Размещено на http://www.allbest.ru/

Розділ 1: Кінематика

Кінематика рівномірного прямолінійного руху. Відносність руху. Середня та миттєва швидкості нерівномірного руху.

Урок № 1

Тема : Механічний рух. Траєкторія. Шлях. Відносність руху

Мета уроку: ознайомити учнів з основними поняттями, що характеризують механічний рух; увести поняття відносності механічного руху.

Сприяти формуванню в учнів уявлення про значущість вивчення фізики, її застосування в практичній діяльності.

Розвивати творчу активність, пізнавальні інтереси учнів.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: підручники та посібники, які використовуються під час вивчення курсу, різноманітні тіла (дитячий автомобіль, кулька, брусок), лінійка.

Хід уроку:

I. Організаційний момент

ІI. Мотивація навчальної діяльності учнів.

1. Оголошення теми та мети уроку, його ролі в даній темі.

2. Постановка перед учнями цілі та розкриття методів її досягнення на уроці.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

Найпростішим явищем є фізичний рух. Якщо подивитись навколо, то можна побачити , що рухається все: люди, машини, тварини, комахи,бактерії, вода в річках, кров у судинах, Земля навколо Сонця і т. д. При цьому кожне тіло рухається по-різному.

Найпростішим видом руху є механічний рух. На основі дослідів і аналізу спостережень даємо означення механічного руху:

Механічний рух - зміна з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл.

Отже, коли вивчають механічний рух тіл, то обов'язково вказують відносно якого тіла його розглядають.

Тіло, відносно якого розглядається рух інших тіл, називають тілом відліку.

Наприклад ,точка на ободі колеса велосипеда описує відносно велосипедиста коло, а для перехожого - циклоїду . Відносність механічного руху означає ,.що те саме тіло рухається по-різному відносно різних тіл відліку або навіть може перебувати в спокої.

Вибір тіла відліку довільний і залежить від спостерігача. Наприклад, диспетчер, що регулює рух літаків, приймає за тіло відліку диспетчерську вежу. Капітан корабля під час плавання приймає за тіло відліку палубу судна, а під час швартування -- пірс гавані. Наприклад, пасажир у вагоні поїзда відносно столика перебуває в спокої, а відносно перону -- рухається .

Але, для дослідження руху мало знати тіло відліку, треба мати ще й систему координат. Систему координат проводять через будь-яку точку тіла відліку.

Якщо рух відбувається у площині, то за систему координат беремо дві перпендикулярні прямі Ох і Оу, які лежать у площині, в які рухається тіло. Тоді положення тіла задається двома координатами. Нарешті, коли тіло рухається прямолінійно, то беруть одну координатну вісь і суміщають її з прямою вздовж якої рухається тіло, тоді потреба в інших двох осях відпадає і положення тіла задається однією координатою х.

 z

y

x

кінематика механіка рух тіло

Для характеристики руху, крім тіла відліку і системи координат треба мати прилад для вимірювання часу. Час вимірюють за допомогою секундоміра, який нерухомо зв'язаний з тілом відліку.

Підсумовуючи сказане формулюємо означення системи відліку:

Система відліку - це тіло відліку, система координат зв'язана з ним і прилад для вимірювання часу.

Частина фізики, яка займається вивченням механічного руху називається механікою.

Вивчити рух - означає вміти вказати положення тіла у будь-який момент часу. В цьому і полягає основне завдання механіки (ОЗМ) - визначати положення тіла в будь-який момент часу.

Так, наприклад, вчені розраховують де перебуватиме супутник у той чи інший момент часу; коли Земля, Місяць і Сонце будуть перебувати на одній лінії ( відбудеться сонячне затемнення ) і т.д.

Механіка є найстарішим розділом фізики. Вона зародилася в стародавньому Єгипті, Греції. Тут можна розказати учням про досягнення стародавніх людей у будівництві, у військово-морській справі. Наприклад, піраміди єгипетських фараонів , які були збудовані рабами за допомогою найпростіших пристроїв, таких як: важіль, блок, клин, похила площина і т.д.

В афінській армії успішно використовували різноманітні військові машини: колісниці, катапульти , стінобитні машини. Перші праці по механіці, в яких описані прості машини належали вченим Древньої Греції. А ось основи вчення про механічний рух було закладено лише на початку XVII ст. Галілео Галілеєм (1564-1642 рр. ). Його дослідження були завершені англійським ученим Ісааком Ньютоном (1643-1727 рр.). Саме він сформулював закони, що стали фундаментальними законами природи.

Механіку, в основі якої лежать закони Ньютона, називають класичною механікою.

Класична механіка складається з трьох частин:

1. кінематика

2. динаміка

3. статика.

Кінематика - це розділ механіки, який вивчає геометричні властивості руху, тобто вивчає як рухається тіло і при цьому не розглядає причин цього руху.

Під час вивчення руху виникають певні труднощі, бо кожне тіло має свої розміри і різні точки тіла перебувають одночасно у різних місцях. Для спрощення дослідження механічних рухів вводять ряд спрощень. Виявляється , що в багатьох випадках немає потреби визначати положення кожної точки рухомого тіла . Цього не слід робити коли всі точки рухаються однаково. Наприклад східці ескалатора, кабіна «колеса огляду», санчата.

Рух, під час якого всі точки тіла рухаються однаково називається поступальним.

Під час поступального руху будь-яка пряма, уявно проведена в тілі, залишається паралельною сама собі. Тому під час поступального руху достаньо розглянути рух однієї точки цього тіла.



Пропонуємо учням подумати яким є рух колеса під час його обертання ? Тут кожна точка колеса буде рухатись по колу.

Рух, під час якого всі точки тіла рухаються по колах центри яких знаходяться на одній прямій називається обертальним.

Отже, звертаємо увагу учнів на те, що механічний рух буває двох видів: поступальний і обертальний.

Немає потреби описувати рух кожної точки і тоді, коли розміри тіла малі порівнянно з відстанню, яку воно проходить. Наприклад, автомобіль проїхав 100 км, а його довжина 5 м, це в 20000 разів менше від відстані. В такому випадку автомобіль можна розглядати , як точку, приписавши їй усі його властивості. Таку точку називають матеріальною. Але коли йдеться про посадку пасажирів у автомобіль, то розглядати його як матеріальну точку не можна, тому що розміри пасажирів того самого порядку, що й розміри автомобіля.

У русі Землі навколо Сонця Землю можна вважати точкою, так як радіус земної орбіти у 24000 раз менший за відстань до Сонця. А якщо розглядати рух літака, що летить з однієї точки Землі у іншу, то її не можна вважати матеріальною точкою.Корабель, що пливе у морі також вважають матеріальною точкою, зате коли ми будемо вивчати рух людини по його палубі, тоді він точкою не вважається.

На основі розглянутих прикладів робимо висновок:

матеріальною точкою називають тіло розмірами якого можна знехтувати за даних умов.

Під час руху у просторі тіло «вимальовує» певну лінію. Наприклад: рух крейди по дошці, рух краплі дощу по склі, рух автомобіля по піску , рух лижника по снігу, рух велосипеда. І не завжди ця лінія видима.

Неперервна лінія, по якій рухається тіло називається траєкторією.

Залежно від вигляду траєкторії рух може бути:

прямолінійним - коли траєкторією руху тіла є пряма

криволінійним - коли траєкторією руху тіла є крива.

Із уроків математики і свого життєвого досвіду ви знаєте, що шлях - це довжина траєкторії, яку проходить тіло за певний проміжок часу. Шлях позначається буквою S, визначається за формулою S=Vt, вимірюється в метрах.

Але чи досить цих знань, щоб розв'язати ОЗМ, тобто визначати положення тіла у будь-який момент часу?

Якщо відома траєкторія руху тіла, і відома швидкість руху тіла, то дійсно можна скористатись вище згаданою формулою і сказати де буде знаходитись тіло через проміжок часу t.

А що робити коли траєкторія руху тіла невідома?

Наприклад: від дому до школи можна дістатись кількома дорогами. Відомо, що учень рухається із швидкістю 2м/с. Скажіть де буде учень через 50 с? Розв'язати задачу неможливо, якщо невідомо якою дорогою пішов учень.

I

II

III

У такому випадку використовують іншу фізичну величину -переміщення.

Переміщення - це напрямлений відрізок прямої, що сполучає початкове положення тіла з його наступним положенням.

Так-як переміщення є величиною векторною, то позначається S

Наприклад одне тіло перемістилось із точки А в точку В по першій траєкторії і пройшло шлях S1, а інше, по-другій траєкторії пройшовши шлях S2.

При цьому обидва тіла здійснили

I

В однакове переміщення S.

S

А II

Наведемо інший приклад, який показує, що знання шляху, який пройшло тіло не дає можливості визначити положення тіла. Нехай літак вилетів із пункта А і за 2 години подолав шлях 1500км. Зрозуміло, що за цими даними неможливо вказати положення тіла через 2 год. Розв'язати цю задачу можна було б якби був відомий напрям руху літака і траєкторія руху, або його переміщення.

ІV. Закріплення вивченого та підсумок уроку.

1.Ви їдете у тролейбусі. Відносно яких тіл ви перебуваєте в стані спокою, а відносно яких рухаєтесь? Яке тіло можна взяти за тіло відліку? За яких умов вас можна розглядати як матеріальну точку?

2. Загадка:

Пливе у просторі космічнім,

Така для нас знайома, звична.

Любима, зблизька і здаля

Навіки рідна нам …

(Земля)

Відносно яких тіл Земля є матеріальною точкою? Якою є траєкторія руху Землі?

3. На тренуванні баскетболіст кидає м'яч дуже високо, а потім біжить по прямій і ловить його. Чиє переміщення більше, баскетболіста чи м'яча?

V. Домашнє завдання.

Размещено на Allbest.ru