; 4), конечные (-2; 12). Найдите проекции вектора на оси координат и модуль вектора S .

х о = 8 S х = х – х о S х = -2 + 8 = 6

у о = — 4 S у = у – у о S у = 12 – 4 = 8

у = 4 | S | = √ S х 2 + S у 2 | S | = √ 6 2 + 8 2 = √ 100 = 10

Задание 4. Решение задач из сборника А.П. Рымкевича (ЗР) № 1-3, 6, 8

Вопросы для з акрепление изученного

В чем заключается основная задача механики?

Что называется телом отсчета? Системой отсчета?

Что называется материальной точкой? Примеры.

Что характеризует начальная координата?

Какую форму имеют траектории точек вращающегося тела и как они располагаются в пространстве?

Домашнее задание: Стр 10-11, § 1-2, ЗР № 4, 5, 7

Список использованной литературы:

1. Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике: 10 класс. – М.:ВАКО, 2007

2. Марон Е.А. Опорные конспекты и разноуровневые задания. Физика. 10 класс. – СПб.: ООО «Виктория плюс», 2013

3. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень. М.: Просвещение, 2017

Источник

Способы описания движения. Система отсчета

Урок 3. Физика 10 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Способы описания движения. Система отсчета»

Сегодня мы рассмотрим наиболее распространенные способы описания движения и более подробно остановимся на понятии системы отсчёта. Напомним, что для описания движения материальной точки нужно научиться рассчитывать положение точки в любой момент времени, относительно выбранного тела отсчета.

Например, если мы задаём положение точки в системе координат, то каждая координата будет зависеть от времени. То есть, чтобы описать движение точки нужно найти функцию зависимости каждой координаты от времени.

Для примера возьмем подвиг незабвенного барона Мюнхгаузена, который утверждал, что может летать на ядре. Если учесть большое расстояние, которое пролетает ядро, то Мюнхгаузена можно считать за точку. Пушка будет являться телом отсчёта, то есть, началом координат. Положение барона можно описать с помощью двух координат, поскольку он двигается только в одной плоскости.

Тогда, зависимости координат х и у будут описываться уравнениями:

Эти уравнения называются кинематическими уравнениями движения точки.

Линия, вдоль которой движется точка в пространстве, называется траекторией.

Движение может быть разным, и траектория может быть сколь угодно сложной. Движение называется прямолинейным, если траектория является прямой линией.

Если же траектория представляет собой кривую, то это движение криволинейное.

Другой способ описания движения — это векторный способ. На прошлом уроке мы познакомились с тем, как задавать положение точки с помощью радиус-вектора. Если точка двигается, то с течением времени, радиус вектор может изменять длину и направление. Таким образом, радиус-вектор являться функцией зависимости от времени:

Поскольку радиус-вектор определяется с помощью координат, то одно векторное уравнение эквивалентно трём скалярным уравнениям:

Как мы знаем, системой отсчёта называется совокупность тела отсчёта и связанной с ним системы координат и часов, с помощью которых измеряется время. В различных системах отсчёта движение одного и того же тела может быть описано по-разному. Например, если сбросить мяч с крыши дома, то в системе отсчёта, связанной с крышей, длина радиус-вектора будет увеличиваться. Но в системе отсчёта связанной с поверхностью Земли, длина радиус-вектора будет уменьшаться.

Главное запомнить следующее: если выбрали тело отсчета, то все наблюдения, вычисления и уравнения должны быть связаны именно с этим телом отсчёта, как с началом координат.

Например, в каюте корабля все предметы остаются неподвижны, относительно корабля. Но, вместе с этим, все эти предметы двигаются относительно поверхности земли.

Таким образом, в системе отсчета, связанной с кораблем, координаты тел, находящихся в каюте, будут заданы постоянными величинами. В системе отсчёта, связанной с поверхностью земли, координаты будут задаваться в соответствии со скоростью движения корабля. Если мы предположим, что корабль двигается равномерно и прямолинейно, то меняться будет только одна координата. Если же мы предположим, что корабль покачивается на волнах, то координата зет будет задана периодичной функцией.

Примеры решения задач.

Задача 1. Самолёт летит в одной плоскости. В начальный момент времени самолёт находится на высоте 1000 м и на расстоянии 5 км от аэродрома. Постройте соответствующую систему координат и отметьте на ней самолёт в начальный момент времени.

Давайте выполним несколько упражнений. Допустим, самолёт летит в одной плоскости. В начальный момент времени самолет находится на высоте 1000 метров и на расстоянии 5 километров от аэродрома. Постройте соответствующую систему координат и отметьте на ней самолет в начальный момент времени.

Итак, очевидно, что телом отсчёта в данном случае является аэродром.

Задача 2. Если самолёт, двигаясь равномерно, ежеминутно поднимается на 1200 метров и удаляется от аэродрома на 3000 метров, то, как описать его движение?

Из формулировки этого вопроса мы можем извлечь следующее: в одинаковые промежутки времени, равные 1 мин, горизонтальное перемещение самолёта составляет 3000 метров, а вертикальное — 1200 метров.

Обратите внимание, что реальная скорость самолёта направлена так, что самолёт одновременно удаляется от аэродрома и в горизонтальном, и в вертикальном направлении. Поэтому, скорости, которые мы нашли — это проекции вектора скорости на оси х и у.

Источник