Тема: Относительность механического движения

Урок по физике в 7 классе

Тема: Относительность механического движения

Цели:

Образовательная: Ввести понятие относительности механического движения, закон сложения скоростей.

Развивающая: формировать навыки логического мышления, умения анализировать, делать выводы, исследовательской деятельности, развитие познавательного интереса учащихся.

Воспитательная: Воспитание любознательности, интереса к предмету.

Тип урока: изучение нового материала.

Демонстрации: относительность формы траектории, относительность пути, относительность координаты тела, относительность перемещения, относительность скорости.

Оборудование: центробежная машина, штативы, линейка, брусок, диск, листы бумаги.

Ход урока

1. Оргмомент.

Слайд.

Едут два мальчика в автобусе и спорят:

-Саша, я тебе говорю, мы движемся.

-Нет, мы не движемся.

-Нет, ты не прав, мы же проехали большое расстояние от школы, а значит движемся.

-Нет, Вова, мы с тобой стоим на одном месте и по автобусу не бегаем, следовательно, находимся в покое.

Как вы считаете, кто из мальчиков прав?

Ответы учащихся: высказывают свое мнение.

(Правильный ответ: оба мальчики правы! Мальчики движутся относительно школы, и покоятся относительно автобуса.)

Вывод учителя: Следовательно движение и покой относительны, то есть зависят от выбора системы отсчета.

Итак, тема нашего сегодняшнего урока: «Относительность механического движения». Запишем ее в тетради.

1. Изучение нового материала

Так как речь идет о движении, то какие физические величины характеризуют движение?

Ответы учащихся…..

Слайд.

Траектория, путь, перемещение, скорость и координата.

Учитель: какие из этих понятий встречаются на уроках физики и математики?

Учащиеся…

Учитель: А как вы думаете, будут ли эти величины, так же, как и в первой задаче, зависеть от выбора системы отсчета? Какова ваша гипотеза?

Учащиеся….

Итак, вы считаете, что эти величины зависят от выбранной системы отсчета.

Слайд.

Наша гипотеза:

Относительность движения проявляется в том, что форма траектории, путь, координаты тела, его перемещение и скорость движения зависят от выбора системы отсчета.

Ну а сейчас наша задача доказать или опровергнуть эту гипотезу.

1. Демонстрация опыта.

Сейчас мы с вами проделаем опыт для того, чтобы ответить на следующий вопрос

Слайд. Зависит ли форма траектории и путь от выбора системы отсчета?

Данный прибор называется центробежная машина. Мне нужна будет помощь одного из вас. Саша, помоги мне, пожалуйста. Саша будет вращать ручку центробежной машины, в результате чего диск будет вращаться. Я возьму линейку и вдоль нее проведу мелом прямую линию на вращающемся диске.

По какой траектории движется мел относительно линейки?

Ответы учащихся: прямая линия.

По какой траектории движется мел относительно круга?

Ответы учащихся: спираль.

(прямая – относительно учащихся, спираль – относительно центра диска).

Демонстрация спирали на диске.

А теперь выясним, какой же путь проделал мел относительно линейки и относительно вращающегося диска?

Учащиеся:

А теперь ответим на вопрос, зависит ли форма траектории и путь от выбора системы отсчета?

Учащиеся: да

1. Демонстрация опыта:

Проделаем следующий опыт для того, чтобы ответить на вопрос

Слайд. Зависят ли координата, перемещение и скорость одного и того же тела от выбора СО?

На демонстрационном столе стоит штатив, обозначенный цифрой 1 – это первая система отсчета. Второй штатив, обозначенный цифрой 2, установлен на линейке – это вторая система отсчета. На этой же линейке покоится лежит брусок, за движением которого относительно этих двух систем отсчета мы будем наблюдать.

В данный момент брусок неподвижен в обеих СО. Если перемещать линейку вдоль стола, будет ли изменяться координата бруска в обеих СО?

Ответы учащихся:

А будет ли меняться перемещение?

Ответы учащихся:

А будет ли изменяться скорость?

А теперь ответим на вопрос, зависит ли скорость, координата и перемещение одного тела от выбора СО?

Учащиеся: да, зависит.

Учитель: Таким образом, что получилось? Доказали мы нашу гипотезу?

Слайд. Относительность движения проявляется в том, что форма траектории, путь, координаты тела, его перемещение и скорость движения зависят от выбора СО.

Учащиеся: да, доказали

Запишем это утверждение в тетрадь!

Учитель: У вас на столах лежат бумажные диски. В центре диска расположена т.О. Если мы будем катить диск по столу, какую траекторию будет описывать т.О относительно стола?

Учащиеся: Прямая (вместе с ними чертим траекторию на листах)

А будет ли двигаться т.О относительно диска?

Учащиеся: нет, не будет.

На диске также отмечена т.В. давайте рассмотрим траекторию движения т.В относительно стола. (Демонстрирую на доске и говорю, что это нужно будет доделать дома)

Слайд: рисунок системы Птолемея

Относительное движение – очень важная тема, еще во II веке Птолемей высказал идею, что Земля – центр Мира, и все планеты движутся вокруг нее. Действительно: то, что он видел, то он говорил.

Слайд: рисунок системы Коперника.

В XVI веке Коперник высказал идею, что Солнце – центр Мира, и все планеты движутся вокруг него. Он был прав только отчасти.

Слайд: Эйнштейн.

В XX веке немецкий ученый Эйнштейн создал СТО, эта физическая теория оказала большое воздействие и на развитее науки и на планету и на человечество. С уточнения понятия «относительности» началась новая эра в физике.

1. Закрепление нового материала

Учитель:

Давайте поработаем с учебником, откройте страницу 90 рисунок 1. На рисунке изображен маятник. Принцип действия этого маятника такой: на подвесе висит воронка, в которой находится или песок, или какая-то краска. Если маятник двигается, то мы сможем увидеть траекторию его движения. На рисунке маятник двигается слева направо, под ним расположена двигающаяся лента. Обратите внимание на то, какова форма траектории движения маятника относительно двигающейся ленты. Что это за траектория?

Криволинейная траектория – синусоида.

А какова будет форма траектории относительно неподвижной ленты?

Прямая.

Давайте, посмотрим на рисунок 2. На движущемся поезде стоит девочка и набивает мячик. Относительно девочки какова траектория движения мальчика?

Прямая.

Рядом с поездом стоит мальчик. Какую траекторию движения мяча видит мальчик?

Криволинейная траектория – парабола. (нарисовать на доске)

А теперь давайте решим задачу на странице 91. Четвертый абзац сверху со слов… «скорость пассажира…» Миша, прочитай условие задачи.

Скорость пассажира (по отношению к поезду) равна 5 км/ч. Можно ли найти скорость пассажира относительно Земли, если известно, что поезд движется относительно нее со скоростью 70 км/ч?

Давайте ответим на этот вопрос.

Есть 3 ситуации

Посмотрите на рисунок 5. Поезд движется, девочка стоит в поезде. Какова ее скорость относительно Земли?

А теперь обратимся к рисунку 6. Поезд движется, девочка движется по направлению поезда. Какова ее скорость относительно Земли?

На рисунке 7 Поезд движется, девочка движется против движения поезда. Какова ее скорость относительно Земли?

На основании этой задачи мы получили знаменитый закон сложения скоростей:

Если вспомнить, что скорость – векторная величина, то эти формулы можно записать так:

Домашнее задание: П.17 пересказ, выучить вывод об относительности движения, задача с диском.

Итог урока:

Рефлексия:

Итак, урок подходит к завершению. И последнее, о чем я вас попрошу – это продолжить фразы на слайде

сегодня я узнал…

было интересно…

было трудно…

я выполнял задания…

я понял, что…

Мне очень понравилось с вами работать. Спасибо за урок!