Презентации по физике

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

11 класс.СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ.7час.

1.Основные положения геометрической оптики

Геометрическая оптика – это раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и его отражения от зеркальных или полупрозрачных поверхностей.

Одним из основных положений геометрической оптики является положение о прямолинейном распространении света в однородной среде.

Закон прямолинейного распространения света и законы преломления и отражения позволяют объяснить и описать многие физические явления, а также провести расчеты и конструирование оптических приборов

Законы отражения света.

• 1.Падающий и отраженный лучи и нормаль к отражающей поверхности, восстановленная в точке падения, лежат в одной плоскости.
• 2.Угол падения α равен углу отражения β , где α – угол между падающим лучом и нормалью. Если падающие параллельные лучи после отражения от плоской поверхности остаются параллельными, то такое отражение называется зеркальным, а отражающая поверхность является плоским зеркалом.

• Построим изображение в плоском зеркале. Пусть точечный источник света S находится на расстоянии h от плоского зеркала. Выберем два луча от источника света S . Один из лучей падает перпендикулярно зеркалу. Тогда, отразившись, он распространяется по той же прямой SO .Второй луч падает под некоторым углом α . Отразившись под углом α = β , он не пересекается с первым отраженным лучом. Но продолжения этих лучей пересекутся в точке S’ .Точка S’ будет мнимым изображением точечного источника. Треугольник S’AS – равнобедренный и OA – его высота, следовательно, SO = S’ и h = h’ .Если наблюдатель видит отраженный зеркалом поток, то ему будет казаться, что источник находится в точке S’ . Если же вместо наблюдателя поместить экран, то на экране никакого изображения мы не получим, этим объясняется «мнимое» изображение, т.е изображение, воспринимаемое нашим мозгом, как свет от источника, находящегося в точке S’ .

Законы преломления света.

• 1.Падающий и преломленный лучи и нормаль к границе раздела сред в точке падения лежат в одной плоскости.
• 2.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных двух сред есть величина постоянная и равна относительному показателю преломления второй среды относительно первой:
• где α – угол между падающим лучом и нормалью к границе двух сред в точке падения луча, β – угол между преломленным лучом и нормалью к границе раздела двух сред в точке падения луча. Относительный показатель преломления n равен отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде:

Показатель преломления среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления среды Абсолютный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в среде:

• Чем оптически плотнее среда, тем меньше скорость света в ней, тем больше абсолютный показатель преломления. Если луч идет из среды менее оптически плотной в среду более оптически плотную, то ,т.е. луч расположен ближе к нормали в более оптически плотной среде. Относительный показатель преломления среды можно выразить через абсолютный. Для этого подставим значения скоростей и получим
• При распространении сетевого луча из более оптически плотной среды в менее оптически плотную среду В этом случае может наблюдаться явление полного внутреннего отражения.

Примеры решения задач.

• З а д а ч а 1.На предмет AB высотой h , стоящий на плоском зеркале, падает параллельный пучок лучей. Определите размер геометрической тени на экране.
• Дано: h ; h’ - ?
• Р е ш е н и е.Как показано на рисунке, предмет AB загораживает падающий поток между лучами CC’ и отраженный от зеркала поток между лучами CC’’ .размеры тени
• H ‘=B’B’’=2h

З а д а ч а 2.

Найдите число изображений N точечного источника света S , полученных в двух плоских зеркалах, образующих друг с другом угол .Источник находится на биссектрисе угла.

Дано: ; N - ?

Р е ш е н и е.Рассмотрим луч, падающий на зеркало /. После отражения он падает на зеркало //, затем, отразившись от зеркала //, еще раз отражается от зеркала / и т.д. Мы можем считать изображение, полученное в зеркале /, , предметом для зеркала //, затем изображение в зеркале //, , предметом для зеркала /, в котором получаем изображение .Также получим изображение источника в зеркале //, , являющегося предметом для зеркала /, которое дает изображение .Изображение является предметом для зеркала //, но его изображение в этом зеркале совпадает с изображением .Все последующие изображения будут совпадать. На рисунке показаны лучи, образующие эти мнимые источники. Итак, число изображений N = 5 :

Так, число изображений точечного источника, полученных в двух взаимно перпендикулярных плоских зеркалах

N=3 , в плоском зеркале , N=1 .

• З а д а ч а 3. Зеркало, на которое падает луч /, поворачивается на оси О с угловой скоростью .Определите угловую скорость поворота луча, отраженного от зеркала.
• Дано:
• Р е ш е н и е.Луч С падает на зеркало в положении 1 под углом. Определим смещение отраженного луча при повороте зеркала на небольшой угол .Угол между нормалями к зеркалу A и B в положениях 1 и 2 равен . Угол падения луча при повороте зеркала определится как . Тогда угол поворота отраженного луча равен:
• где
• тогда
• Угловая скорость отраженного луча равна:

• З а д а ч а 4. Определите, на сколько сместится изображение предмета, если: а) предмет удалить на расстояние L , б) зеркало отодвинуть от предмета на это же расстояние.
• Дано: L , , -?
• Р е ш е н и е. а) Пусть предмет смещается на расстояние L из точки А в точку В.Рассмотрим параллельные лучи AC и BC’ .
• Продолжения отраженных лучей СА ’ и C’B’ также будут параллельны. DD’ || BB’ .Отсюда следует, что DC = D’C и AB = A’B’ = L .
• Б) Построим изображение источника при двух положениях зеркала. Луч AS’||A’S’’ , AA’D равнобедренный, что следует из равенства углов. Отсюда AD = 2L , а т.к. AD = S’S’’ , то S’S’’ = 2L .

• З а д а ч а 5.

• Кусок трубы радиусом 10 см и длиной 5 см с зеркальной внутренней поверхностью помещен между точечным источником и экраном, находящимся от трубы на расстоянии 20 см. Источник помещен на расстоянии 40 см от трубы. Определите внутренние и внешние радиусы колец на экране.
• Дано: r = 10 см ( 0.1 м ) , h = 5 см (0.05 м),
• Р е ш е н и е.На рисунке представлены лучи, отраженные от поверхности трубы, и лучи, попадающие на экран. В центре экране будет пятно получающееся в результате попадания лучей от источника S . Кольцо с внешним и внутренним радиусами и будет более ярким, т.к. к освещенности от источника добавляется освещенность лучами, отраженными от трубы. Кольцо с внешними и внутренними радиусами
• и будет освещаться только источником и поэтому менее яркое. Область представляет собой темное кольцо, в эту область лучи не попадают. При освещенность экрана определится только источником. Итак, картина на экране будет следующая: светлое пятно, яркое кольцо, менее яркое кольцо, темное кольцо, светлая область. По рисунку определим:
• Из
• Из
• Из находим

• Из находим
• Из находим
• Из находим
• Подставив числовые значения, получим:

• З а д а ч а 6. Под каким углом на призму должен падать луч, чтобы в призме с углом при вершине его отклонение было минимально? Определите этот угол для стеклянной призмы с показателем преломления n=1 .41.
• Дано: , n=1 .41;
• Р е ш е н и е. Минимальное отклонение луча будет тогда, когда преломленный луч в призме образует равные углы с обеими гранями. Тогда искомый угол - внешний угол треугольника AEB и равен .Согласно закону преломления,
• Угол
• Следовательно
• Подставив численные значения для получим:

• З а д а ч а 7.В стеклянной пластинке с показателем преломления 1.4 образовался воздушный клин с углом у основания .
• Определите отклонение луча, падающего нормально на боковую грань.
• Дано:
• Р е ш е н и е.Угол падения равен .Согласно закону преломления ,
• Откуда
• Отклонение луча равно:
• Подставив численные значения, получим

Фокальная

плоскость

Линзы

Собирающие:

Главная оптическая ось

Рассеивающие :

• Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное криволинейными поверхностями. Простейшая линза – сферическая. Преломление лучей при прохождении их через линзу строго определяется законами преломления. Расчеты, проводимые на основании этих законов, показывают , что линзы можно разделить на два типа: собирающие и рассеивающие. Используя законы преломления света, можно показать, что линзы а-в будут собирать падающий на них параллельный пучок лучей, а линзы г-е – рассеивать.
• Рассмотрим тонкую линзу , т.е. линзу. Максимальная толщина которой значительно меньше е радиусов кривизны. Главной оптической осью называется прямая, проходящая через центры сферических поверхностей. Ограничивающих линзу. Радиусы этих сфер называются радиусами кривизны . Фокусом линзы называется точка пересечения F
• преломленных линзой лучей, падающих параллельно главной оптической оси. Плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно главной оптической оси, называется фокальной плоскостью . Оптическим центром линзы называется точка, при прохождении через которую любой луч преломляется таким образом, что направление его распространения не изменяется. Оптический центр – это точка пересечения главной оптической оси с тонкой линзой. Расстояние между оптическим центром линзы и фокусом называется фокусным расстоянием( F0 ). У рассеивающей линзы фокус мнимый.Параллельный пучок лучей, падающих на линзу, рассеивается.
• Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы .
• Которая измеряется в диоптриях:1 дп- это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой равно 1м.
• Фокусное расстояние и оптическая сила линзы определяются радиусами кривизны ее сферических поверхностей. Формула, связывающая эти величины, имеет вид:

Вывод формулы линзы.

• Отношение линейных размеров изображения к линейным размерам предмета называется линейным увеличением:
• Из подобия треугольников ABO и A’B’O следует, что
• Из подобия треугольников OCF и A’B’F и равенства OC = AB следует, что
• Приравнивания выражения для Г, получим:
• Воспользуемся свойством пропорции и получим уравнение:
• Разделив все члены уравнения на , получим формулу линзы:

Построение изображения в рассеивающей линзе

• 1)Пусть точечный источник света S находится на главной оптической оси линзы. Луч, идущий через оптический центр, не изменяет направления. Возьмем произвольный луч SA .Побочная оптическая ось пересечет фокальную плоскость в точке B . В этой же точке пересечет фокальную плоскость продолжение преломленного в линзе луча SA . Точка пересечения продолжения этого луча с главной оптической осью S’ есть изображение источника S .Изображение мнимое.
• 2) Если источник находится в любой точке плоскости чертежа, то один луч удобно выбрать идущим через оптический центр, а другой- параллельно главной оптической оси. После преломления продолжение луча пересечет главную оптическую ось в точке фокуса. Точка пересечения указанных лучей даст изображение источника.
• Изображение предмета строится аналогично.

Примеры решения задач.

• З а д а ч а 1.Найдите ход луча АВ после преломления в собирающей линзе.
• Р е ш е н и е.Для определения хода луча АВ проведем побочную оптическую ось , параллельную лучу АВ. Эта ось пересечет фокальную плоскость линзы в точке С. Через точку С должен пройти и преломленный луч BD .

• З а д а ч а 2.Постройте изображение точки S , лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы на расстоянии, большем фокусного. Положения фокусов линзы заданы.
• Р е ш е н и е.Чтобы построить изображение точки S , нужно найти ход двух любых лучей, выходящих из точки S . Рассмотрим ход луча SO и произвольного луча SA . Эта ось пересекает фокальную плоскость в точке С. После преломления в линзе продолжение луча АВ также должно пройти через точку С. Изображение S’ находится в точке пересечения лучей OS и AB .

• З а д а ч а 3.Найдите фокусное расстояние F и оптическую силу D собирающей линзы, если известно, что изображение предмета, помещенного на расстоянии 24 см от линзы, получается по другую сторону линзы на расстоянии 48 см от нее.
• Дано:
• Р е ш е н и е.По условию линза собирающая и изображение предмета действительное. Запишем формулу линзы
• Откуда
• .

• З а д а ч а 4.На каком расстоянии от рассеивающей линзы с оптической силой D=-4 дп нужно поместить предмет, чтобы его мнимое изображение получилось в 4 раза меньше самого предмета.
• Дано:
• Р е ш е н и е. Поскольку

имеем

Используя формулу линзы получим:

откуда

.

• З а д а ч а 5.Фокусное расстояние собирающей линзы F= 30 см, расстояние предмета от фокуса l=10 см. Линейные размеры предмета 5 см. Определите размеры изображения Н.
• Дано: F= 30см (0.3м), l=10 см (0.1 м),
• h=5 см (0.05м); Н-?
• Р е ш е н и е. По условию задачи неясно, где находится предмет. Он может располагаться как за фокусом, так и перед ним. Рассмотрим сначала случай; когда

.Запишем формулу линзы. Поскольку изображение будет действительным имеем

• Откуда
• Увеличение в этом случае равно:
• Если предмет расположить между фокусом и линзой, то изображение будет мнимым. В этом случае , и формула имеет вид
• Выполнив необходимые преобразования, получим:
• Следовательно, в обоих случаях высота изображения одинакова и равна

• З а д а ч а 6. Сходящийся пучок лучей падает на рассеивающую линзу таким образом, что продолжения всех лучей пересекаются в точке, лежащей на главной оптической оси линзы на расстоянии 15 см от нее. Найдите фокусное расстояние линзы, если продолжения преломленных лучей пересекаются в точке, находящейся за линзой на расстоянии 60 см от нее.
• Дано:
• Р е ш е н и е. Вершина конуса А, образованная пучком сходящихся лучей, служит мнимым источником. Точка В является действительным изображением точки А. Запишем формулу линзы:
• Откуда
• (Знак минус в формуле линзы был поставлен с учетом того, что линза рассеивающая).

• З а д а ч а 7.В фокусе собирающей линзы находится предмет. Постройте изображение предмета, если за линзой перпендикулярно главной оптической оси находится плоское зеркало.
• Р е ш е н и е.От каждой точки предмета идут лучи, которые после преломления образуют параллельные потоки. После отражения от зеркала каждый из параллельных потоков, снова пройдя через линзу, собирается в некоторой точке фокальной плоскости. Например, луч АВ после преломления идет через фокус и падает на зеркало в точке С. Поскольку , луч , отражаясь, идет к линзе по С D . Проведя побочную оптическую ось, найдем точку А ’ пересечения преломленного луча С D с фокальной плоскостью. В эту же точку попадет луч АО, отразившись от зеркала и преломившись в линзе. Треугольник АОА ’ равнобедренный. Следовательно, линейные размеры изображения равны размерам предмета.

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

• Оптическая система может состоять из одних линз или линз и зеркал , в которых последовательно получаются изображения предмета. Изображение, полученное в первой линзе, является предметом для второй линзы. Изображение, построенное второй линзой, в свою очередь является предметом для третьей линзы и т.д.
• Пусть две собирающие линзы с фокусными расстояниями и с общей оптической осью находятся на расстоянии l друг от друга. Если расстояние от предмета до первой линзы больше ее фокусного расстояния , то изображение будет находиться на расстоянии
• Если , то расстояние от изображения до оптического центра второй линзы получим по формуле
• Откуда
• Если l =0, то
• При -пренебрегаем, тогда
• Где - расстояние, на котором собирается параллельный пучок лучей, падающих на оптическую систему. Величина определяет оптическую силу системы D , следовательно,
• Оптическая сила нескольких тонких линз, вплотную прилегающих друг к другу, равна алгебраической сумме оптических сил каждой линзы, причем для собирающих линз D0 , для рассеивающих D

Примеры решения задач.

• З а д а ч а 1. Из трех линз, расположенных вплотную друг к другу, составлена плоско -параллельная пластинка. Причем оптическая сила системы первой и второй линз равна 5 дп, системы второй и третьей – 4 дп. Найдите Фокусные расстояния первых трех линз.
• Дано:
• Р е ш е н и е: Оптическая сила системы первой и второй линз равна:
• Оптическая сила системы второй и третьей линз равна:
• Поскольку линзы образуют плоско – параллельную пластинку, параллельные лучи, падающие на нее, также выходят параллельным пучком. Следовательно, оптическая сила плоско – параллельной пластинки равна нулю.
• С другой стороны, оптическая сила всей системы равна сумме оптических сил каждой линзы и равна нулю :
• Таким образом, имеем систему трех уравнений – относительно трех неизвестных .Получаем
• Подставив в уравнение , получим
• Тогда и, окончательно, имеем
• Следовательно,
• .

• З а д а ч а 2.На рисунке изображена линза, состоящая из двух собирающих линз. Если оставить только первую линзу, то она дает увеличение предмета .Если оставить только вторую линзу, то увеличение станет равным .
• Расстояние от предмета до линзы не изменяется. Определите увеличение Г, даваемое обеими линзами, сложенными вместе.
• Дано:
• Р е ш е н и е: Увеличение линзы определяется соотношением
• Формула линзы имеет вид
• Выразив отсюда f , имеем для Г:
• Тогда
• По условию задачи тонкие линзы сложены вместе, поэтому оптическая сила системы этих линз равна , и увеличение Г дается выражением
• Выразим и через и :
• Следовательно,
• Увеличение при неизменном расстоянии зависит только от оптической силы линзы. Если предмет находится на одинаковом расстоянии от линз с разными оптическими силами и при этом за фокусом линзы, то увеличение линз будет тем меньше, чем больше оптическая сила линзы.

Урок по теме «Электроёмкость. Конденсаторы». 9 класс

Учитель физики

МБОУ «Убеевская сош»

Симукова Людмила Владимировна

Дрожжановского муниципального района РТ

Тема : Электроёмкость.

Конденсаторы.

Цель: Сформировать представление об

электроёмкости конденсатора, ввести единицу измерения электроёмкости, рассмотреть зависимость ёмкости конденсатора от его геометрической конструкции.

Повторим…

1. Закон Кулона:

2. Силовая характеристика поля – это…

3. Её можно найти по формуле:

4. Напряженность поля точечного заряда:

5. Напряжённость поля плоскости:

6. σ – это…

7. Её находят по формуле:

8. Энергетическая характеристика поля – это…

Игра«Верите ли вы, что…».

• 1.Верите ли Вы, что электрический заряд измеряется в Кулонах?
• 2.…………что существует три вида электрического заряда?
• 3.………….что вокруг каждого электрического заряда всегда существует электрического поля и оно материально ?
• 4.…………..что диэлектриками называются такие материалы в которых имеются свободные носители электрических зарядов?
• 5.…….что физическая величина характеризующая свободность двух проводников накапливать электрический заряд называют электроёмкость?
• 6.………..что единица электроёмкости СИ –фарад?
• 7.…………что большой электроёмкостью обладают системы из двух проводников, называемые конденсаторами ?
• 8.…………что под зарядами конденсатора понимают абсолютное значения заряда одно из обкладок?
• 9.………….что электроёмкость плоского конденсатора не зависит от свойства диэлектрика между обкладками?
• 10………. что основное применение в кулинарии?

Это надо знать:

Электроёмкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним.

Единица измерения ёмкости – фарад – [ Ф ]

Конденсатор

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Электроемкость конденсатора равна

где q – заряд положительной обкладки,

U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок.

Запомните, что…

Электроемкость плоского конденсатора равна

где S – площадь каждой из обкладок,

d – расстояние между ними, ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками. При этом предполагается, что геометрические размеры пластин велики по сравнению с расстоянием между ними.

Типы конденсаторов

10 класс

Энергия заряженного конденсатора.

• Энергия конденсатора для потенциальной энергии заряда в однородном поле равна:

1. W =

Е

+

-

- q

+ q

+

-

+

-

+

-

1

+

-

q E d

p

2

2

2

1

1

2. W = q U= CU

p

2

2

Применение конденсаторов

• Виды конденсаторов:

- воздушный,

- бумажный,

- слюдяной,

- электростатический.

• Назначение:

• Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала.
• Не пропускать постоянный ток.
• В радиотехнике – колебательный контур, выпрямитель.
• Применение в фототехнике.

А теперь задача…

Расстояние между пластинами квадратного плоского конденсатора со стороной 10см равно 1мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора 1нКл.

Решение:

• Дано:
• d=1мм=1·10 -3 м
• a=в=10см=0,1м
• q=1нКл=1·10 -9 Кл
• U-?

U=

А самостоятельно?

При изготовлении конденсатора ёмкостью 200 пФ на пропарафиненную бумагу толщиной 0,2 мм наклеивают с обеих сторон по кружку алюминиевой фольги. Каким должен быть диаметр кружков? Диэлектрическая проницаемость парафина 2,1.

9

Проверьте:

Дано:

С=200пФ=2·10 -10 Ф

d=0,2мм=2·10 -4 м

ε=2,1

D-?

5,2·10 -2 м=5,2 см

=

9

ПЛАН РАССКАЗА О ПРИБОРЕ:

(самостоятельно)

• НАЗНАЧЕНИЕ
• УСТРОЙСТВО
• ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
• ПРАВИЛА ВКЛЮЧЕНИЯ
• ПРИМЕНЕНИЕ

Итог урока:

• Что нового, интересного узнали сегодня на уроке ?
• Чему учились?

Домашнее задание:

§ 99, 100

Упр. 18 ( задача №1, задача №2 по желанию)

Составить кластер к слову «КОНДЕНСАТОР»

УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ

• Законы Ньютона

КАКИЕ МЫ ЗНАЕМ ВИДЫ ДВИЖЕНИЯ

• 1. Равномерное прямолинейное

( скорость постоянна по величине и

направлению )

• 2. Равноускоренное прямолинейное

( скорость меняется, ускорение

постоянно )

• 3. Криволинейное движение

( меняется направление движения )

Зачем нужна динамика

• Кинематика позволяет определить вид движения, но не объясняет почему тело движется так, а не иначе?

В ЧЕМ ПРИЧИНА ДВИЖЕНИЯ ?

• Аристотель – движение возможно только под действием силы; при отсутствии сил тело будет покоится.
• Галилей – тело может сохранять движение и в отсутствии сил. Сила необходима для того чтобы уравновесить другие силы, например, силу трения
• Ньютон – сформулировал законы движения

УПРОЩЕНАЯ ФОРМУЛИРОВКА ЗАКОНОВ НЬЮТОНА

• Тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если действие других тел скомпенсированы (уравновешены)

• Ускорение движущегося тела пропорционально сумме приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе.
• При взаимодействии двух тел, силы равны по величине и противоположны по направлению.

СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА

• Инерциальные – системы отсчета, в которых выполняется закон инерции (тело отсчета покоится или движется равномерно и прямолинейно)
• Неинерциальные – закон не выполняется ( система движется неравномерно или криволинейно)

Примеры выполнения первого закона Ньютона

• 1. 2.

• 3. 4.

• 5.

1.Земля – опора тело в покое

2.Земля – нить v = 0

3. Земля – воздух движение

равномерное

4. Земля – двигатель прямолинейное

5. Действия нет v = const

Ньютон

Физическая система

Первый

Второй

Модель

Макроскопическое тело

закон

Описываемое явление

Третий

Материальная точка

закон

Суть закона

Состояние покоя или РПД

Система двух тел

закон

Примеры проявления

Движение с ускорением

Система двух материальных точек

Если F = 0,

Взаимодействие тел

Движение мете-орита вдали от притягивающих тел

то V - const

Движение планет, падение тел на Землю, разгон машины

F 12 = - F 21

Взаимодействие Солнца и Земли, Земли и Луны, машины и дороги

М А С С А

• Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость , а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью , или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

ОБЪЯСНИМ ОПЫТЫ

С И Л А

• Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую причину: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной . Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой .

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛЫ

1. Модуль

2. Направление

3. Точка приложения

Обозначается буквой F

Измеряется в ньютонах (Н)

Прибор для измерения силы - динамометр

РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ ДВУХ СИЛ

ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА

Особенности закона:

• Силы возникают парами
• Возникающие силы одной природы
• Силы приложены к различным телам, поэтому не уравновешивают друг друга

В Ы В О Д

• 1. F = 0 РПД (a = 0, v = const)

если равнодействующая сила равна нулю

то тело покоится или движется равномерно и прямолинейно

• 2. F ≠ 0 РУД ( a = F/m )

если силы нескомпенсированы, то тело движется равноускоренно

ЗАДАЧА 1

• Тело массой 4кг движется в соответствии с приведенным графиком. Вычислить

действующую силу и

определить вид

движения.

V,м/с

5

1

0

4

7

9

t,c

РЕШЕНИЕ

• 1. F 1 = ma 1 F 1 = 4кг ·1м/с²=4Н

движение равноускоренное

• 2. v 1 = v 2 = 5м/с – не меняется, а 2 = 0 F 2 = 0

движение равномерное

• 3. F 3 = ma 3

F 3 = 4кг·(- 2,5м/с²) = -10Н

движение равнозамедленное

ЗАДАЧА 2

• Сила тяги ракетного двигателя первой ракеты на жидком топливе равнялась 660 Н, масса ракеты 30 кг. Какое ускорение приобрела ракета во время старта?

АНАЛИЗ ЗАДАЧИ

• 1. Сколько сил действуют на ракету?
• 2. Как они направлены?
• 3. Какая сила совпадает по направлению с ускорением?
• 4. Чему равна равнодействующая всех сил?
• 5. Как записать уравнение второго закона Ньютона?

ЗАДАЧА 2

• Дано: Решение F ТЯГ

m = 30кг ma = F ТЯГ – F T а

F тяг = 660Н F T = mg F Т

а - ?

Ответ: 12м/с ²

ЗАДАЧА 3

• Мальчик массой 40кг качается на качелях, длина которых 2м. Найдите силу давления на качели при прохождении нижней точки, если скорость в этот момент равна 3м/с.

ЗАДАЧА 3

• Дано: Решение

m = 40кг N - сила реакции опоры

R = 2м ma = N - F T ( II з. Ньютона)

v = 3м/с N = ma + F T Р = - N ( III з. Ньютона)

P -? a = v ² /R – центростремительное

ускорение

Р = 40·10+40·3²/2 =400+180=580H

Ответ: 580Н

N

a

F T

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

• §24 – 28
• Конспект
• Упр.6 (любые две задачи)

• Равноускоренное движение

• Учитель Яшкова Галина Федоровна
• СОШ № 29

РАВНОУСКОРЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ

• Движение по наклонной плоскости
• Свободное падение тел
• Движение под действием силы трения

0 движение равноускоренное, v↑ a

УСКОРЕНИЕ

– характеристика неравномерного движения, показывает на сколько изменилась скорость за 1с.

v – конечная скорость

v 0 – начальная скорость

а – ускорение (м/с ²)

а0 движение равноускоренное, v↑

a

ФОРМУЛЫ

скорость

путь

или

координата

перемещение

ЗАДАЧА

• Уравнение координаты тела имеет вид

x = 20 + 5t - t ²

а) опишите характер движения тела

б) найдите начальную координату, модуль и направление начальной скорости и ускорения

в) напишите уравнение зависимости скорости от времени

г) найдите координату, путь и скорость тела через 3 с

д) постройте графики скорости и ускорения от времени

РЕШЕНИЕ

• а) опишите характер движения тела

движение равноускоренное , т.к. есть слагаемое содержащее квадрат времени

x = 20 + 5t - t ²

0 ) а = - 2м/с ² ( против ОХ, т.к. а

РЕШЕНИЕ

• б) найдите начальную координату, модуль и направление начальной скорости и ускорения

Сравним два уравнения

х = 20 + 5t - t² и x = x 0 + v 0 t +at²/2 х 0 = 20м , v 0 = 5м/с ( вдоль оси ОХ, т.к. v 0 0 )

а = - 2м/с ² ( против ОХ, т.к. а

РЕШЕНИЕ

• в) напишите уравнение зависимости скорости от времени

Уравнение скорости: v = v 0 + at

Подставим: v 0 = 5, а = - 2

v = 5 – 2t

РЕШЕНИЕ

• г) найдите координату, путь и скорость тела через 3 с

x(3) = 20 + 5·3 – 3² = 20 +15 – 9 = 26

v(3) = 5 – 2·3 = - 1

( I способ )

s(3) = |x(3) – x(0)| s(3) = 26 – 20 = 6

( II способ ) s = v 0 t +at²/2

s(3) = 5·3 – 9 = 6

РЕШЕНИЕ

• д) постройте графики скорости и ускорения от времени

v = 5 – 2t a = - 2

t 1 = 0 v 1 = 5

t 2 = 2 v 2 = 1

v

a

●

5

1

●

0

t

0

t

2

-2

ЗАДАЧА

• Уравнение координаты тела имеет вид

I x = 10 + 4t + 2t ² II x = 8 - 6t - 3t ²

III x = 15 + t - 4t ² IV x = 6 - 10t + 2t ²

а) опишите характер движения тела

б) найдите начальную координату, модуль и направление начальной скорости и ускорения

в) напишите уравнение зависимости скорости от времени

г) найдите координату, путь и скорость тела через 2 с

д) постройте графики скорости и ускорения от времени

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

• §11 – 13