Vemo, da se vsa telesa privlačijo. Zlasti Luna na primer privlači Zemljo. Postavlja pa se vprašanje: če Luno privlači Zemlja, zakaj se vrti okoli nje, namesto da bi padla proti Zemlji?
Da bi odgovorili na to vprašanje, je treba upoštevati vrste gibanja teles. Vemo že, da je gibanje lahko enakomerno in neenakomerno, obstajajo pa še druge značilnosti gibanja. Zlasti glede na smer ločimo ravno in krivočrtno gibanje.
Premočrtno gibanje
Znano je, da se telo premika pod vplivom sile, ki deluje nanj. Izvedete lahko preprost poskus, ki pokaže, kako bo smer gibanja telesa odvisna od smeri sile, ki deluje nanj. Če želite to narediti, boste potrebovali poljuben majhen predmet, gumijasto vrvico in vodoravno ali navpično oporo.
Vrvico na enem koncu privežite na oporo. Na drugem koncu vrvice pritrdimo naš predmet. Zdaj, če potegnemo naš predmet na določeno razdaljo in ga nato spustimo, bomo videli, kako se začne premikati v smeri opore. Njegovo gibanje povzroča elastična sila vrvice. Tako Zemlja privlači vsa telesa na svoji površini, pa tudi meteorite, ki letijo iz vesolja.
Samo namesto elastične sile deluje sila privlačnosti. Zdaj vzemimo naš predmet z elastičnim trakom in ga potisnimo ne proti/od podpore, ampak vzdolž nje. Če predmet ne bi bil zavarovan, bi preprosto odletel. Ker pa jo drži vrvica, žogica, ki se premika vstran, rahlo raztegne vrvico, ki jo potegne nazaj, žogica pa rahlo spremeni svojo smer proti nosilcu.
Krivočrtno gibanje v krogu
To se zgodi v vsakem trenutku; posledično se žoga ne premakne po prvotni poti, ampak tudi ne naravnost do podpore. Žogica se bo gibala okoli podpore v krogu. Pot njegovega gibanja bo krivuljasta. Tako se Luna giblje okoli Zemlje, ne da bi padla nanjo.
Tako zemeljska gravitacija ujame meteorite, ki letijo blizu Zemlje, ne pa neposredno nanjo. Ti meteoriti postanejo sateliti Zemlje. Še več, koliko časa bodo ostali v orbiti, je odvisno od tega, kakšen je bil njihov začetni kot gibanja glede na Zemljo. Če je bilo njihovo gibanje pravokotno na Zemljo, potem lahko ostanejo v orbiti za nedoločen čas. Če je bil kot manjši od 90˚, se bodo premikali v padajoči spirali in postopoma padali na tla.
Krožno gibanje s konstantnim modulom hitrosti
Druga točka, ki jo je treba opozoriti, je, da se hitrost krivuljnega gibanja okoli kroga spreminja v smeri, vendar je enaka po vrednosti. In to pomeni, da se gibanje v krogu s konstantno absolutno hitrostjo dogaja enakomerno pospešeno.
Ker se smer gibanja spreminja, to pomeni, da se gibanje dogaja s pospeškom. In ker se v vsakem trenutku enako spreminja, bo torej gibanje enakomerno pospešeno. In sila težnosti je sila, ki povzroča stalen pospešek.
Luna se giblje okoli Zemlje prav zaradi tega, a če se Lunino gibanje nenadoma kdaj spremeni, na primer, da vanjo trči zelo velik meteorit, potem lahko zapusti svojo orbito in pade na Zemljo. Samo upamo lahko, da ta trenutek nikoli ne bo prišel. Tako gre.
Tema: Krivočrtno gibanje. Enakomerno gibanje materialna točka po obodu.
Cilji lekcije: razviti učenčevo razumevanje krivuljnega gibanja, frekvence, kotnega gibanja in obdobja. Predstavite formule za iskanje teh količin in merskih enot.
Naloge:
Poučna
:
dati učencem idejo o krivuljnem gibanju njegove poti, količinah, ki so značilne za to, merskih enotah teh količin in formulah za izračun.
Razvojni
:
še naprej razvijati sposobnost uporabe teoretičnega znanja za reševanje praktičnih problemov, razvijati zanimanje za predmet in logično razmišljanje.
Poučna
:
še naprej razvijati obzorja učencev; sposobnost zapisovanja v zvezke, opazovanja, opažanja vzorcev v pojavih in utemeljevanja svojih sklepov.
Vrsta lekcije: kombinirano
Metode: vizualno, besedno, elementi kritičnega mišljenja, demonstracijski eksperiment.
Oprema: poševna žleb, žoga, žoga na vrvici, avtomobilček, vrtavka, maketa ure s kazalci, multimedijski projektor, predstavitev.
MED POUKOM
Psihološko razpoloženje.
Preverjanje domače naloge.
Frontalna anketa, str. 24-25 Vprašanja za samokontrolo.
Preverjanje hiše rešitev. težave Vaja 5(2,3)
3. Pokliči.
– Katere vrste gibanja poznate?
V čem se gibi telesa med seboj razlikujejo?
– Kakšna je razlika med premočrtnimi in krivočrtnimi gibi?
– V kakšnem referenčnem okviru lahko govorimo o teh vrstah gibanja?
– Primerjajte trajektorijo in pot za ravno in zakrivljeno gibanje.
2. Razlaga nove snovi v kombinaciji z demonstracijskim poskusom in pogovorom.
Učitelj. Prikaz: žogica, ki pada navpično, se kotali po žlebu, žogica, ki se vrti na vrvici, avtomobilček, ki se premika po mizi, teniška žogica, vržena pod kotom na obzorje, pada.
učiteljica. Kako se razlikujejo tirnice gibanja predlaganih teles? (Odgovori učencev)
Poskusite ga dati sami definicije
krivočrtna in premočrtna gibanja. (Zapis v zvezki):
– pravokotno gibanje– gibanje po ravni poti, smeri vektorjev sile in hitrosti pa sovpadata ;
– krivočrtno gibanje - gibanje po posredni poti.
Razmislite o dveh primerih krivuljnega gibanja: vzdolž lomljene črte in vzdolž krivulje
Učitelj: Kako se ti trajektoriji razlikujejo?
študent. V prvem primeru lahko trajektorijo razdelimo na ravne odseke in vsak odsek obravnavamo posebej. V drugem primeru lahko krivuljo razdelite na krožne loke in ravne odseke. Tako lahko to gibanje obravnavamo kot zaporedje gibanj, ki se pojavljajo vzdolž krožnih lokov različnih radijev
učiteljica. Navedite primere premočrtnega in krivuljnega gibanja, ki ste jih srečali v življenju.
učiteljica. Za krožno gibanje pogosto ni značilna hitrost gibanja, temveč časovno obdobje, v katerem telo naredi en polni obrat. Ta količina se imenuje obdobje obtoka in jo označimo s črko T. (Zapiši definicijo obdobja).
Študentsko sporočilo. Obdobje je količina, ki se v narava in tehnologija. Ja, vemo. Da se Zemlja vrti okoli svoje osi in da je povprečna rotacijska doba 24 ur. Popolna revolucija Zemlje okoli Sonca se zgodi v približno 365,26 dneh. Tekalna kolesa hidravličnih turbin naredijo en polni obrat v času 1 sekunde. Rotor helikopterja ima rotacijsko obdobje od 0,15 do 0,3 sekunde. Obdobje krvnega obtoka pri ljudeh je približno 21-22 sekund.
učiteljica. Gibanje telesa v krogu lahko označimo z drugo količino - številom vrtljajev na enoto časa. Pokličejo jo pogostost obtok: ν = 1/T. Frekvenčna enota: s –1 = Hz. ( Napišite definicijo, enoto in formulo)
Študentsko sporočilo. Ročične gredi traktorskih motorjev imajo hitrost vrtenja od 60 do 100 vrtljajev na sekundo. Rotor plinske turbine se vrti s frekvenco 200 do 300 rps. Krogla, izstreljena iz jurišne puške Kalašnikov, se vrti s frekvenco 3000 vrt/s.
Za merjenje frekvence obstajajo instrumenti, tako imenovani frekvenčni merilni krogi, ki temeljijo na optične iluzije. Na takem krogu so črne črte in frekvence. Ko se tak krog vrti, črne črte tvorijo krog s frekvenco, ki ustreza temu krogu. Tahometri se uporabljajo tudi za merjenje frekvence. .
Delajte na ustvarjanju konceptualne tabele z uporabo§7
Obdobje obtoka
T = 1/ ν
T = t/n
časovno obdobje, v katerem telo naredi en popoln obrat
Pogostost
s –1 = Hz.
ν = 1/T
ν = n/t
število vrtljajev na enoto časa
Ciklična frekvenca
rad/s
= 2 ν
= 2/T
4. Utrjevanje snovi Učitelj Pri tej uri smo se seznanili z opisom krivočrtnega gibanja, z novimi pojmi in količinami. Odgovorite mi na naslednja vprašanja:
– Kako lahko opišete krivočrtno gibanje?
– Kaj imenujemo kotno gibanje? V katerih enotah se meri?
– Kako se imenujeta obdobje in frekvenca? Kako so te količine med seboj povezane? V katerih enotah se merijo? Kako jih je mogoče identificirati?
6. Kontrola in samotestiranje
Učitelj, naslednja preizkusna naloga, kot ste se naučili nov material. Testiranje.
1. Primer krivočrtnega gibanja je...
a) padec kamna;
b) obrnite avto v desno;
c) šprinterski tek na 100 metrov.
2. Minutni kazalec ure naredi en polni obrat. Kakšno je obdobje obtoka?
a) 60 s; b) 1/3600 s; c) 3600 s.
3. Kolo kolesa naredi en obrat v 4 s. Določite hitrost vrtenja.
a) 0,25 1/s; b) 4 1/s; c) 2 1/s.
Test 2
1. Primer krivočrtnega gibanja je...
a) gibanje dvigala;
b) skakalnica z odskočne deske;
c) storž, ki v mirnem vremenu pade s spodnje veje smreke.
2. Sekundni kazalec ure naredi en polni obrat. Kakšna je njegova frekvenca kroženja?
a) 1/60 s; b) 60 s; c) 1 s.
3. Avtomobilsko kolo naredi 20 obratov v 10 s. Določite obdobje vrtenja kolesa?
a) 5 s; b) 10 s; c) 0,5 s.
Odgovori na test 1: b; V; A; V; V
Odgovori na test 2: b; A; V; V; b
7. Domača naloga: § 7, sestavite naloge za določitev obdobja in frekvence kroženja.
8. Povzemanje. Ocenjevanje s samokontrolnimi karticami
št.
Vrste nalog
razred
Reševanje hišnih težav
Izdelava konceptualne tabele
testiranje
končna ocena
9. Razmislek
"Samoocenjevalni list."
Naučil sem se nekaj novega Naučil
Jaz sem razburjena Imam veselje
Presenečen Ničesar nisem razumel
Občinska proračunska izobraževalna ustanova "srednja šola Chubaevskaya" okrožja Urmara Čečenske republike
URA FIZIKE v 9. RAZREDU
»Premočrtno in krivočrtno gibanje.
Gibanje telesa v krogu."
Učiteljica: Stepanova E.A.
Čubaevo - 2013
Zadeva: Premočrtno in krivočrtno gibanje. Gibanje telesa po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo.
Cilji lekcije: dati učencem idejo o premočrtnem in krivuljnem gibanju, frekvenci, obdobju. Predstavite formule za iskanje teh količin in merskih enot.
Izobraževalni cilji: oblikovati koncept premočrtnega in krivuljičnega gibanja, količine, ki ga označujejo, merske enote teh količin in formule za izračun.
Razvojne naloge: še naprej razvijati spretnosti za uporabo teoretičnega znanja pri reševanju praktičnih problemov, razvijati zanimanje za predmet in logično razmišljanje.
Vzgojni cilji: še naprej razvijati obzorja učencev; sposobnost zapisovanja v zvezke, opazovanja, opažanja vzorcev v pojavih in utemeljevanja svojih sklepov.
Oprema: Predstavitev. Multimedijski projektor Žoga, žoga na vrvici, poševna žleb, žoga, avtomobilček, vrtavka, model ure s kazalci, štoparice
Med poukom
JAZ. Organiziranje časa. Uvodna beseda učitelja Pozdravljeni, moji mladi prijatelji, naj začnem našo današnjo lekcijo s temi vrsticami: "Grozne skrivnosti narave visijo povsod v zraku" (N. Zabolotsky, pesem "Mad Wolf") (diapozitiv 1)
2. Posodabljanje znanja
- Katere vrste gibanja poznate?- Kakšna je razlika med premočrtnimi in krivočrtnimi gibi?- Primerjajte trajektorijo in pot za ravna in ukrivljena gibanja. Učitelj: Vemo, da se vsa telesa privlačijo. Zlasti Luna na primer privlači Zemljo. Postavlja pa se vprašanje: če Luno privlači Zemlja, zakaj se vrti okoli nje, namesto da bi padla proti Zemlji? (sl-)Da bi odgovorili na to vprašanje, je treba upoštevati vrste gibanja teles. Vemo že, da je gibanje lahko enakomerno in neenakomerno, obstajajo pa še druge značilnosti gibanja (zdrs)
3. Problemska situacija: V čem se razlikujejo naslednji gibi?
Demonstracije: padanje žoge v ravni črti, kotaljenje žoge po ravnem žlebu. In po krožni poti, vrtenje žogice na vrvici, gibanje avtomobilčka na mizi, gibanje žogice, vržene pod kotom na obzorje...( po vrsti trajektorije)
Učitelj: Ti gibi so lahko glede na vrsto trajektorije razdeliti za gibanje v ravni črti in vzdolž krivulje .(zdrs)
Poskusimo dati definicije krivuljasto in pravokotno gibanje. ( Pisanje v zvezek) premočrtno gibanje - gibanje po ravni poti. Krivočrtno gibanje je gibanje po posredni (ukrivljeni) poti.
4. Torej, tema lekcije
Premočrtno in krivočrtno gibanje. Krožno gibanje(zdrs)
Učitelj: Oglejmo si dva primera krivočrtnega gibanja: po lomljeni črti in po krivulji (nariši). Kako se te poti razlikujejo?
Učenci: V prvem primeru lahko trajektorijo razdelimo na ravne odseke in vsak odsek obravnavamo posebej. V drugem primeru lahko krivuljo razdelite na krožne loke in ravne odseke. T.ob. to gibanje lahko obravnavamo kot zaporedje gibanj, ki se pojavljajo vzdolž krožnih lokov različnih radijev. Zato se morate za preučevanje krivuljnega gibanja učiti gibanje v krogu.(diapozitiv 15)
Sporočilo 1 Gibanje telesa v krogu
V naravi in tehniki zelo pogosto obstajajo gibanja, katerih trajektorije niso ravne, ampak ukrivljene črte. To je krivuljasto gibanje. Planeti in umetni sateliti Zemlje se gibljejo po krivuljastih tirnicah v vesolju, na Zemlji pa vse vrste prevoznih sredstev, deli strojev in mehanizmov, rečne vode, atmosferski zrak itd.
Če pritisnete konec jeklene palice ob vrteči se brusni kamen, bodo vroči delci, ki prihajajo s kamna, vidni v obliki isker. Ti delci letijo s hitrostjo, kot so jo imeli v trenutku, ko so zapustili kamen. Jasno je razvidno, da smer gibanja isker sovpada s tangento na krog na mestu, kjer se palica dotakne kamna. Na tangenti Premikajo se brizgi s koles drsečega avtomobila. (Skica.)
Modul smeri in hitrosti
Učiteljica: Tako je trenutna hitrost telesa v različne točke ukrivljena trajektorija ima drugačna smer. V absolutnem smislu je lahko hitrost povsod enaka ali pa se razlikuje od točke do točke.
Toda tudi če se modul hitrosti ne spremeni, ga ni mogoče šteti za konstantnega. Hitrost - vektorska količina. Za vektorsko količino sta velikost in smer enako pomembni. In enkrat spremembe hitrosti, kar pomeni, da je pospešek. Zato je krivočrtno gibanje vedno pospeševanje gibanja, tudi če je absolutna vrednost hitrosti konstantna .(diapozitiv)(video1)
Pospešek telo se v kateri koli točki enakomerno giblje v krogu centripetalno, tj. usmerjen vzdolž polmera kroga proti njegovemu središču. V kateri koli točki je vektor pospeška pravokoten na vektor hitrosti. (žrebanje)
Modul centripetalnega pospeška: a c =V 2 /R ( napiši formulo), kjer je V linearna hitrost telesa, R pa polmer kroga (drsa).
Centripetalna sila je sila, ki kadarkoli deluje na telo med krivuljnim gibanjem in je vedno usmerjena vzdolž polmera kroga proti središču (pa tudi centripetalni pospešek). In sila, ki deluje na telo, je sorazmerna s pospeškom. F=ma, torej
Značilnosti gibanja telesa v krogu
Za krožno gibanje pogosto ni značilna hitrost gibanja, temveč časovno obdobje, v katerem telo naredi en polni obrat. Ta količina se imenuje obdobje obtoka in je označen s črko T. ( Napišite definicijo obdobja). Pri krožnem gibanju se telo v določenem času vrne v prvotno točko. Zato je krožno gibanje periodično.
Obdobje je čas ene popolne revolucije.
Če telo naredi N vrtljajev v času t, kako najti obdobje? (formula)
Poiščimo povezavo med periodo vrtenja T in velikostjo hitrosti za enakomerno gibanje v krogu s polmerom R. Ker V=S/t = 2πR/T. ( Formulo zapišite v zvezek)
Sporočilo2 Obdobje je količina, ki se v narava in tehnologija. Ja, vemo. Da se Zemlja vrti okoli svoje osi in da je povprečna rotacijska doba 24 ur. Popolna revolucija Zemlje okoli Sonca se zgodi v približno 365,26 dneh. Tekalna kolesa hidravličnih turbin naredijo en polni obrat v času 1 sekunde. Rotor helikopterja ima rotacijsko obdobje od 0,15 do 0,3 sekunde. Obdobje krvnega obtoka pri ljudeh je približno 21-22 sekund.
Učiteljica: Gibanje telesa v krogu lahko označimo z drugo količino - številom vrtljajev na enoto časa. Pokličejo jo pogostost obtok: ν= 1/T. Frekvenčna enota: s -1 =Hz. ( Napišite definicijo, enoto in formulo)(zdrs)
Kako najti frekvenco, če telo v času t naredi N vrtljajev (formula)
Učitelj: Kaj lahko sklepamo o razmerju med temi količinami? (perioda in frekvenca sta recipročni količini)
Sporočilo3 Ročične gredi traktorskih motorjev imajo hitrost vrtenja od 60 do 100 vrtljajev na sekundo. Rotor plinske turbine se vrti s frekvenco 200 do 300 rps. Metka. Ko leti iz jurišne puške Kalašnikov, se vrti s frekvenco 3000 vrt/s. Za merjenje frekvence obstajajo naprave, tako imenovani frekvenčni merilni krogi, ki temeljijo na optičnih iluzijah. Na takem krogu so črne črte in frekvence. Ko se tak krog vrti, črne črte tvorijo krog s frekvenco, ki ustreza temu krogu. Tahometri se uporabljajo tudi za merjenje frekvence. (zdrs)
Povezava Hitrost vrtenja in obdobje vrtenja
ℓ - obseg
ℓ=2πr V=2πr/T
Dodatne značilnosti krožnega gibanja. (zdrs)
Učiteljica: Spomnimo se, katere količine označujejo pravokotno gibanje?
Gibanje, hitrost, pospešek.
Učiteljica: po analogiji gibanje po krožnici - enake količine - kotni premik, kotna hitrost in kotni pospešek.
Kotni premik: (diapozitiv) To je kot med dvema polmeroma. Označeno - merjeno v rad ali deg.
Učiteljica: Spomnimo se iz tečaja algebre, kako je radian povezan s stopnjo?
2pi rad = 360 stopinj. Pi = 3,14, potem je 1 rad = 360/6,28 = 57 stopinj.
Kotna hitrost w=
Merska enota kotne hitrosti - rad/s
Učitelj:. Pomislite, kolikšna bo kotna hitrost, če telo naredi en polni obrat?
študent. Ker je telo opravilo polni obrat, je čas njegovega gibanja enak periodi, kotni premik pa 360° ali 2. Zato je kotna hitrost enaka.
Učitelj: O čem smo se danes pogovarjali? (o krivočrtnem gibanju)
5. Vprašanja za utrjevanje.
Kakšno gibanje se imenuje krivočrtno?
Katero gibanje je poseben primer krivočrtnega gibanja?
Kakšna je smer trenutne hitrosti med krivočrtnim gibanjem?
Zakaj se pospešek imenuje centripetalen?
Kako se imenujeta obdobje in frekvenca? V katerih enotah se merijo?
Kako so te količine med seboj povezane?
Kako lahko opišemo krivuljno gibanje?
Kakšna je smer pospeška telesa, ki se giblje po krožnici s konstantno hitrostjo?
6. Eksperimentalno delo
Izmerite periodo in frekvenco telesa, ki visi na nitki in se vrti v vodoravni ravnini.
(na mizah imate na nitkah obešena telesa, štoparico. Telo enakomerno vrtite v vodoravni ravnini in izmerite čas 10 popolnih obratov. Izračunajte periodo in frekvenco)
7. Utrjevanje. Reševanje problema. (zdrs)
A.S. Puškin. "Ruslan in Ljudmila"
V bližini Lukomorye je zeleni hrast,
Zlata verižica na hrastu
Dan in noč je mačka znanstvenik
Vse se vrti po verigi.
V: Kako se imenuje to gibanje mačke? Določite frekvenco in periodo ter kotno hitrost če v 2 minutah. Naredi 12 krogov. (odgovor: 0,1 1/s, T=10s, w=0,628rad/s)
P.P. Ershov "Mali grbavec"
No, tako gre naš Ivan
Za obročem na okijanu
Mali grbavec leti kot veter,
In začetek prvega večera
Pretekel sem sto tisoč verst
In nikjer nisem počival.
V: Kolikokrat je konjiček Grbavec prvi večer obkrožil Zemljo? Zemlja ima obliko krogle, ena milja pa je približno 1066 m (odgovor: 2,5-krat).
8.Test Preverjanje asimilacije novega materiala(testi na papirju)
Test 1.
1. Primer krivočrtnega gibanja je...
a) padec kamna;
b) obrnite avto v desno;
c) šprinterski tek na 100 metrov.
2. Minutni kazalec ure naredi en polni obrat. Kakšno je obdobje obtoka?
a) 60 s; b) 1/3600 s; c) 3600 s.
3. Kolo kolesa naredi en obrat v 4 s. Določite hitrost vrtenja.
a) 0,25 1/s; b) 4 1/s; c) 2 1/s.
4. Propeler motornega čolna naredi 25 obratov v 1 s. Kolikšna je kotna hitrost propelerja?
a) 25 rad/s; b) /25 rad/s; c) 50 rad/s.
5. Določite hitrost vrtenja električnega vrtalnika, če je njegova kotna hitrost 400 .
a) 800 1/s; b) 400 1/s; c) 200 1/s.
Odgovori: b; V; A; V; V.
Test 2.
1. Primer krivočrtnega gibanja je...
a) gibanje dvigala;
b) skakalnica z odskočne deske;
c) storž, ki v mirnem vremenu pade s spodnje veje smreke.
Sekundni kazalec ure naredi en polni obrat. Kakšna je njegova frekvenca kroženja?
a) 1/60 s; b) 60 s; c) 1 s.
3. Avtomobilsko kolo naredi 20 obratov v 10 s. Določite obdobje vrtenja kolesa?
a) 5 s; b) 10 s; c) 0,5 s.
4. Rotor močne parne turbine naredi 50 obratov v 1 s. Izračunajte kotno hitrost.
a) 50 rad/s; b)/50 rad/s; c) 10 rad/s.
5. Določite rotacijsko dobo verižnika kolesa, če sta kotni hitrosti enaki.
a) 1 s; b) 2 s; c) 0,5 s.
Odgovori: b; A; V; V; b.
Samotestiranje
9. Razmislek.
Izpolnimo ga skupaj Mehanizem ZUH (vem, izvedel sem, želim vedeti)
10.Povzetek, ocene za lekcijo
11. Domača naloga odstavki 18,19,
domača naloga: izračunajte, če je mogoče, vse značilnosti poljubnega rotacijskega telesa (kolo kolesa, minutni kazalec na uri)
Ja. I. Perelman. Zabavna fizika. Knjiga 1 in 2 - M.: Nauka, 1979.
S. A. Tihomirova. Didaktično gradivo v fiziki. Fizika v fikcija. 7 – 11 razred. – M.: Razsvetljenje. 1996.
Premočrtno in krivočrtno gibanje. Gibanje telesa po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo
Zakoni interakcije in gibanja teles
S pomočjo to lekcijo Lahko samostojno preučujete temo »Pravokortno in krivočrtno gibanje. Gibanje telesa po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo." Najprej bomo opisali premočrtno in krivočrtno gibanje z upoštevanjem, kako sta pri teh vrstah gibanja povezana vektor hitrosti in sila, ki deluje na telo. Nato obravnavamo poseben primer, ko se telo giblje v krožnici s konstantno absolutno hitrostjo.
V prejšnji lekciji smo obravnavali vprašanja, povezana z zakonom univerzalne gravitacije. Tema današnje lekcije je tesno povezana s tem zakonom; posvetili se bomo enakomernemu gibanju telesa v krožnici.
Prej smo rekli, da premikanje - To je sprememba položaja telesa v prostoru glede na druga telesa skozi čas. Za gibanje in smer gibanja je značilna tudi hitrost. Sprememba hitrosti in same vrste gibanja je povezana z delovanjem sile. Če na telo deluje sila, telo spremeni svojo hitrost.
Če je sila usmerjena vzporedno z gibanjem telesa, bo takšno gibanje naravnost(slika 1).
riž. 1. Premočrtno gibanje
Krivočrtna takšno gibanje bo prišlo, ko sta hitrost telesa in sila, ki deluje na to telo, usmerjeni drug proti drugemu pod določenim kotom (slika 2). V tem primeru bo hitrost spremenila svojo smer.
riž. 2. Krivočrtno gibanje
Torej, kdaj ravno gibanje vektor hitrosti je usmerjen v isto smer kot sila, ki deluje na telo. A krivočrtno gibanje je takšno gibanje, ko sta vektor hitrosti in sila, ki deluje na telo, med seboj pod določenim kotom.
Oglejmo si poseben primer krivočrtnega gibanja, ko se telo giblje po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo. Ko se telo giblje po krožnici s konstantno hitrostjo, se spremeni samo smer hitrosti. V absolutni vrednosti ostaja konstantna, vendar se smer hitrosti spreminja. Ta sprememba hitrosti povzroči prisotnost pospeška v telesu, ki se imenuje centripetalno.
riž. 6. Gibanje po ovinkasti poti
Če je pot gibanja telesa krivulja, jo lahko predstavimo kot niz gibanj vzdolž krožnih lokov, kot je prikazano na sl. 6.
Na sl. Slika 7 prikazuje, kako se spreminja smer vektorja hitrosti. Hitrost med takšnim gibanjem je usmerjena tangencialno na krožnico, po loku katere se telo premika. Tako se njegova smer nenehno spreminja. Tudi če absolutna hitrost ostane konstantna, sprememba hitrosti povzroči pospešek:
IN v tem primeru pospešek bo usmerjen proti središču kroga. Zato se imenuje centripetalna.
Zakaj je centripetalni pospešek usmerjen proti središču?
Spomnimo se, da če se telo premika po ukrivljeni poti, je njegova hitrost usmerjena tangencialno. Hitrost je vektorska količina. Vektor ima numerično vrednost in smer. Med gibanjem telesa hitrost nenehno spreminja svojo smer. To pomeni, da razlika v hitrostih v različnih časovnih trenutkih ne bo enaka nič (), v nasprotju s pravokotnim enakomernim gibanjem.
Imamo torej spremembo hitrosti v določenem časovnem obdobju. Razmerje do je pospešek. Pridemo do zaključka, da ima telo, ki se enakomerno giblje po krožnici, pospešek, tudi če se hitrost ne spreminja v absolutni vrednosti.
Kam je ta pospešek usmerjen? Poglejmo sl. 3. Neko telo se giblje krivuljično (po loku). Hitrost telesa v točkah 1 in 2 je usmerjena tangencialno. Telo se giblje enakomerno, to pomeni, da sta modula hitrosti enaka: , vendar smeri hitrosti ne sovpadata.
riž. 3. Gibanje telesa v krogu
Od tega odštej hitrost in dobiš vektor. Če želite to narediti, morate povezati začetke obeh vektorjev. Vzporedno premaknite vektor na začetek vektorja. Gradimo do trikotnika. Tretja stranica trikotnika bo vektor razlike hitrosti (slika 4).
riž. 4. Vektor razlike hitrosti
Vektor je usmerjen proti krogu.
Oglejmo si trikotnik, ki ga tvorita vektorja hitrosti in vektor razlike (slika 5).
riž. 5. Trikotnik, ki ga tvorijo vektorji hitrosti
Ta trikotnik je enakokrak (modula hitrosti sta enaka). To pomeni, da sta kota pri dnu enaka. Zapišimo enakost za vsoto kotov trikotnika:
Ugotovimo, kam je usmerjen pospešek v dani točki na trajektoriji. Da bi to naredili, bomo začeli točko 2 približevati točki 1. S tako neomejeno skrbnostjo se bo kot nagibal k 0, kot pa k . Kot med vektorjem spremembe hitrosti in samim vektorjem hitrosti je . Hitrost je usmerjena tangencialno, vektor spremembe hitrosti pa proti središču krožnice. To pomeni, da je tudi pospešek usmerjen proti središču kroga. Zato se ta pospešek imenuje centripetalno.
Kako najti centripetalni pospešek?
Razmislimo o tirnici, po kateri se giblje telo. V tem primeru gre za krožni lok (slika 8).
riž. 8. Gibanje telesa v krogu
Na sliki sta prikazana dva trikotnika: trikotnik, ki ga tvorita hitrosti, in trikotnik, ki ga tvorita polmer in vektor premika. Če sta točki 1 in 2 zelo blizu, bo vektor premika sovpadal z vektorjem poti. Oba trikotnika sta enakokraka z enakima vrhnima kotoma. Tako sta si trikotnika podobna. To pomeni, da so ustrezne stranice trikotnikov enako povezane:
Premik je enak produktu hitrosti in časa: . Če zamenjamo to formulo, lahko dobimo naslednji izraz za centripetalni pospešek:
Kotna hitrost označujemo z grško črko omega (ω), označuje kot, za katerega se telo zavrti na časovno enoto (slika 9). To je velikost loka v stopenjska mera ki jih telo čez nekaj časa prehodi.
riž. 9. Kotna hitrost
Upoštevajte, da če trdna vrti, potem bo kotna hitrost za katero koli točko na tem telesu konstantna vrednost. Ali se točka nahaja bližje središču vrtenja ali dlje, ni pomembno, torej ni odvisno od polmera.
Merska enota bo v tem primeru stopinje na sekundo () ali radiani na sekundo (). Pogosto beseda "radian" ni napisana, ampak preprosto napisana. Na primer, ugotovimo, kakšna je kotna hitrost Zemlje. Zemlja naredi popoln obrat v eni uri in v tem primeru lahko rečemo, da je kotna hitrost enaka:
Bodite pozorni tudi na razmerje med kotno in linearno hitrostjo:
Linearna hitrost je neposredno sorazmerna s polmerom. Večji kot je polmer, večja je linearna hitrost. Tako z oddaljevanjem od središča vrtenja povečamo svojo linearno hitrost.
Upoštevati je treba, da je krožno gibanje s konstantno hitrostjo poseben primer gibanja. Vendar je lahko gibanje po krogu neenakomerno. Hitrost se lahko spremeni ne samo v smeri in ostane enaka po velikosti, ampak tudi spremeni vrednost, tj. poleg spremembe smeri se spremeni tudi velikost hitrosti. V tem primeru govorimo o tako imenovanem pospešenem gibanju v krožnici.
Kaj je radian?
Obstajata dve enoti za merjenje kotov: stopinje in radiani. V fiziki je praviloma glavna radianska mera kota.
Gradimo sredinski kot, ki leži na loku dolžine .
Scenarij lekcije št. 26
Tema lekcije: Premočrtno in krivočrtno gibanje. Gibanje telesa po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo.
Predmet: fizika
Učitelj: Apasova N.I.
Ocena: 9
Učbenik: Fizika. 9. razred: učbenik / A. V. Peryshkin, E. M. Gutnik - 3. izd., Stereotip - M.: Bustard, 2016
Vrsta lekcije: pouk odkrivanja novega znanja
Cilji lekcije:
Ustvariti pogoje za študente, da razvijejo idejo o krivuljnem gibanju in količinah, ki so zanj značilne;
Spodbujati razvoj sposobnosti opazovanja, logično razmišljanje;
Prispevati k oblikovanju znanstvenega pogleda na svet in zanimanja za fiziko.
Cilji lekcije:
- navesti primere premočrtnega in krivočrtnega gibanja teles; poimenovati pogoje, v katerih se telesa gibljejo premočrtno in krivuljno; izračunati modul centripetalnega pospeška; na risbah upodabljajo vektorje hitrosti in centripetalni pospešek pri gibanju telesa po krožnici; pojasni razlog za nastanek centripetalnega pospeška pri enakomernem krožnem gibanju (rezultat predmeta);
- obvladajo veščine samostojnega pridobivanja novih znanj o gibanju telesa v krogu; uporabljati hevristične metode pri reševanju vprašanja vzroka centripetalnega pospeška pri enakomernem krožnem gibanju; obvlada regulativne metode nadzora pri reševanju računskih in kvalitativnih problemov; razvijajo monološki in dialoški govor (metapredmetni rezultat);
Oblika kognitivni interes na vrste mehanskega gibanja; razvijajo ustvarjalne sposobnosti in praktične spretnosti pri reševanju kvalitativnih in računskih problemov o enakomernem gibanju točke po krožnici; biti sposoben samostojno odločati, utemeljevati in ocenjevati rezultate svojih dejanj (osebni rezultat).
Učni pripomočki: učbenik, zbirka nalog; računalnik, multimedijski projektor, predstavitev “Premočrtno in krivočrtno gibanje”; poševna žleb, žoga, žoga na vrvici, avtomobilček, vrtavka.
JAZ. Organizacijski moment (motivacija za izobraževalne dejavnosti)Cilj stopnje: vključevanje študentov v dejavnosti na osebno pomembni ravni
Pozdrav, preverjanje pripravljenosti na lekcijo, čustveno razpoloženje.
"Resnično svobodni smo, ko smo ohranili sposobnost razmišljanja sami." Ciceron.
Poslušajo in se uglasijo z lekcijo.
Osebno: pozornost, spoštovanje drugih
Komunikativna: načrtovanje izobraževalnega sodelovanja
Regulativni: samoregulacija
II. Posodabljanje znanja
Namen faze: ponovitev preučene snovi, potrebne za "odkrivanje novega znanja" in prepoznavanje težav pri individualne dejavnosti vsak študent
Organizira medsebojno preverjanje domačih nalog in razpravo o testnih vprašanjih
1. Formulirajte zakon univerzalne gravitacije. Zapiši formulo.
2. Ali drži, da je privlačnost Zemlje eden od primerov univerzalne gravitacije?
3. Kako se spreminja sila težnosti, ki deluje na telo, ko se oddaljuje od Zemlje?
4. S katero formulo lahko izračunamo gravitacijsko silo, ki deluje na telo, če je na Zemlji na nizki nadmorski višini?
5. V katerem primeru bo sila težnosti, ki deluje na isto telo, večja: če se to telo nahaja v ekvatorialnem območju sveta ali na enem od polov? Zakaj?
6. Kaj veste o gravitacijskem pospešku na Luni?
št. 2,3 – ustno
Št. 4 – pri tabli
Vemo, da se vsa telesa privlačijo. Zlasti Luna na primer privlači Zemljo. Postavlja pa se vprašanje: če Luno privlači Zemlja, zakaj se vrti okoli nje, namesto da bi padla proti Zemlji?
Da bi odgovorili na to vprašanje, je treba upoštevati vrste gibanja teles.
Katere vrste gibanj smo preučevali?
Kakšno gibanje imenujemo enakomerno?
Kako se imenuje hitrost enakomernega gibanja?
Kakšno gibanje imenujemo enakomerno pospešeno?
Kakšen je pospešek telesa?
Kaj je gibanje? Kaj je trajektorija?
Odgovori na vprašanje
Strokovni pregled naloge
Odgovori na vprašanje
Kognitivni: logično sklepanje; zavestno in prostovoljno zgraditi govorni izrek v ustni obliki
Regulativni: sposobnost poslušanja v skladu s ciljno nastavitvijo; pojasnjevanje in dopolnjevanje izjav študentov
IIӀ. Določitev ciljev in ciljev lekcije.
Namen odra: ustvarjanje problemske situacije; popravljanje nove učne naloge
Oblikovanje problema.
Prikaz izkušenj: vrtenje kolovrata, vrtenje žogice na vrvici
Kako lahko označite njihovo gibanje? Kaj imajo skupnega njihova gibanja?
To pomeni, da je naša naloga v današnji lekciji predstaviti koncept premočrtnega in krivočrtnega gibanja. Gibanje telesa v krogu. Diapozitiv 1
Za zastavljanje ciljev predlagam analizo mehaničnega gibalnega vzorca. Diapozitiv 2.
Kakšne cilje si bomo zastavili za našo temo? Diapozitiv 3
Izdelajo domnevo
Zapišite temo lekcije, oblikujte cilje
Regulativni: ureditev izobraževalne dejavnosti; sposobnost poslušanja v skladu s ciljno nastavitvijo
Osebno: pripravljenost in sposobnost za samorazvoj.
I V. Problemska razlaga novega znanja
Namen odra: zagotoviti učenčevo zaznavo, razumevanje in začetno utrjevanje znanja o krivočrtno gibanje, količine, ki ga označujejo
Razlaga nove snovi s prikazom predstavitve, prikaz poskusov, organiziranje samostojno delo učenci z učbenikom
Prikaz: žoga, ki pada navpično, se kotali po žlebu, žoga, ki se vrti na vrvici, avtomobilček, ki se premika po mizi, žoga, vržena pod kotom na obzorje, pada.
Kako se gibi predlaganih teles razlikujejo?
Poskusite ga dati samidefinicije
krivočrtna in premočrtna gibanja.
– premočrtno gibanje – gibanje po ravni poti
– krivočrtno gibanje – gibanje po posredni poti.
Naloga 1. Prepoznajte glavne znake premočrtnega in krivočrtnega gibanja
1. Preberi § 17
2. Na podlagi sl. 34 str. 70 Zapiši v zvezek znake, ki jih ima premikajoče se telo:
a) naravnost (1 b)
b) ukrivljen (1 b)
3. Izberite pravilno trditev: (2 b)
A: Če sta vektor sile in vektor hitrosti usmerjena vzdolž iste premice, se telo giblje premočrtno.
B: če sta vektor sile in vektor hitrosti usmerjena vzdolž sekajočih se ravnih črt, se telo giblje krivuljično
1) samo A 2) samo B 3) oba A in B 4) niti A niti B
naredi sklep Kaj določa vrsto poti gibanja?
Delovanje sile na telo lahko v nekaterih primerih vodi le do spremembe velikosti vektorja hitrosti tega telesa, v drugih pa do spremembe smeri hitrosti.
Razmislite o dveh primerih krivuljnega gibanja: vzdolž lomljene črte in vzdolž krivulje. Diapozitivi 7,8
Kako se te poti razlikujejo?
Naloga 2. Predstavljajte si gibanje po kateri koli ovinkasti poti kot gibanje v krogu.
1. Razmislite o sl. 35 str., analiziraj ga na podlagi besedila učbenika.
2. Narišite svojo krivuljno trajektorijo in si jo predstavljajte kot niz krožnih lokov različnih radijev. (1 b)
to. to gibanje lahko obravnavamo kot zaporedje gibanj, ki se pojavljajo vzdolž krožnih lokov različnih radijev. Diapozitiv 9
Naloga 3. Določite smer vektorja linearne hitrosti pri gibanju v krogu.
1. Preberite § 18 str.
2. V zvezek nariši vektor hitrosti v točkah B in C in sklepaj. (2b)
Navedite primere krivuljnega gibanja, s katerimi ste se srečali v življenju.
Planeti in umetni sateliti Zemlje se gibljejo po krivuljastih tirnicah v vesolju, na Zemlji pa vse vrste prevoznih sredstev, deli strojev in mehanizmov, rečne vode, atmosferski zrak itd. Diapozitiv 10.
Če pritisnete konec jeklene palice ob vrteči se brusni kamen, bodo vroči delci, ki prihajajo s kamna, vidni v obliki isker. Ti delci letijo s hitrostjo, kot so jo imeli v trenutku, ko so zapustili kamen. Jasno je razvidno, da smer gibanja isker sovpada s tangento na krog na mestu, kjer se palica dotakne kamna.Na tangenti premikajo se brizgi s koles drsečega avtomobila.
Tako ima trenutna hitrost telesa na različnih točkah krivulje krivulje drugačno smer in, upoštevajte: vektorji hitrosti in sile, ki delujejo na telo, so usmerjeni vzdolž sekajočih se ravnih črt. Diapozitiv 11.
V absolutnem smislu je lahko hitrost povsod enaka ali pa se razlikuje od točke do točke. Toda tudi če se modul hitrosti ne spremeni, ga ni mogoče šteti za konstantnega. Hitrost je vektorska količina. In enkratspremeni se vektor hitrosti , to pomeni, da je pospešek. Zato je krivočrtno gibanje vednopospeševanje gibanja , tudi če je absolutna hitrost konstantna.(Slide 12).
Naloga 4. Študija str koncept centripetalnega pospeška.
Odgovori na vprašanja:
2) Kam je usmerjen pospešek telesa, ko se giblje po krožnici s konstantno absolutno hitrostjo? (1 b)
3) Katero formulo lahko uporabimo za izračun velikosti vektorja centripetalnega pospeška? (1 b)
4) Kakšna formula se uporablja za izračun velikosti vektorja sile, pod vplivom katerega se telo giblje po krožnici s konstantno hitrostjo po velikosti? (1 b)
Pospešek telesa, ki se v kateri koli točki enakomerno giblje v krožnicicentripetalno
,
tiste. usmerjen vzdolž polmera kroga proti njegovemu središču. V kateri koli točki je vektor pospeška pravokoten na vektor hitrosti. Diapozitiv 13
Modul za centripetalni pospešek: a q = V 2 /R kjer je V linearna hitrost telesa, R pa polmer kroga.
Diapozitiv 14
Iz formule je razvidno, da pri enaki hitrosti, manjši kot je polmer kroga, večja je centripetalna sila. Torej, pri cestnih zavojih mora premikajoče se telo (vlak, avto, kolo) delovati proti središču ovinka, večja kot je sila, ostrejši je zavoj, tj. manjši je polmer ovinka.
Po Newtonovem zakonu II je pospešek vedno sousmerjen s silo, ki ga povzroča. To velja tudi za centripetalni pospešek.
Kako je sila usmerjena v vsako točko tirnice?
Ta sila se imenuje centripetalna.
Centripetalna sila je odvisna od linearne hitrosti: ko se hitrost povečuje, se povečuje. To dobro poznajo vsi drsalci, smučarji in kolesarji: kaj s večja hitrost težje je narediti ovinek. Vozniki dobro vedo, kako nevarno je močno obrniti avtomobil pri veliki hitrosti.
Centripetalno silo ustvarjajo vse sile narave.
Navedite primere delovanja centripetalnih sil po njihovi naravi:
elastična sila (kamen na vrvi);
gravitacijska sila (planeti okoli sonca);
sila trenja (vrtljivo gibanje).
Gledanje demonstracije
Odgovorijo na vprašanje: glede na vrsto trajektorije lahko ta gibanja razdelimo na gibanja vzdolž ravne črte in vzdolž ukrivljene črte.
Podane so definicije. Diapozitiv 4
Izpolnite nalogo
Potegnite zaključek
Diapozitivi 5,6
Odgovori na vprašanje: v prvem primeru lahko trajektorijo razdelimo na ravne odseke in vsak odsek obravnavamo posebej. V drugem primeru lahko krivuljo razdelite na krožne loke in ravne odseke
Delo z učbenikom
Izpolnite nalogo
Delo z učbenikom
Navedite primere
Delo z učbenikom
Zapiši formulo
Odgovori na vprašanje
Formulo zapiši v zvezek
Navedite primere
Kognitivni: poudarjanje bistvenih informacij; logični sklepi; zavestno in prostovoljno zgraditi govorni izrek v ustni obliki; sposobnost oblikovanja vprašanj; analiza vsebine odstavka.
Komunikativni: poslušanje učitelja in prijateljev, gradnja sogovorniku razumljivih izjav.
Regulativni: sposobnost poslušanja v skladu s ciljno nastavitvijo; načrtujte svoja dejanja; pojasnjevanje in dopolnjevanje izjav študentov
V. Začetno preverjanje razumevanja
Namen odra: izgovorjava in utrjevanje novega znanja; prepoznati vrzeli v primarnem razumevanju preučenega gradiva, napačne predstave študenta; narediti popravek
Reševanje problema
1. Reševanje problemov kakovosti
št. 1624-1629(P)
2. Reševanje računskih nalog
Delo v parih
Sodelujte v kolektivni razpravi o reševanju problemov
Regulativni: načrtovanje lastnih dejavnosti za rešitev danega problema, samoregulacija
Osebno: samoodločanje za dosego najvišjega rezultata
V ӀΙΙ. Povzetek lekcije (refleksija dejavnosti)
Namen stopnje: zavedanje učencev o svojih izobraževalnih dejavnostih, samoocenjevanje rezultatov lastnih in dejavnosti celotnega razreda.
Učitelj povabi učence, da pri učni uri povzamejo pridobljeno znanje. Izračunajte število točk za pravilno opravljene naloge in se ocenite.
21 -19 točk – ocena "5"
18-15 točk - ocena "4"
14-10 točk - ocena "3"
Ponuja, da se vrnete k ciljem in ciljem lekcije ter analizirate njihovo izvajanje
Ali so vsi cilji doseženi?
Kaj ste se naučili?
Nisem vedel…
Zdaj vem…
Učenci stopijo v dialog z učiteljem, izrazijo svoje mnenje in povzamejo učno uro.
Kognitivni: sposobnost sklepanja.
Komunikativen: znati oblikovati svoje mnenje in stališče.
Regulativni: sposobnost izvajanja samokontrole in samospoštovanja; ustrezno zaznati učiteljevo oceno
ΙХ. Domača naloga
Cilj: nadaljnja samostojna uporaba pridobljenega znanja.
§17,18; odgovori na vprašanja na odstavke
Vaja 17 – ustno
Učenci zapišejo Domača naloga, poiščite nasvet
Regulativni: študentova organizacija njihovih učnih dejavnosti.
Osebno: ocena zahtevnosti naloge pri izbiri le-te za samostojno opravljanje