Нерівномірний рух. Середня швидкість нерівномірного руху.
Мета.
Освітня. Ввести поняття нерівномірного руху, середньої швидкості нерівномірного руху. Вчитися розв’язування задач на розрахунок середньої швидкості прямолінійного нерівномірного руху тіла.
Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.
Виховна. Виховувати культуру запису розв’язків задач та наукового мовлення.
Тип уроку. Комбінований.
Прилади та матеріали для роботи з учнями:
План
- Актуалізація опорних знань.
- Нерівномірний рух. Середня швидкість прямолінійного нерівномірного руху.
- Вчимося розв’язувати задачі.
- Запитання до уроку.
- Домашнє завдання.
- Оцінюємо ступінь доступності вивченого на уроці.
- Перевір себе.
- Для допитливих.
Хід уроку
- Актуалізація опорних знань.
Перевірка розв’язків домашніх задач за зразком:
Задача 18.6. Швидкість якого тіла більша?
Задача 18.7. Автобус їде зі сталою швидкістю 45 км/год протягом 4 год. Побудуйте графіки залежності швидкості та шляху від часу.
Задача 18.8. На рисунку зображено графік залежності шляху, який подолав автобус, від часу. Побудуйте графік залежності швидкості від часу.
- Нерівномірний рух. Середня швидкість нерівномірного руху.
Міркуємо разом. Лише звук і світло за певних умов поширюються зі сталою швидкістю. Швидкості решти тіл змінюються під час руху.Наприклад, автобус, відходячи від зупинки, за однакові інтервали часу проходить все більший шлях, а наближаючись до зупинки, — навпаки. Бігун, беручи участь у змаганнях, затрачає на проходження однакових кіл різний час. Рух автобуса і бігуна — це приклади нерівномірного руху.
Нерівномірний рух. Рух, при якому тіло за рівні проміжки часу проходить неоднакові відрізки шляху, називається нерівномірним.
Графіки нерівномірного руху. Для опису нерівномірного руху тіла зручно використовувати графіки. Графік шляху у разі нерівномірного руху будувати значно складніше. У загальному випадку він може мати вигляд кривої або ламаної лінії.
Коли нерівномірний рух складається з ділянок, на яких тіло рухалося рівномірно, графік шляху має простіший вигляд.
або
З якою швидкістю рухалося тіло, протягом якого часу, який шлях подолало на окремій ділянці шляху, можна визначити, проаналізувавши відповідну ділянку графіка.
Шлях не може зменшуватися, тому графік шляху або піднімається, або залишається горизонтальним, але ніколи не опускається.
Графік швидкості при нерівномірному русі може мати вигляд відрізка.
а) б)
Мал. З рисунка (а) видно, що тіло рухалося 5 с зі швидкістю 20 м/с, наступні 15 с зі швидкістю 10 м/с, і останні 10 с -і швидкістю 25 м/с. З рисунка (б) видно, що швидкість тіла за 15 с рівномірно збільшилася від 0 м/с до 30 м/с.
Як і для прямолінійного рівномірного руху за графіком швидкості нерівномірного руху можна визначити шлях пройдений тілом. Шлях пройдений тілом чисельно рівний площі під графіком швидкості (рис. б).
Середня швидкість нерівномірного руху. Під час нерівномірного руху тіла його швидкість може значно змінюватися у різних точках траєкторії. Для спрощення часто користуються середньою швидкістю нерівномірного руху на певній ділянці шляху, або за певний час руху, умовно покладаючи його рівномірним.
Середня (шляхова) швидкість дорівнює відношенню всього шляху до часу, за який тіло пройшло даний шлях:
, де 
- увесь шлях, 
- увесь час.
Розпишемо увесь шлях і увесь час і отримаємо:
Тільки у випадку, якщо час руху на всіх ділянках шляху є однаковим 
, середню швидкість нерівномірного руху, можна розрахувати як середнє арифметичне значення швидкостей на цих ділянках:
Середня швидкість, як і швидкість тіла при рівномірному русі, вимірюється в метрах на секунду (м/с), є величиною скалярною (не має напрямку).
Для того, щоб охарактеризувати рух точніше, у фізиці застосовують миттєву швидкість. Швидкість тіла у даний момент часу або у даній точці траєкторії називається миттєвою швидкістю. Миттєва швидкість є векторною величиною і спрямована так само, як вектор переміщення. Виміряти миттєву швидкість можна за допомогою спідометра. У СІ миттєва швидкість вимірюється в метрах на секунду (м/с).
- Вчимося розв’язувати задачі.
Задача 19.1. Автомобіль проїхав 100 км за 1 год, а потім ще 300 км за 4 год. Яка середня швидкість автомобіля на всьому шляху?
Задача 19.2. Турист за 2,25 год пройшов 11,2 км, потім 0,5 год відпочивав, а потім пробіг ще 800 м за 15 хв. Яка його середня швидкість на всьому шляху?
Задача 19.3. Хлопчик пройшов деякий час зі швидкістю 4 км/год, ведучи велосипед, а потім стільки ж часу їхав на велосипеді зі швидкістю 16 км/год. Обчисліть середню швидкість руху хлопчика на всьому шляху.
- Запитання до уроку.
Запитання 19.1. Який рух називають нерівномірним?
Запитання 19.2. Що таке середня швидкість нерівноміроного руху?
Запитання 19.3. За якою формулою обчислюють середню швидкість нерівномірного руху?
Запитання 19.4. За яких обставин середню швидкість руху на всьому шляху можна визначити як середнє арифметичне значення швидкостей на ділянках руху?
Запитання 19.5. Кожні 15 хв. тіло долає 150 м. Чи можна стверджувати, що тіло обов’язково рухається рівномірно?
Запитання 19.6. На малюнку зображено траєкторію руху штучного супутника Землі. Ділянки траєкторії АnB i CmD супутник проходить за однаковий час. На якій з них середня швидкість супутника більша?
Запитання 19.7. На рисунку наведено графік залежності шляху від часу. Яку помилку допущено при побудові графіка? Відповідь обґрунтуйте.
- Узагальнення та систематизація вивченого.
- Домашнє завдання.
Підручник: §11 (ст. 73-77).
Задача 19.4. Юнак пройшов 5 км за 1 год, а потім проїхав автобусом 25 км за 0,5 год. Обчисліть середню швидкість юнака на всьому шляху.
Задача 19.5. Мотоцикліст першу половину часу їхав зі швидкістю 100 км/год, а другу - зі швидкістю 80 км/год. Обчисліть середню швидкість мотоцикліста на всьому шляху.
Усне опитування по запитаннях до уроку.
- Перевір себе.
Тренувальні вправи
Середній рівень
Задача 19.1.С. Автомобіль проїхав 50 км за 0,5 год, а потім ще 150 км за 2 год. Обчисліть середню швидкість автомобіля на всьому шляху.
Задача 19.2.С. Людина проїхала за першу половину часу всього руху на автомобілі зі швидкістю 100 км/год, а другу половину часу – на велосипеді зі швидкістю 20 км/год. Яка середня швидкість руху на всьому шляху?
Задача 19.3.С. Мотоцикліст проїхав за 2 год по прямому шосе 150 км, а за наступну годину - 60 км у зворотному напрямку. Визначте середню швидкість на всьому шляху.
- Для допитливих.
Людина і швидкість. Один з найбільш помітних рухів людини - ходьба.
- Швидкість розміреного неквапливого кроку - близько 1 м/с.
- Швидкість бігу наближається до 10 м/с, а щоб керувати таким рухом, нервові імпульси поширюються по нейроволокнах зі швидкістю, що досягає 120 м/с.
- Бігун на короткі дистанції розвиває швидкість 10 м/с, бігун на довгі - 7 м/с, стрибуна в довжину - 9,5 м/с, стрибун у висоту - 6,7 м/с, плавець - 2 м/с.
- У перший рік життя, коли людина росте найшвидше, дитина додає у зростанні чверть метра - іншими словами, швидкість її зростання вимірюється величиною порядку м/с. З кожним наступним роком зростання сповільнюється і до пори повноліття припиняється зовсім.
- Втім, про процеси, що безперервно відбуваються в організмі, нам постійно нагадує ріст нігтів ( м/с =2 мм/на місяць) і волосся ( м/с = 0,35 мм/добу).
Задачі підвищеної складності
Задача О.19.1. Туристична група йшла рівниною зі швидкістю 3 км/год, піднімалася пагорбом зі швидкістю 2 км/год, потім спускалася униз тією самою стежиною зі швидкістю 6 км/год та знову йшла рівниною до свого табору зі швидкістю 3 км/год. Якою була середня швидкість групи на всьому шляху?
Задача О.19.2. Турист, вийшовши з палатки, йшов рівниною, піднявся на гору й одразу повернувся тією ж дорогою. При цьому турист пройшов 12 км, а вся подорож зайняла 3 год 30 хв. Яка довжина спуску, якщо рівниною турист йшов зі швидкістю 4 км/год, вгору - зі швидкістю 2 км/год, а вниз - зі швидкістю 6 км/год.
Задача О.19.3. На рисунку зображено графік залежності швидкості від часу для тіла у вигляді півкола. Який шлях проходить тіло за весь час руху? (В.15,7 км)
Коливальний рух. Амплітуда коливань.Період коливань. Маятники
Тема уроку: Механічний рух і спокій. Відносність механічного руху і спокою.
Мета уроку: Сформувати знання про механічний рух, відносність руху; розвивати логічне мислення; виховувати уважність,акуратність у записах.
Обладнання: Демонстрування відносності механічного руху,
Тип уроку: Вивчення нового навчального матеріалу.
Хід уроку
Тип уроку: Вивчення нового навчального матеріалу.
Хід уроку
І. Підготовка учнів до вивчення нового матеріалу.
На уроках даної теми ми з вами розглядатимемо та вивчатимемо цікаві явища, ви зможете відповісти на різні запитання, наприклад: чи рухаєтеся ви, коли їдете в автомобілі, чи змогли б ви розмовляти у вакуумі, чому, підстрибнувши, ви повертаєтеся на землю, а не летите в космос, яким чином підіймається рідина у стеблах рослин, чи виконуєте ви роботу, коли виносите сміття з класу і повертаєтеся назад, на що витрачається теплота при кипінні рідини, адже температура при цьому не змінюється? На всі ці запитання ви відповідатимете впродовж року, а сьогодні ми з вами розпочинаємо вивчати перший розділ: «Механічний рух».
Для чого треба вивчати механіку?
Знання механіки, насамперед, необхідно для пізнання навколишнього світу, тому що будь-яке явище у світі пов'язане з рухом. Власне кажучи, жодне явище природи не може бути зрозуміле без знання механіки.
Все наше життя з ранку й до вечора проходить у постійному русі: вранці ідемо до школи, після уроків — додому. Їдемо в автобусі, ідемо в туристичний похід, граємо у футбол — рух, рух, рух...
IІ. Вивчення нового матеріалу
Якщо деяке тіло змінює своє положення в просторі, то про нього говорять, що воно здійснює механічний рух. Якщо така зміна відсутня, то це тіло вважається нерухомим, тобто таким, що перебуває у спокої.
Зверніть увагу на слова «відносно інших тіл». Вони означають, що для того, щоб говорити про механічний рух, у просторі має бути, принаймні, два тіла: те, за яким спостерігають, і те, відносно якого розглядається положення першого тіла.
А ви самі зараз перебуваєте у стані спокою чи руху?
Справді, якщо розглядати ваше положення відносно стола, то ви перебуваєте у стані спокою. А якщо розглянути ваше положення відносно Сонця? Адже за урок ви встигаєте подолати в космічному просторі відстань приблизно 80 000 км — це фактично дві кругосвітніх подорожі! Отже, описуючи рух, важливо вказати тіло, відносно якого цей рух розглядається.
Вкажіть, відносно яких тіл рухається, а відносно яких перебуває у спокої людина в автобусі? космонавт у кабіні супутника?
Наприклад, електропоїзд або автобус рухаються відносно будинків, тротуарів, стовпів, дерев, водночас вони перебувають у стані спокою відносно пасажирів, машиніста, водія. Пасажири бачать, як повз них пробігають перони станцій, мости, населені пункти. Людині, яка стоїть на пероні, зрозуміло, що вона нерухома, а рухаються поїзди.
Ми часто називаємо одні тіла рухомими, інші нерухомими.
Дерева, різні будівлі, мости, береги річок - нерухомі. Вода в річці, літаки в небі, автомобілі, що їдуть по дорозі - рухомі.
Що дає нам підставу поділяти тіла на рухомі і нерухомі? Чим вони відрізняються один від одного?
Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалася. Нерухомі тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача.
Проведемо дослід. Розмістимо вертикальні вішки на столі на деякій відстані одна від одної по одній прямій. Поставимо біля першої з них візок з ниткою і почнемо його тягти. Спочатку він переміститься від першої вішки до другої, потім - до третьої і т. д. Тобто візок змінюватиме своє положення відносно вішок.
Зміну положення тіла в просторі називають механічним рухом.
Якщо певне тіло змінює своє положення в просторі то про нього кажуть, що воно здійснює механічний рух. Коли такої зміни немає, то це тіло вважається нерухомим, тобто перебуває в спокої.
Механічний рух, як і спокій, відносний.
Одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого. Наприклад, водій автомобіля, який рухається по дорозі, є рухомим відносно спостерігача, що стоїть на узбіччі, і нерухомим свого пасажира.
Отже, Механічний рух - це зміна положення тіла відносно інших тіл.
Візьмемо довгий візок, а на нього поставимо короткий. Бедем переміщувати довгий візок, притримуючи короткий. Його положення змінюватиметься і відносно короткого візка, і відносно стола. Уявні спостерігачі, які стоятимуть на столі і на короткому візку, що довгий візок здійснює механічний рух.
ІІІ. Закріплення матеріалу
А. запитання після параграфа 14. 1. Що таке механічний рух?
- Зміну положення тіла в просторі називають механічним рухом.
2.Наведіть приклади механічних рухів?
Дерева, різні будівлі, мости, береги річок - нерухомі. Вода в річці, літаки в небі, автомобілі, що їдуть по дорозі - рухомі.
Що дає нам підставу поділяти тіла на рухомі і нерухомі? Чим вони відрізняються один від одного?
Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалася. Нерухомі тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача.
Проведемо дослід. Розмістимо вертикальні вішки на столі на деякій відстані одна від одної по одній прямій. Поставимо біля першої з них візок з ниткою і почнемо його тягти. Спочатку він переміститься від першої вішки до другої, потім - до третьої і т. д. Тобто візок змінюватиме своє положення відносно вішок.
Зміну положення тіла в просторі називають механічним рухом.
Якщо певне тіло змінює своє положення в просторі то про нього кажуть, що воно здійснює механічний рух. Коли такої зміни немає, то це тіло вважається нерухомим, тобто перебуває в спокої.
Механічний рух, як і спокій, відносний.
Одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого. Наприклад, водій автомобіля, який рухається по дорозі, є рухомим відносно спостерігача, що стоїть на узбіччі, і нерухомим свого пасажира.
Отже, Механічний рух - це зміна положення тіла відносно інших тіл.
Візьмемо довгий візок, а на нього поставимо короткий. Бедем переміщувати довгий візок, притримуючи короткий. Його положення змінюватиметься і відносно короткого візка, і відносно стола. Уявні спостерігачі, які стоятимуть на столі і на короткому візку, що довгий візок здійснює механічний рух.
ІІІ. Закріплення матеріалу
А. запитання після параграфа 14. 1. Що таке механічний рух?
- Зміну положення тіла в просторі називають механічним рухом.
2.Наведіть приклади механічних рухів?
-Рух планет навколо сонця, хмар у небі, води в річках та озерах,різних частин машин і верстатів,людей,тварин, політ птахів.
3. Чому механічний рух відносний?
- Тому що одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно другого.
Б. Виконати завдання
1. У вагоні залізничого потягу який рухається на столику лежить книжка. У русі чи в спокої перебуває книжка відносно:
3. Чому механічний рух відносний?
- Тому що одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно другого.
Б. Виконати завдання
1. У вагоні залізничого потягу який рухається на столику лежить книжка. У русі чи в спокої перебуває книжка відносно:
а) столика? б) рейок? в) моста через річку? г) води в цій річці?
д) Місяця?
д) Місяця?
Як зміняться відповіді на ці запитання, якщо потяг стоятиме на станції?
2. Пасажири стоять на палубі корабля, який підпливає до пристані. Відносно яких предметів вони нерухомі? Рухомі?
2. Пасажири стоять на палубі корабля, який підпливає до пристані. Відносно яких предметів вони нерухомі? Рухомі?
Виконати завдання 37-40 ст.61-62
ІV. Д/З.
Параграф 14 вивчити стр.48
виконати завдання 41,42 письмово ст. 62
Немає коментарів:
Дописати коментар