план урока по теме "Движение по окружности"

ЗАНЯТИЕ 3. ДВИЖЕНИЕ ПО ОКРУЖНОСТИ. ЦЕЛИ: Образовательная:  дать студентам представление о криволинейном движении, его траектории, величинах его  характеризующих, единицах измерения этих величин и формулах для вычисления. Развивающая    : продолжать формирование умений применять теоретические знания для решения  практических задач, развивать интерес к предмету и логическое мышление. Воспитательная: продолжать развивать кругозор учащихся; умение вести записи в тетрадях, наблюдать,  замечать закономерности явлений, аргументировать свои выводы. ХОД ЗАНЯТИЯ. I. Актуализация знаний 1. Физическая величина, измеряемая в метрах. (Перемещение.) 2. Единица измерения угла. (Градус.) 3. Физическая величина, единицами измерения которой служат год, сутки, час.  (Время.) 4. Физическая векторная величина, которую можно измерить с помощью прибора  акселерометра. (Ускорение.) 5. Длинна траектории. (Путь.) 6. Физическая векторная величина, характеризующая быстроту движения. (Скорость.) 7. Основная единица измерения длинны в физике. (Метр.) 8. Изменение положения тела в пространстве с течением времени. (Движение.) II. Новая тема. При криволинейном движении вектор скорости всегда направлен по касательной к  траектории движения. Любое криволинейное движение можно представить в виде суммы  прямолинейных движений и движений по окружностям разных радиусов.Скорость  изменяется как по величине, так и по направлению. Вектор ускорения направлен под углом к вектору скорости. Равномерное движение точки по окружности ­ движение точки с постоянной по модулю  скоростью (v=const) по траектории, представляющей собой окружность. Но, т.к. скорость  всегда направлена по касательной к траектории движения, то по направлению она  изменяется. Значит равномерное движение по окружности – ускоренное движение! Точка  sv l t t совершает перемещение с постоянной по модулю скоростью, следовательно: .  В этом случае скорость точки называется линейной скоростью (ℓ – длина дуги). Вектор  линейной скорости направлен по касательной к окружности в данной точке. Можно характеризовать изменение положения тела с помощью углового перемещения  (угла поворота) . Возьмем несколько концентрических окружностей и построим для  всех центральный угол  так, чтобы радиусы этих окружностей, образующие угол,  накладывались друг на друга. Из рисунка видно, что одному и тому же углу   соответствуют у одной окружности дуга ℓ и радиус r, а у другой – дуга L и радиус R. За  меру угла можно принять отношение длины дуги к радиусу: Единица измерения угла в этом случае наз. радианом (сокращение – рад). .  l r0    360 0 2   180 0   0  180 0  Центральный угол равен одному радиану, если длина дуги равна радиусу окружности. Если точка совершила полный оборот, то длина дуги равна длине окружности. Следовательно:  ­ полный оборот точки соответствует 2 радиан. Для перевода единиц составим  r2  r  0360 2 . Следовательно:  пропорцию:  Равномерное движение точки по окружности – это движение, при котором точка за любые  равные промежутки времени совершает одинаковые угловые перемещения (поворачивается на одинаковые углы). Если характеризовать движение углом поворота, то удобно ввести угловую скорость:   t ­ угловая скорость показывает, на какой угол поворачивается точка при  равномерном движении по окружности за единицу времени. Единица измерения в СИ ­  рад/с. К важным характеристикам вращательного движения относятся частота и период.  Период ­ физическая величина, показывающая, чему равно время, за которое точка  совершает один полный оборот. Если обозначить N – число оборотов, а Т – период, то: Т  t N .  . Единица измерения в СИ – с. Т.к. за период точка поворачивается на угол 2, то  Частота – количество оборотов, которое совершила точка за единицу времени:  Единица измерения в СИ – Гц (герц). Частота равна одному герцу, если за 1 секунду точка  совершает один полный оборот (1Гц=1с­1). Частота и период – взаимно обратные величины: 1 Ò   2 .  . Следовательно:  2   Т N  t Тангенциальное (касательное) ускорение – это составляющая вектора ускорения,  направленная вдоль касательной к траектории в данной точке траектории движения.  Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю при  криволинейном движении.Направление вектора тангенциального ускорения  τ совпадает с направлением  линейной скорости или противоположно ему. То есть вектор тангенциального  ускорения лежит на одной оси с касательной окружности, которая является  траекторией движения тела.  Нормальное ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная  вдоль нормали к траектории движения в данной точке на траектории движения тела. То есть вектор нормального ускорения перпендикулярен линейной скорости  движения. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по  направлению и обозначается буквой  радиусу кривизны траектории. Полное ускорение при криволинейном движении складывается из тангенциального  и нормального ускорений по правилу сложения векторов и определяется формулой:  n. Вектор нормального ускорения направлен по (согласно теореме Пифагора для прямоугольно прямоугольника).  Направление полного ускорения также определяется правилом сложения векторов:   =  τ +  n III. Закрепление. 1. А.С. Пушкин «Руслан и Людмила». У лукоморья дуб зелёный, Златая цепь на дубе том; И днём и ночью кот учёный Всё ходит по цепи кругом… Как называется такое движение кота? Определите частоту, период и угловую  скорость кота, если за 2мин он делает 12 «кругов» (оборотов). Ответы:  =0,1  1/с;Т=10с;  =0,628рад/с. 2. Минутная стрелка часов делает один полный оборот. Чему равен период  обращения? а) 60 с; б) 1/3600 с; в) 3600 с.