Различные способы описания механического движения видеоурок

Видеоурок по физике «Механическое движение. Системы отсчёта»

В этом видеоуроке вспомним, что называют механическим движением. Узнаем, какая наука называется механикой и какие разделы она включает. Вспомним, какими моделями реальных тел пользуются в физике. А также узнаем, что такое система отсчёта и из каких элементов она состоит.

Первое, на что мы обращаем внимание при наблюдении за окружающим миром, — это то, что он не является статичным. Неотъемлемой его частью является движение. Движется всё: люди и автомобили…, планеты вокруг Солнца и наша Солнечная система вокруг центра Галактики… В непрерывном движении находятся молекулы, атомы, электроны и ионы.

Как говорил древнегреческий философ Гераклит: «Всё течёт, всё изменяется».

В начале урока напомним учащимся о том, что такое механическое движение. Механическим движением называется изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Далее следует спросить у учащихся, что они понимают под словами «пространство» и «время», а также под словосочетанием «относительно других тел».

Например, Исаак Ньютон считал, что «пространство — это вместилище вещей, а время — вместилище событий». Со времён Ньютона наука далеко шагнула вперёд, однако до сих пор она не может дать точного ответа на эти вопросы.

Затем на простом примере мы вводим закон относительности движения.

При изучении данной темы стоит уделить время историческим справкам, рассказать, когда и кем были сформулированы основные законы механики.

Изучение механики начинается с кинематики, так как её понятия лежат в основе всей классической физики. Кинематика — это раздел механики, который изучает способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.

Описать движение — это значит указать способ определения его положения в пространстве в произвольный момент времени. Но как это сделать? Например, как описать движение облаков? Или движение корабля в океане?

Поставив проблему, мы вводим для её разрешения понятие материальной точки как самой простой модели реальных тел. Материальной точкой принято называть тело, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.

Обратите внимание учащихся на слова «в данных условиях». Они означают, что одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при других — нет. Например, изучая движение планет вокруг Солнца, их можно считать материальными точками несмотря на внушительные размеры некоторых из них. Однако это ничто по сравнению с теми расстояниями, которые они проходят по своим орбитам. Но вот при рассмотрении задач, связанных с суточным вращением планеты, считать её материальной точкой нельзя, так как результат будет зависеть от размеров планеты, скорости движения её различных точек и так далее.

После этого можно сформулировать три правила о том, в каких случаях тело можно считать материальной точкой.

Далее вводим понятие системы отсчёта как совокупности тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что систему отсчёта можно выбрать совершенно произвольно. Однако важно, чтобы в ней движение тела было наиболее простым и при этом можно было ответить на все вопросы, поставленные в задаче.

В конце урока проводим краткое повторение изученного материала.

Источник

Видеоурок по физике «Способы описания движения. Траектория. Путь. Перемещение»

В этом видеоуроке мы с вами познакомимся с основными способами описания механического движения. Вспомним, какие существуют виды механического движения в зависимости от формы траектории. А также узнаем, что такое перемещение и чем оно отличается от пройдённого пути.

В начале урока напомним учащимся о том, что такое механическое движение. Механическим движением называется изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Для описания движения реального тела пользуются его моделью — материальной точкой, то есть телом, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.

Далее мы вводим два способа описания движения материальной точки: координатный и векторный.

При рассмотрении координатного способа описания движения следует обратить внимание учащихся на то, что при движении точки в выбранной системе отсчёта её координаты с течением времени изменяются. То есть они зависят от времени или, говорят, являются функциями времени.

Если уравнения движения известны, то мы можем рассчитать координаты точки для любого момента времени, а следовательно, и её положение относительно выбранного тела отсчёта.

Второй способ описания движения — векторный. В нём положение точки задаётся при помощи радиус-вектора.

Радиус-вектор — это направленный отрезок, проведённый из начала координат в данную точку.

При движении материальной точки радиус-вектор, как и координаты, является функцией времени, так как он изменяет свою длину и поворачивается.

Далее мы вводим понятие проекции вектора на ось и рассказываем, каким образом она определяется для различных случаев.

Также положение точки через некоторый промежуток времени можно определить, зная траекторию её движения, начальное положение точки на этой траектории и путь, пройденный точкой за этот промежуток времени. Далее мы напоминаем учащимся, что такое траектория движения, путь, и вводим понятие перемещения.

Здесь важно обратить внимание учащихся на то, что путь, пройденный телом, нельзя сравнивать с его перемещением, поскольку путь — величина скалярная, а перемещение — векторная.

В конце урока проводим краткое повторение изученного материала.

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

Видеоурок по физике «Механическое движение. Системы отсчёта»

В этом видеоуроке вспомним, что называют механическим движением. Узнаем, какая наука называется механикой и какие разделы она включает. Вспомним, какими моделями реальных тел пользуются в физике. А также узнаем, что такое система отсчёта и из каких элементов она состоит.

Первое, на что мы обращаем внимание при наблюдении за окружающим миром, — это то, что он не является статичным. Неотъемлемой его частью является движение. Движется всё: люди и автомобили…, планеты вокруг Солнца и наша Солнечная система вокруг центра Галактики… В непрерывном движении находятся молекулы, атомы, электроны и ионы.

Как говорил древнегреческий философ Гераклит: «Всё течёт, всё изменяется».

В начале урока напомним учащимся о том, что такое механическое движение. Механическим движением называется изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Далее следует спросить у учащихся, что они понимают под словами «пространство» и «время», а также под словосочетанием «относительно других тел».

Например, Исаак Ньютон считал, что «пространство — это вместилище вещей, а время — вместилище событий». Со времён Ньютона наука далеко шагнула вперёд, однако до сих пор она не может дать точного ответа на эти вопросы.

Затем на простом примере мы вводим закон относительности движения.

При изучении данной темы стоит уделить время историческим справкам, рассказать, когда и кем были сформулированы основные законы механики.

Изучение механики начинается с кинематики, так как её понятия лежат в основе всей классической физики. Кинематика — это раздел механики, который изучает способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.

Описать движение — это значит указать способ определения его положения в пространстве в произвольный момент времени. Но как это сделать? Например, как описать движение облаков? Или движение корабля в океане?

Поставив проблему, мы вводим для её разрешения понятие материальной точки как самой простой модели реальных тел. Материальной точкой принято называть тело, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.

Обратите внимание учащихся на слова «в данных условиях». Они означают, что одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при других — нет. Например, изучая движение планет вокруг Солнца, их можно считать материальными точками несмотря на внушительные размеры некоторых из них. Однако это ничто по сравнению с теми расстояниями, которые они проходят по своим орбитам. Но вот при рассмотрении задач, связанных с суточным вращением планеты, считать её материальной точкой нельзя, так как результат будет зависеть от размеров планеты, скорости движения её различных точек и так далее.

После этого можно сформулировать три правила о том, в каких случаях тело можно считать материальной точкой.

Далее вводим понятие системы отсчёта как совокупности тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что систему отсчёта можно выбрать совершенно произвольно. Однако важно, чтобы в ней движение тела было наиболее простым и при этом можно было ответить на все вопросы, поставленные в задаче.

В конце урока проводим краткое повторение изученного материала.

Источник