Конспект урока по физике по теме "Механическое движение"

Цель урока:

1) образовательная: обеспечить закрепление и систематизацию знаний учащихся по теме “Механическое движение”; продолжить работу по формированию научного мировоззрения;

2) развивающая: способствовать развитию умений применять теоретические знания в практических условиях, находить и использовать нужную информацию из разных источников; творчески относиться к выполнению полученного задания;

3) воспитательная: продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения; в познаваемости мира, продолжить работу по формированию этики и эстетики ответа, чувства ответственности за результат.

· Что называется механическим движением;

· В каких случаях движущееся тело обычно рассматривают как материальную точку;

· Обладает ли материальная точка массой;

· Имеет ли она размеры;

· Что называется системой отсчета;

· Почему, говоря о механическом движении, необходимо указывать систему отсчета;

· Что такое длина пути, траектория движения;

· Что определяется с помощью вектора перемещения;

· Когда модуль перемещения совпадает с пройденным путем;

· Почему можно утверждать, что скорость является векторной величиной;

· Как направлен вектор скорости;

· Что необходимо знать для определения направления скорости;

· Что такое мгновенная скорость;

· Какая скорость указана на дорожных знаках, ограничивающих скорость транспорта, — средняя или мгновенная;

· Сравните понятия тело отсчета и система отсчета. Чем они отличаются друг от друга и что у них общего;

· Что необходимо указать для того, чтобы составить суждение о состоянии движения;

· приведите примеры движений, в которых наиболее важными можно считать указание пути или перемещения;

· Какие способы описания механического движения тела вы знаете;

· Что называется радиусом-вектором точки;

· Каково назначение радиуса-вектора; Что с его помощью определяется;

· Как изображается и как обозначается радиус-вектор;

· Какая связь существует между вектором перемещения и радиусами-векторами конечной и начальной точек движения;

· Зависимы или не зависимы друг от друга различные способы описания движения;

Учащиеся должны уметь на основе полученных теоретических знаний и выполненных задач объяснить:

· Что является механическим движением;

· В каких случаях движущееся тело можно рассматривать как материальная точка;

· Что называется системой отсчета и какую роль играет системой отчета в механическом движении тела;

· Что такое длина пути и траектория движения;

· Что определяется с помощью вектора перемещения;

· Определение скорости и мгновенной скорости.

Структура урока:

I Организационный момент.

II Постановка целей и задач урока.

III Проверка домашнего задания.

IV Изучение нового материала

V Закрепление нового материала

VI Подведение итогов.

VII Рефлексия.

VIII Домашнее задание.

1. Механическое движение.

Все изменения в Природе происходят в пространстве и во времени. Простейшие изменения, которые мы наблюдаем постоянно, — это изменение положения тел относительно друг друга с течением времени. Например, изменяется положение Земли по отношению к Солнцу, положение спутника по отношению к Земле, положение движущихся людей по отношению друг к другу.

Изучением движения любых тел занимается механика — один из важнейших разделов физики.

Еще в древние времена люди создавали и использовали различные механизмы и приспособления для передвижения, строительства, военного дела, во время работы которых отдельные их части совершали механические движения. Изучение действия таких устройств явилось источником развития первых представлений о простейших видах механического движения. Особых успехов в этой области достигли древние греки, египтяне и другие народы. Однако подлинное развитие науки о механическом движении начинается с трудов итальянского ученого Галилео Галилея (1564—1642).

Решающий вклад в становление механики внес английский физик Исаак Ньютон (1643—1727). Работы Г. Галилея и. И. Ньютона на многие десятилетия определили основные направления развития физики как науки. Созданная ими теория механического движения называется классической физикой.

Полную информацию смотрите в файле. 

ГУ Вечерняя (сменная) общеобразовательная средняя школа

Подготовил: Волчек Александр Георгиевич учитель физики и информатики

Тема: Механическое движение.

Цель урока:

1) образовательная: обеспечить закрепление и систематизацию знаний учащихся по теме “Механическое движение”; продолжить работу по формированию научного мировоззрения;

2) развивающая: способствовать развитию умений применять теоретические знания в практических условиях, находить и использовать нужную информацию из разных источников; творчески относиться к выполнению полученного задания;

3) воспитательная: продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения; в познаваемости мира, продолжить работу по формированию этики и эстетики ответа, чувства ответственности за результат.

“Мир — безбрежный океан. Время — неутихающий ветер.

Поколения подобны волнам, спешащим друг за другом,

и на их смене держится вся жизнь"

— писал великий поэт и мыслитель Абай Кунанбаев.

Учащиеся должны знать:

• Что называется механическим движением;

• В каких случаях движущееся тело обычно рассматривают как материальную точку;

• Обладает ли материальная точка массой;

• Имеет ли она размеры;

• Что называется системой отсчета;

• Почему, говоря о механическом движении, необходимо указывать систему отсчета;

• Что такое длина пути, траектория движения;

• Что определяется с помощью вектора перемещения;

• Когда модуль перемещения совпадает с пройденным путем;

• Почему можно утверждать, что скорость является векторной величиной;

• Как направлен вектор скорости;

• Что необходимо знать для определения направления скорости;

• Что такое мгновенная скорость;

• Какая скорость указана на дорожных знаках, ограничивающих скорость транспорта, — средняя или мгновенная;

• Сравните понятия тело отсчета и система отсчета. Чем они отличаются друг от друга и что у них общего;

• Что необходимо указать для того, чтобы составить суждение о состоянии движения;

• приведите примеры движений, в которых наиболее важными можно считать указание пути или перемещения;

• Какие способы описания механического движения тела вы знаете;

• Что называется радиусом-вектором точки;

• Каково назначение радиуса-вектора; Что с его помощью определяется;

• Как изображается и как обозначается радиус-вектор;

• Какая связь существует между вектором перемещения и радиусами-векторами конечной и начальной точек движения;

• Зависимы или не зависимы друг от друга различные способы описания движения;
  
  

Учащиеся должны уметь на основе полученных теоретических знаний и выполненных задач объяснить:

• Что является механическим движением;

• В каких случаях движущееся тело можно рассматривать как материальная точка;

• Что называется системой отсчета и какую роль играет системой отчета в механическом движении тела;

• Что такое длина пути и траектория движения;

• Что определяется с помощью вектора перемещения;

• Определение скорости и мгновенной скорости.

Структура урока:

I Организационный момент.

II Постановка целей и задач урока.

III Проверка домашнего задания.

IV Изучение нового материала

V Закрепление нового материала

VI Подведение итогов.

VII  Рефлексия.

VIII Домашнее задание.

1. Механическое движение.

Все изменения в Природе происходят в пространстве и во времени. Простейшие изменения, которые мы наблюдаем постоянно, — это изменение положения тел относительно друг друга с течением времени. Например, изменяется положение Земли по отношению к Солнцу, положение спутника по отношению к Земле, положение движущихся людей по отношению друг к другу.
Изучением движения любых тел занимается механика — один из важнейших разделов физики.
Еще в древние времена люди создавали и использовали различные механизмы и приспособления для передвижения, строительства, военного дела, во время работы которых отдельные их части совершали механические движения. Изучение действия таких устройств явилось источником развития первых представлений о простейших видах механического движения. Особых успехов в этой области достигли древние греки, египтяне и другие народы. Однако подлинное развитие науки о механическом движении начинается с трудов итальянского ученого Галилео Галилея (1564—1642).

Решающий вклад в становление механики внес английский физик Исаак Ньютон (1643—1727). Работы Г. Галилея и.И. Ньютона на многие десятилетия определили основные направления развития физики как науки. Созданная ими теория механического движения называется классической физикой.

Мы постоянно наблюдаем движение, и поэтому может показаться, что все хорошо знакомы с этим явлением. Однако на некоторые его особенности не всегда обращаем внимание. Рассмотрим самое простое движение, которое совершает тело, — изменение его положения в пространстве, т. е. то, что называют механическим движением. И попытаемся описать, как это движение происходят; выясним, что нужно для описания движения тела.
Если учесть разнообразный и сложный характер движения, то его описание оказывается очень нелегкой задачей. В физике для изучения сложных объектов и явлений используют метод моделирования, т. е. сложные объекты заменяются их упрощенными моделями. Этим же методом пользуются химики и биологи, астрономы и геологи, психологи и журналисты и др.
Мы также будем использовать простые модели, годные в ограниченных пределах для описания обыденного и экзотического движения. Например, при изучении механического движения конкретных тел их заменяют материальными точками, движение которых описать не так трудно.

2. Материальная точка — это модель физического тела, в которой учитываются только некоторые свойства реального тела, например, заряд и масса. Модель не рассматривает размеры тела, его форму, ориентацию в пространстве. Явления, которые могут быть связаны с этими характеристиками тела, не описываются моделью материальной точки.

Под материальной точкой понимают тело, размерами и формой которого в условиях рассматриваемого случая можно пренебречь.

3. Система отсчета.

Когда мы наблюдаем за движением тела, то рассматриваем изменение его положения относительно другого тела.
Поэтому, чтобы судить о том, движется или покоится тело, заранее надо условиться о выборе второго тела, которое будем называть телом отсчета. Для описания изменения положения тела на земле обычно за тело отсчета принимают любое покоящееся тело, т. е. неподвижно связанное с землей: дом, фасад, мост, дерево и т. д. Например, мы можем видеть, как идут люди, как движутся автомобили. При этом мы рассматриваем их движение относительно здания.
С телом отсчета обычно связывают систему координат. Для определения положения тела необходимо задать три координаты: x,y,z. Если же тело движется по прямой линия, то для указания его положения достаточно одной координатной оси.
Для полного описания движения необходимы еще и часы, так как движение происходит во времени. Роль часов может выполнять любое устройство, совершающее многократно один и тот же процесс.

Тело, считающееся неподвижным в пространстве, связанные с этим телом оси координат и неподвижные относительно этого тела часы – устройство, измеряющее время, – совокупность всего перечисленного составляет систему отсчёта.

Декартовы системы координат

В этих системах три пространственные оси координат пересекаются в одной точке и взаимно перпендикулярны. Начало отсчета совпадает с точкой пересечения осей. Масштабы вдоль всех осей одинаковы, расстояние между соседними "метками" на каждой оси одинаково вне зависимости от того, в каком месте на оси нанесены метки – линейные координаты.

Совокупность Системы координат и часов, связанных с телом отсчета, называется системой отсчета.
4. Траектория.

Линия, которую описывает при своем движении материальная точка, называется траекторией.
Траектория точки — это геометрическое место точек пространства в данной системе координат, в которых побывала рассматриваемая точка за определенный промежуток времени. Если точка принадлежит реальному физическому телу, то её траектория представляет собой непрерывную линию.

На анимации справа приведена траектория центра шарика, который в своем движении за время наблюдения трижды упруго ударился о три взаимно перпендикулярные плоскости.

Если относительно выбранной системы отсчета тело движется поступательно, то траектории всех точек этого тела одинаковы по форме и могут быть получены одна из другой сдвигом (перемещением) каждой точки траектории на определенный вектор. Поэтому, если в задаче употребляется выражение: траектория тела, то нужно понимать, что в выбранной системе отсчета тело движется поступательно.

5. Путь. Если измерить пройденное материальной точкой расстояние от начального пункта движения до конечного по траектории, то получим длину пути. Таким образом, путь— длина траектории, которую описывает тело (материальная точка) за время наблюдения.
Обозначают путь буквой S. Путь, как и всякая длина, есть величина скалярная. Он показывает, как далеко переместилась точка по своей траектории, но ничего не говорит о том, в какую сторону она переместилась и где в данный момент находится. для определения положения движущегося тела в заданный момент времени надо знать не пройденный им путь, а его перемещение.

Путь, пройденный точкой за время наблюдения в данной системе отсчета — это предел суммы длин (или модулей, или величин) векторов последовательных перемещений точки при стремлении количества точек «отсчета» на оси времени к бесконечности, а длин векторов последовательных перемещений к нулю. Первая точка отсчета совпадает с моментом начала наблюдения, а последняя с моментом, когда наблюдение заканчивается. Путь — скалярная величина.

Такой предел для точек, принадлежащих реальным телам, движение которых рассматривается из инерциальных систем отсчета, обязательно существует, так как существует предельное значение скорости

6. Перемещение. Направленный отрезок прямой, проведенный аз начального положения тела в его последующее положение, называется перемещением.
Оно обозначается через , т. е. той же буквой, что и путь, только со стрелкой нал ней. Длина вектора перемещения называется его модулем.
Путь и модуль перемещения могут совпадать или не совпадать друг с другом. Они будут равны в том случае, если тело движется прямолинейно в одном направлении. В случае, показанном на, путь, который придется пройти путнику от вершины одного холма до вершины другого холма, значительно длиннее, чем путь по прямой, который преодолевает птица, значит.
Вектор перемещения точки тела — это направленный отрезок с началом в той точке пространства , где находилась выбранная для наблюдения точка тела в начальный момент,

и концом — в конечный момент .

Вектор перемещения равен разности радиус-векторов, соответствующих конечному и начальному положению точки. Из радиус-вектора, соответствующего конечному положению точки, вычитается радиус-вектор, соответствующий начальному положению точки: . Вектор перемещения характеризуется набором его проекций на оси координат (тремя числами):

(Х_К–Х_Н), (Y_К–Y_Н), (Z_К–Z_Н).

При нахождении перемещения точки за два последовательных (следующих друг за другом) промежутка времени нужно сложить векторы перемещения за эти два промежутка времени. Операция сложения векторов имеет свойство независимости результата от того, какой вектор будет первым, а какой — вторым. Поэтому последовательность перемещений не имеет значения, конечный радиус-вектор точки не зависит от того, какое из двух перемещений совершено первым, а какое вторым.

Понятия перемещения точки и изменение радиус-вектора точки совпадают. Чтобы получить изменение любой величины (в том числе и радиус-вектора), нужно из её конечного значения вычесть начальное значение.

7. Скорость, мгновенная скорость. Для характеристики движения материальной точки вводится понятие скорость. В обыденной жизни для нахождения скорости используют знакомое всем выражение пройденное расстояние, полное время движения. Например, если вы рассчитываете примерно за З ч преодолеть расстояние 180 км на автомобиле, то его средняя скорость должна составлять по меньшей мере 60 км/ч.

Скорость

На приведенных сверху двух фотографиях видны снежинки, подсвеченные люминесцентной лампой уличного освещения. Эта лампа вспыхивает 100 раз в секунду. То есть с частотой 100 Гц отмечается положение каждой снежинки, попавшей в кадр за время съемки. Слева вверху на фотографии сделана дополнительная подсветка с помощью собственной лампы — вспышки фотоаппарата. Видно, что время срабатывания затвора фотоаппарата равно примерно 1/50 секунды, так как все изображения снежинок, освещенных люминесцентной лампой, представляют собой сдвоенные светлые пятна. Снимок справа вверху сделан без дополнительной подсветки и время выдержки при съемке больше одной секунды (по-видимому), так как каждая снежинка изображается цепочкой светлых пятен, протягивающейся от одного края снимка до другого.

Скорость точки тела в выбранной системе отсчета в данный момент времени — это вектор, вычисляемый по определенному правилу. Перемещение точки тела за небольшой промежуток времени, в который попадает выбранный момент времени, делится на длительность этого промежутка времени. При уменьшении указанного промежутка времени (стремлении его к нулю) результат вычислений стремится к определенной величине (вектору) — это и есть скорость (мгновенная скорость) точки тела.

В физике под скоростью понимают векторную величину, характеризующую не только быстроту движения тела, но и направление его движения.
Значит, скорость должна не только о том, как быстро движется тело, но и о направлении движения. Если за промежуток времени Ы тело совершает перемещение Л, то средняя скорость его
движения равна. Направление вектора средней скорости совпадает с направлением вектора перемещения.
Когда, например, автомобиль разгоняется или тормозит, показания спидометра не совпадают с вычислениями по формуле средней скорости, если только при этом не брать достаточно малые значения
перемещения.
Для полного описания движения точки должна быть определена не средняя скорость, а скорость в определенный момент времени. Если уменьшать интервал времени, то средняя скорость будет изменяться, но, как показывают измерения, начиная с некоторого значения дальнейшее уменьшение не приводит к существенному изменению отношения.
Это отношение принимают за мгновенную скорость движения. Таким образом, мгновенная скорость — это скорость тела в определенный момент времени и в определенной точке.
Мгновенную скорость можно представить как среднюю скорость, но за очень небольшой промежуток времени. Следовательно, чтобы вычислить скорость более точно, мы должны брать все меньшие и меньшие интервалы времени. Отметим, что мгновенная скорость — это векторная величина, а спидометры автомобилей и другого транспорта показывают нам только модуль мгновенной скорости.

Основные определения:

Механическое движение: - изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.

Материальная точка: - материальная точка-это тело, размерами и формой которого в условиях рассматриваемого случая можно пренебречь.

Система отчета: - совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета, называется системой отсчета.

Траектория: - линия, которую описывает при своем движении материальная точка, называется траекторией.

Пройденный путь: - путь— длина траектории, которую описывает тело (материальная точка) за время наблюдения.

Перемещение: - направленный отрезок прямой, проведенный аз начального положения тела в его последующее положение, называется перемещением.

Скорость: - под скоростью понимают векторную величину, характеризующую не только быстроту движения тела, но и направление его движения.

Мгновенная скорость: -мгновенная скорость — это скорость тела в определенный момент времени и в определенной точке.
V Закрепление нового материала ( контрольные вопросы )

1. Что называется механическим движением?

2. В каких случаях движущееся тело обычно рассматривают как материальную точку?

Обладает ли материальная точка массой? Имеет ли она размеры?

3. Что называется системой отсчета? Почему, говоря о механическом движении, необходимо указывать систему отсчета?

4. Что такое длина пути, траектория движения?

5. Что определяется с помощью вектора перемещения? Когда модуль перемещения совпадает с пройденным путем?

6. Почему можно утверждать, что скорость является векторной величиной?

7. Как направлен вектор скорости? Что необходимо знать для определения направления скорости?

8. Что такое мгновенная скорость?

9. Какая скорость указана на дорожных знаках, ограничивающих скорость транспорта, — средняя или мгновенная?

10. Сравните понятия тело отсчета и система отсчета. Чем они отличаются друг от друга и что у них общего?

11.Что необходимо указать для того, чтобы составить суждение о состоянии движения?

12. Какая связь существует между вектором перемещения и радиусами-векторами конечной и начальной точек движения?

13. Сравнить понятия тело отчета и система отчета. Чем они отличаются и что общего?

14. Какие способы описания механического движения тела вы знаете?
15. Зависимы или не зависимы друг от друга различные способы описания движения?
VI Подведение итогов: ( оценка за выполненные работы учащихся )

VII  Рефлексия.

VIII Домашнее задание: ответить на вопросы параграфа, конспект по теме "Механическое движение".