Презентация по физике "Механическое движение. Система отсчета"

Механическое движение. Система отсчета

Кинематика материальной точки

10 класс

2/102

По характеру решаемых задач

Механика

Динамика

Кинематика

В кинематике описывают движение тел без выяснения причин, вызывающих данное движение. Как движется тело?

В динамике рассматривают причины, вызывающие данное движение. Почему тело совершает то или иное движение?

Вспомните, по каким признакам мы определяем, что тело движется.

Как вы указываете место, в котором собираетесь встретиться с другом?

Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего нас мира, это его изменчивость. Мир не является застывшим, статичным . Изменения в нём весьма разнообразны. Но если спросить вас, какие изменения вы замечаете чаще всего, то ответ, пожалуй, будет однозначным: изменяется положение предметов относительно земли и относительно друг друга стечением времени .

Понаблюдайте за движением различных тел и попробуйте дать своё определение механического, движения.

Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением .

ЗАПОМНИ!

Пространство и время.

Согласно И. Ньютону «пространство — вместилище вещей, а время — вместилище событий».

Обычно нам вполне достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками пространства с помощью линейки и интервалы времени с помощью часов. Линейка и часы — важнейшие приспособления для измерений в механике , да и в быту. С расстояниями и интервалами времени приходится иметь дело при изучении многих явлений во всех областях науки.

Исаак Ньютон

1642 — 1727

Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением .

ЗАПОМНИ!

«… относительно других тел». Рассмотрим книгу в руках пассажира во время отправления поезда относительно двух наблюдателей: мальчика и провожающего. Мальчик видит, что книга находится на расстоянии 1,5 м от него и с течением времени это расстояние не меняется. Провожающий видит, что с течением времени расстояние от него до книги увеличивается.

Мальчик считает, что книга не совершает механического движения — она неподвижна; провожающий говорит, что книга движется.

Характер движения тела зависит от того, относительно каких тел мы рассматриваем данное движение.

Закон относительности движения

Кинематика — это раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.

ЗАПОМНИ!

Описать движение тела — это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени.

Прежде чем начать работать над изучением механического движения, необходимо определить и выучить основные понятия. Они необходимы нам для того, чтобы мы могли:

- выбирать систему отсчета для изучения движения тела; - упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;

- определять траекторию движения, находить путь;

- различать виды движений.

Очень часто при движении тела можно не учитывать его собственные размеры, то есть считать точкой. Например, если самолет летит из Москвы в Сочи и требуется рассчитать время движения самолета (а), то в этом случае не важно какие у него размеры. Однако, когда самолет въезжает в ангар (б), размеры самолета играют важную роль.

Материальная точка — тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях рассматриваемой задачи.

ЗАПОМНИ!

Движение любого тела, как мы уже знаем, есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть различным по отношению к другим телам. Изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.

Тело, относительно которого рассматривается движение, называется  телом отсчёта .

ЗАПОМНИ!

Тело отсчета

Книга покоится относительно мальчика

Книга движется относительно перрона

Если тело отсчета выбрано, то относительно него положение точки можно задать с помощью координат или радиус-вектора.

Положение точки на плоскости можно задать с помощью двух чисел, которые называются координатами этой точки. Для этого, как известно, можно на плоскости провести две пересекающиеся взаимно перпендикулярные оси, например оси ОХ и OY. Точку пересечения осей называют началом координат , а сами оси — координатными осями .

Задание положения точки с помощью координат.

Y, м

К

0,50

0,25

X, м

0

1,25

0,25

1,50

1,00

0,75

0,50

Координаты точки К равны x=1,5, у=0,5.

Положение точки М в пространстве относительно тела отсчета можно задать с помощью трех координат. Чтобы это сделать, необходимо через выбранную точку тела отсчета провести три взаимно перпендикулярные оси ОХ, OY, OZ. В полученной системе координат положение точки будет определяться тремя координатами х, у, z.

Если тело отсчета выбрано, то относительно него положение точки можно задать с помощью координат или радиус-вектора.

Задание положения точки с помощью радиус-вектора.

Радиус-вектор — это направленный отрезок, проведенный из начала координат в данную точку.

Y, м

К

0,50

0,25

Радиус-вектор принято обозначать буквой . Длина радиус-вектора, или, что одно и то же, его модуль, есть расстояние от начала координат до точки М.

X, м

0

1,25

1,50

1,00

0,75

0,25

0,50

Положение точки будет определено с помощью радиус-вектора только в том случае, если известны его модуль (длина) и направление в пространстве.

Косинусом угла  (cos  ) определяется отношение абсциссы x к длине радиус-вектора r:

Синусом угла  (sin  ) определяется отношение ординаты y к длине радиус-вектора r :

Котангенсом угла  (сtg  ) определяется отношение косинуса угла  к синусу угла  или отношение абсциссы x к ординате y :

Тангенсом угла  (tg  ) определяется отношение синуса угла  к косинусу угла  или отношение ординаты y к абсциссе x :

Длина радиус-вектора равна геометрической сумме координат .

Z

z

Если  ,  ,  - углы которые составляет радиус-вектор с осями координат, то:

y

Y

x

X

Система отсчёта

Тело отсчёта

Часы

Система координат

Совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчёта .

ЗАПОМНИ!

Систему отсчёта выбирают таким образом, чтобы движение тела в ней было наиболее простым и в то же время можно было ответить на поставленный в задаче вопрос.

Решите задачи

• Определите координаты материальной точки на плоскости XOY, если радиус-вектор, определяющий ее положение, составляет угол 30° с осью ОХ, а его модуль равен 3 м.

• Модуль радиус-вектора, определяющего положение мухи, сидящей на стене, равен 5 м, а координата по оси ОХ, проведенной из угла комнаты вдоль пола, равна 2,5 м. Определите, на какой высоте находится муха.

4. Координаты двух шаров на биллиардном столе х 1 = 1 м, у 1 = 2 м и х 2 = 2 м, у 2 = 3 м. Ось ОХ направлена вдоль короткого края стола, а начало координат совмещено с углом стола. Определите: 1) расстояние между шарами; 2) под каким углом к оси ОХ надо направить кий, чтобы при ударе ближний шар попал в дальний.

Домашнее задание:

§1 вопросы ЕГЭ к параграфу;

Рымкевич №3, 4, 6, 7