поурочный план

Урок № 3                                  10 класс                              Дата_________

Тема урока. Механическое движение и его виды. Способы описания движения тел.

Цель: ввести понятие механического движения, ознакомить учеников с основными понятиями, которые характеризуют механическое движение, дать представление об относительности механического движения.

Тип урока: комбинированный урок.

Оборудование и наглядные пособия: тележка, маятник, фотографии траектории движения самолета, следов на снегу и т. п.

Демонстрации: демонстрации движения разных тел, исследования относительности движения, компьютерное моделирование (движение материальной точки), фотографии траектории движения самолета, следов на снеге и т. п.

ХОД УРОКА

I.    Организационный этап

II.    Актуализация опорных знаний и умений

•    Приведите примеры тел, которые двигаются, и неподвижных тел.

•    Чем тела, которые двигаются, отличаются от тел неподвижных?

III.  Изучение нового материала

План изучения новой темы

•    Определение механики.

•    Механическое движение.

•    Виды движения.

•    Основная задача механики.

•    Относительность механического движения.

•    Тело отсчета.

•    Системы координат.

•    Система отсчета.

•    Векторные и скалярные величины.

•    Траектория.

•    Путь.

•    Перемещение.

•    Материальная точка.

Механика — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механическое движение — это изменение в пространстве с течением времени взаимного расположения тел или их частей.

 Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени.

Механическое движение относительно. Движение одного и того же тела относительно разных тел оказывается различным. Для описания движения тела нужно указать, по отношению к какому телу рассматривается движение. Это тело называют телом отсчёта. Оно считается неподвижным (для данной задачи).

Положение тела в пространстве описывается с помощью системы координат. Реальное пространство трёхмерно, и положение материальной точки в любой момент времени полностью определяется тремя числами — её координатами в выбранной системе отсчета.

Как правило, используют прямоугольную, или декартову, систему координат. Для описания движения точки, кроме тела отсчёта и системы координат, необходимо ещё иметь часы – устройство, с помощью которого можно измерять различные отрезки времени.

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

Тело отсчёта, система координат и связанные с ней часы образуют систему отсчета.

Рисунок 1

OX — ось абсцисс, OY — ось ординат, OZ — ось аппликат.

Механика для описания движения тел в зависимости от условий конкретных задач использует разные физические модели. Простейшей моделью является матери­альная точка — тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче мож­но пренебречь. Понятие материальной точ­ки — абстрактное, но его введение облег­чает решение практических задач. Напри­мер, изучая движение планет по орбитам вокруг Солнца, можно принять их за мате­риальные точки.

Физическая величина – это характеристика, которая является общей для нескольких материальных объектов или явлений в качественном отношении, но может принимать индивидуальные значения для каждого из них.

Измерить физическую величину – значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу.

Примеры физических величин – путь, время, масса, плотность, сила, температура, давление, напряжение, освещённость и т.п.

Физические величины бывают скалярные и векторные. Скалярные физические величины характеризуются только численным значением, тогда как векторные определяются и числом (модулем), и направлением. Скалярными физическими величинами являются время, температура, масса, векторны­ми - скорость, ускорение, сила.

Для описания движения тела нужно указать, как меняется положение точек с течением времени. При движении тела каждая его точка описывает некоторую линию –траекторию  движения.

Перемещаясь с течением времени из одной точки в другую, тело (материальная точка) описывает некоторую линию, которую называют траекторией движения тела.

Пройденный путь l  равен длине дуги траектории, пройденной телом за некоторое время t. Путь – скалярная величина.

Совокупность координат х(t) и у(t)  в момент времени t  определяет закон движения материальной точки в координатной форме, тогда положение математической точки можно задать вектором t.

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

Закон (или уравнение) движения в векторной форме – зависимость радиуса-вектора от времени: r(t).

Радиус-вектор точки М – направленный отрезок прямой, соединяющий начало отсчёта О с точкой М. (Рис.3)

Перемещением тела   называют направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением. Перемещение есть векторная величина.

Рисунок 2

Определение положения точки с помощью координат x = x (t), y = y (t) и z = z (t) и радиус-вектора .  – радиус-вектор положения точки в начальный момент времени.

Пройденный путь и вектор перемещения  при криволинейном движении тела. a и b – начальная и конечная точки пути

IV.   Закрепления новых знаний и умений

•     Человек едет в трамвае. Назовите тела, относительно которых человек находится в состоянии покоя, а относительно которых — двигается.

•     Зависит ли форма траектории от выбора тела отсчета? Проиллюстрируйте ответ примерами.

•     Приведите примеры ситуаций, в которых тело можно считать материаль­ной точкой.

Упражнение1. 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 доска.

•    Самолет на взлетной полосе.

Упражнение 2.

Задание 1.  На рисунке показана дорога (повторите рисунок в тетради.)

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 У и найдите модуль вектора перемещения, а также пройденный путь в следующих случаях:

1)                      автомобиль доехал до светофора;

2)                      пешеход дошел до дерева;

3)                      велосипедист доехал до светофора и вернулся к дереву.

  Задание 2. Выполните те же упражнения, что и в задании 1, но за тело отсчета выберите мост.

  Сравните пути и перемещения каждого из тел ( полученные при выполнении заданий 1 и 2 ).

Решение задач

•     Спортсмен проплывает водную дорожку в бассейне 2 раза. Найдите путь и перемещение спортсмена, если длина дорожки в бассейне равна 50 м.

•     Эскалатор поднимает неподвижного пассажира за 1 минуту. Если эска­латор неподвижный, то пассажир поднимается за 3 минуты. За какое время пассажир поднимается по эскалатору, который двигается вверх?

V.        Подведение итогов урока

VI.    Домашнее задание

•     Задание по учебнику. Выучить §1,2

•     Дополнительное задание. Начертите траекторию движения точки обода колеса автомобиля относительно водителя и относительно человека, который стоит около дороги.

Скачано с www.znanio.ru