Поурочные планы по физике 9 класс
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Урок 1                       Дата______

Механика. Механическое движение

Цели урока:

Объяснить необходимость изучения механики. Показать возможности ее практического применения. Сформировать у учащихся представление о материальной точке.

Ход урока

I.        Вступление

Во вступительной части учитель рассказывает, что будут изучать учащиеся в этом учебном году, какие задания их ждут. Так же необходимо напомнить технику безопасности на уроках физики и во время проведения лабораторных работ.

Далее необходимо вспомнить, что такое физика.

Физика - это наука, занимающаяся изучением самых общих свойств окружающего нас материального мира.

Физика - наука экспериментальная, ее цели, во-первых, отыскать наиболее общие законы природы, во-вторых, объяснить конкретные процессы действием этих общих (фундаментальных) законов. В то же время физика и количественная наука. Все основные законы физики формируются на математическом языке. И этот язык надо знать, а он не прост.

Основные разделы физики:

• Механика
• Термодинамика
• Электродинамика

II.        Новый материал

Механика, к изучению основ которой мы приступаем, - это наука о движении и взаимодействии макроскопических (от греческого слова makros - большой, длинный) тел. Название «механика» происходит от греческого слова mechanike, что означает наука о машинах, искусство постройки машин. Первые простейшие машины (рычаг, клин, колесо, наклонная плоскость и т.д.), которые теперь называют простыми механизмами, появились в древности. Первое орудие человека - палка - это рычаг. Каменный топор - сочетание рычага и клина. Колесо появилось в бронзовом веке, позже стали применять наклонную плоскость.

Уже в V в. до н. э. в афинской армии применялись стенобитные машины -тараны, метательные приспособления - баллисты и катапульты. Строительство плотин, мостов, пирамид, а также ремесленное производство, с одной стороны, способствовали накоплению знанию о механических явлениях, а с другой стороны, - требовали от них новых знаний. В ответ на запросы практики в новых знаниях и возникла наука механика.

Первые дошедшие до нас сочинения по механике, в которых описаны простейшие машины, принадлежат ученым Древней Греции. К ним относится сочинение «Физика» Аристотеля (IV в. до н.э.), в котором впервые введен в науку термин «механика». В III в. до н.э. древнегреческий ученый Архимед впервые применил математику для анализа и описания механических явлений. Архимед сформулироьал закон равновесия рычага и закон плавания тел. С этого времени начинается развитие механики как науки.

Новый этап связан с работой Г. Галилея, сформулирован закон инерции, установил законы падения тел и колебаний маятника. Английский физик И. Ньютон, опираясь на работы Галилея и его современников, а так же на результаты своих собственных исследований, создал цельное учение о механическом движении и взаимодействии тел, которое получило название классической механики. Классическая механика состоит из трех частей: кинематика, динамика, статика.

Слово кинематика происходит от греческого слова kinematos - движение. Кинематика изучает, как движется тело, но не изучает, почему тело движется так, а не иначе. Основными задачами кинематики являются:

а)        Описание с помощью математических формул, графиков или
таблиц совершаемых телом движений.

б)        Определение кинематических величин, характеризующих это
движение.

Для описания движения в кинематике вводятся специальные понятия (материальная точка, система отсчета, траектория) и величины (путь, перемещение, скорость, ускорение), которые важны не только в кинематике, но и в других разделах физики.

Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего мира, - это его изменчивость.

• Какие изменения вы замечаете? (Ночь меняет день, вода при охлаждении замерзает, падают капли, лает собака, едет автомобиль, двигаются литься деревьев в ветреную погоду.)
• Поведем итог: наиболее частые ответы связаны с изменением положения тел относительно друг друга.

Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называются механическим движением.

Однако одно и то же тело одновременно может и двигаться и не двигаться, если наблюдать его с различных точек зрения.

Пример 1. В купе вагона на столике лежит яблоко. Пассажир видит, что расстояние до яблока с течением времени сохраняется. Яблоко не совершает механического движения. Но с точки зрения провожающего, яблоко движется, т.к. расстояние от яблока до перрона с течением времени растет.

Пример 2. Вы находитесь в классе в покое (сидя за партой) относительно Земли, но движетесь вместе с Землей вокруг Солнца.

Из этих примеров следует: нет, и не может быть абсолютно неподвижных тел.

Даже самое простое движение тела оказывается сложным для изучения. Для того чтобы облегчить исследования, вводят ряд упрощений. Если мы рассматриваем движение автомобиля, длина которого 5 м, прошедшего 100 км, то пройденное им расстояние в 200000 раз больше его собственной длины. Очевидно, что автомобиль можно рассмотреть как точку. В этом случае пользуются термином материальная точка. Но если мы будем исследовать силу сопротивления воздуха, действующего на движущийся автомобиль, считать его материальной точкой нельзя, т.к. сила сопротивления зависит от размеров автомобиля. Материальная точка-это абстрактное понятие, введенное для упрощения изучения многих физических явлений.

Материальной точкой называют тело, размерами и формой которого в рассматриваемом случае можно пренебречь.

-        Как же определить положение тела (материальной точки)?

В одном древнем документе, относящемуся к началу нашей эры, сказано: «Стань у восточной стены крайнего дома лицом на север, и, пройдя 120 шагов, повернись лицом на восток. Затем, пройдя 200 шагов, вырой яму в 10 локтей и найдешь 100 золотых монет».

-        Если бы этот документ попал в Ваши руки, смогли бы найти клад? (Укаждого человека разные шаги и локти. Неуказан населенный пункт. Местность сильно изменилась. Нет дома, от которого нужно считать.)

Итак, необходимо тело отсчета. Если через него провести оси координат, то положение тела в пространстве можно задать его координатами. Но при движении тела его положение меняется с течением времени. Значит, нужен прибор для измерения времени (часы), связанные с телом отсчета.

Все вместе: а) тело отсчета, б) система координат, в) прибор для определения времени, - образуют систему отсчета.

Система отсчета может быть: а) одномерной, когда положение тела определяется одной координатой (рис. 1); б) двухмерной, если положение тела определяется двумя координатами (рис. 2); в) трехмерной, т.е. положение тела определяется тремя координатами (рис. 3).

Ум

X

♦

о

Рис. 1

о

Рис.2

Y

Ш. Упражнения и вопросы для повторения

- В каких из перечисленных случаев можно считать тела материальными точками, а в каких - нельзя?

1. На станке изготавливают спортивный диск. (Не материальная точка.)
2. Тот же диск после броска спортсмена летит на расстояние 55 м. (Материальная точка.)
3. Конькобежец проходит дистанцию соревнования. (Материальная точка, но не всегда: не надо забывать про фотофиниш.)
4. Фигурист выполняет упражнения произвольной программы. (Не материальная точка.)
5. За движением космического корабля следят из Центра управления полетов на Земле. (Материальная точка.)
6. За тем же кораблем наблюдает космонавт, осуществляющий с ним стыковку. (Нематериальная точка.)
7. Земля вращается вокруг своей оси. (Нематериальная точка.)
8. Земля движется по круговой орбите вокруг Солнца. (Материальная точка.)

Домашнее задание

1. Выучить материал § 1, записи в тетради;
2. Упражнение 1 (учебник, стр. 9);
3. Материал для повторения математики:

а)        Из формулы v = at выразите а через v и t; t через а и v.

б)        Из формулы v = v0 + at выразите v0, a, t.

Урок   2        Дата______

Перемещение. Путь. Траектория

Цели урока:

Ввести понятия «перемещение», «путь», «траектория». Научить определять координаты движущегося тела.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

Перед уроком учащиеся выписывают на доске домашнее задание:

V        V

а = —,        t = - ,        v = v - at,

t        а        0

t        а

Упражнение 1 проверяется устно.

Один ученик вызывается к доске и пересказывает параграф. Нескольким ученикам раздаются карточки с индивидуальными заданиями, которые выполняются во время устного ответа

Карточка 1

а) Какую систему координат (одноменную, двухмерную или трехмерную) следует выбрать для определения положения тел:

• трактор в поле (двухмерная);
• вертолет (трехмерная);
• поезд (одномерная);
• шахматная фигура (двухмерная).

at2

2S-at2 ч

б) Дано выражение: S = vQt +     . Выразите: a, vQ.

(П        2(5 -v)

(Ответ: а = -•— г---г

Карточка 2

а) Какую систему координат (одномерную, двухмерную или трехмерную) следует выбрать для определения положения таких тел:

• Люстра в комнате (двухмерная);
• Лифт (одномерная);
• Подводная лодка (трехмерная);
• Самолет на взлетной полосе (одномерная)

'la

б) Дано выражение: S = Выразите: v2, v02, а.

(Ответ: v2 = 2aS + v02, vQ2 = v2 - 2aS, a = •

0        2S

в) Даны графики (рис. 4). Записать для каждого из них формулы соответствующих им функций. (Ответ: \.у=2х; Ну = 20; III. у=20 -4х.)

II. Перемещение тела. Траектория

С изменениями координат связана первая из величин, вводимых для описания движения, - перемещение.

Перемещением тела (материальной точки)-называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.

Перемещение принято обозначать буквой S. В СИ перемещение измеряется в метрах (м).

Перемещение - величина векторная, т.е. кроме числового значения имеет еще и направление. Векторную величину изображают в виде отрезка, который начинается в некоторой точке и заканчивается острием, указывающим направление. Такой отрезок - стрелка - называется вектором. Например, перемещение S - вектор, проведенный из точки М в точку Л (рис. 5).

Знать вектор перемещения - значит, знать его направление и модуль. Модуль вектора это скаляр, т.е. численное значение. Зная начальное положение и вектор перемещения тела, можно однозначно определить, где находится тело.

Следует всегда различать понятия пути и перемещения. Путь - величина скалярная. Перемещение- векторная.

Для того чтобы ввести определения пути, необходимо  траектория
еще одно понятие - траектория.         

Непрерывную линию, которую описывает движущееся тело (рассматриваемое как материальная точка) по отношению к выбранной системе отсчета, называют траекторией .        

Траектория может быть известна еще до начала движения. Так, полотно железной дороги определяет траекторию поездов. Заранее рассчитывается траектория движения искусственных спутников Земли.

В зависимости от траектории движения могут быть прямолинейными (падение тел в опыте Галилея) и криволинейными (движение брошенного под углом к горизонту мяча).

Траектория одного и того же движения различна в разных системах отсчета.

Например, для пассажира равномерно двигающегося поезда падающий в вагоне мячик двигается вертикально вниз, а для человека, стоящего на перроне, тот же мячик двигается по параболической траектории.

Длина траектории - путь. Модуль перемещения и путь могут совпадать по значению, только в том случае, если тело движется вдоль прямой в одном направлении.

Ш. Проекция вектора на ось        В

Важным понятием является понятие проекции вектора (рис. 7).

Опустим из точек А и В (начало вектора и его конец) перпендикуляры на ось ОХ. Длину отрезка AXBV взятую со знаком «+» или «-» называют проекцией вектора на ось ОХ. Проекция вектора -величина скалярная.

Проекцию считают положительной (ах > 0), если от проекции начала вектора к проекции его конца нужно идти по направлению оси.

Другими словами, проекция вектора положительна, если угол между направлением вектора и осью ОХ острый.

В противном случае проекция вектора отрицательна (ах< 0).

Если вектор перпендикулярен оси, то при любом направлении вектора его проекция на ось равна нулю (ах = 0).

IV. Упражнения и вопросы для повторения

• Путь или перемещение мы оплачиваем при поездке в такси? (Путь.)

• Мяч упал с высоты 3 м, отскочил от пола и был пойман на высоте 1 м. Найти путь и перемещение мяча. (Путь 4 м, перемещение 2 м.)
• Велосипедист движется по окружности с радиусом 30 м. Чему равны путь и перемещение велосипедиста за половину оборота? За полный оборот? (Пройденный за пол оборота путь равен I = п R = 94,2 м, перемещение S = 2R = 60м. За один оборот путь I = 2к R = 188,4м, перемещение S = 0.)

Домашнее задание        

1. §2,3. Ответить на вопросы в конце параграфа;        
2. Выполнить упражнение 3 (учебник, стр. 15);

3.        На рис. 8 показана траектория ABCD движения
точки из А в D. Найти координаты точек начала и конца
движения, пройденный путь, перемещение, проекцию
перемещения на оси координат.        

X

2

Рис. 8

(Ответ: Координаты начала: А (2, 2), координаты конца: d (6, 2), пройденный путь: 20 м, перемещение: ~~q 4 м, проекция перемещения на ось OX: Sx - 4 м, проекция перемещения на ось OY: Sy = 0.)

4*. Решить задачу (для желающих или наиболее успевающих учеников):

Катер прошел по озеру в направлении на северо-восток 2 км, а затем в северном направлении еще 1 км. Найти геометрическим построением перемещение (S) и его модуль (S). (Ответ: S « 2,8 км.)

Урок 3                             Дата_____

Перемещение при прямолинейном равномерном движении. Графическое представление движения

Цели урока:

Ввести понятие скорости как векторной величины. Научить описывать движение различными способами: графическим и координатным (как функцию от времени).

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

Повторение изученного можно провести в виде фронтального опроса либо проверочной самостоятельной работы по изученному материалу.

Фронтальная беседа

• В чем состоит основная задача механики?
• Зачем введено понятие материальной точки? Когда тело можно считать материальной точкой? Приведите примеры.
• Что такое система отсчета? Для чего она вводится?
• Какие виды систем координат вы знаете?
• Какую систему координат вы выберите для определения положения таких тел: стрекоза в полете, шахматная фигура на доске, теплоход движется на реке, лифт в доме, пуговица на одежде?
• Что такое траектория, путь, перемещение?
• В чем отличие пути от перемещения?
• В каком случае путь равен траектории? Приведите примеры.
• Подбросьте тело вверх и поймайте его при спуске. Что больше: путь тела или перемещение?
• Как определить проекцию вектора? (правило)
• Как определить проекцию вектора перемещения на ось?

Во время беседы на доске проверяется решение домашних задач.

Задания для самостоятельной работы:

Вариант I

1. Мяч падает с высоты 2 м, и, отскочив от земли, поднимается на высоту 1,5 м. Чему равны путь / и модуль перемещения S мяча? (Ответ: I = 3,5 м, 5=0,5 м.)
2. Материальная точка движется по окружности радиуса R. Чему равны путь / и модуль перемещения S через пол-оборота? (Ответ: I- к R,S = 2R.)
3. Укажите знаки проекций векторов на оси ОХ, ОУ(рис. 9).

Вариант II

1. Мяч упал с высоты 4 м от пола и был пойман на высоте 2 м. Найти путь / и модуль перемещения S мяча. (Ответ: I = 6 м, S = 2 м.)
2. Автомобиль двигался по кольцевой дороге вокруг Москвы и дважды по ней проехал. Чему равны путь / и перемещение S, если длина кольцевой дороги L? (Ответ: путь L = 2L, перемещение S= 0.)
3. Укажите знаки проекций векторов на оси ОХ, OY(pиc. 10).

II. Новый материал

Эксперимент I

На демонстрационном столе стоит стеклянная трубка, наполненная водой. При быстром се перевертывании пузырек воздуха начинает всплывать (можно открыть трубку и погрузить в жидкость какое-либо сферическое тело). Отмечая положения пузырька через равные промежутки времени (через 2 с), получаем таблицу:

Из опыта видно, что за одинаковые промежутки времени тело перемещается на одно и то же расстояние. Это пример равномерного движения. Движение пассажира на эскалаторе в метро, движение конвейерной ленты, спуск парашютиста в безветренную погоду - это все примеры равномерного движения.

Движение тела называется равномерным, если за любые равные промежутки времени тело перемещается на одинаковое расстояние (т.е. проходит одинаковые пути).

Как найти (вычислить) перемещение тела за какой-то промежуток времени. Для этого надо знать перемещение тела за единицу времени. Это отношение называют скоростью и обозначают буквой v :

V=  S/t

где v - скорость [м/с], S - перемещение [м], t- время [с].

Направлен вектор скорости так же, как и вектор перемещения. Направление вектора скорости - это и есть направление движения тела.

Sx =х

При вычислении перемещения и скорости обычно пользуются формулами, в которые входят не векторы, а проекции векторов:

Sx = vxt, но

Следовательно: .

x-x0 = vxt.

Таким образом:

x = x0 + vxt,

где x - конечная координата [м], х0- начальная координата [м], vx- проекция скорости на ось ОХ, t - время [с].

Мы нашли зависимость координаты х от времени t, т.е. х (t).

Данная зависимость линейная. Из математики известно, что графиком линейной функции у = kx + b является прямая.

Далее можно рассмотреть различные варианты графиков зависимости координаты х от времени (при vx = 0, vx > 0, vx < 0).

Теперь построим график vx (t) - график зависимости скорости от времени (см. рис. 11).

По графику скорости можно найти путь. Чис-
ленно он будет равен площади заштрихованной
фигуры (в данном случае прямоугольник) за вре-
мя /, т.е. S= vt.

III. Упражнения и вопросы для повторения

1. Определите по рис. 12 начальные координаты бензоколонки (А), грузового (В) и легкового (С) автомобилей и мотоцикла (D). Запишите уравнение зависимости координаты от времени для каждого тела. Определите координаты тел через 1,5 ч.
2. По графикам изменения координат двух тел (рис. 13) сравнить их скорости. Записать уравнение х (/). Построить vx (t) и найти путь за 2 с. Сделать рисунок, на котором указать положение тел (ось ОХ направить вправо).

Домашнее задание

1. Выучить материал §4;
2. Ответить на вопросы в конце параграфа;
3. Выполнить упражнение 4 (стр. 20).

у=40км/ч    у = 50км/ч у=10км/ч В~*     а       с    *"Р

-50       0        50      100   х,км Рис. 12

Дополнительный материал к уроку

- Знаете ли вы, почему для обозначения скорости принята латинская буква v, пути - S, времени - t

Хотя для обозначения физических величин можно было бы выбрать любые буквы любого алфавита, однако во многих случаях применение латинских букв для этих целей оказалось весьма удачным. Латинский алфавит принят в большинстве стран мира, корни латинских слов перешли в такие распространенные языки, как французский, английский, испанский. Для тех, кто не владеет иностранными языками, введем обозначения некоторых физических величин начальными буквами их латинских названий: v-velocitas - скорость, a - acceleratio - ускорение, / - tempus - время.

Например, «акселератор» - педаль, нажимая на которую регулируется поступление горючей смеси в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, в результате чего изменяется скорость движения автомобиля; «велосипед» сложное слово: velox - скорый и pedes - ноги. Таким образом, латинская буква напоминает о физическом смысле обозначаемый его величины.

Для определения скорости используют различные приборы. Спидометр для определения скорости автомобиля. Скорость тепловоза и электровоза определяется специальным прибором - скоростеметром.

В морской практике сохранилась старинная мера скорости - узел. Название «узел» связано со старинным способом измерения скорости корабля. Лага, тросик, или так называемый лагминь с привязанной на конце доской бросают с кормы корабля. Доска покоится в воде позади уходящего от нее корабля, а тросик сматывают в катушки, которую матрос держит в руках. На тросике завязаны узлы, отстоящие друг от друга на определенном расстоянии. Сосчитав число узлов за определенное время, можно определить скорость корабля в «узлах». В настоящее время применяют механические и электрические лоты, но скорость продолжают измерять в узлах.

Урок 4                                                                                         Дата_________

Решение задач на совместное движение нескольких тел. Ускорение

Цели урока:

Научить учащихся решать задачи на совместное движение нескольких тел. Проверить их навыки и умения решать задачи. Сформировать понятие ускорения.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

• Какое движение называют равномерным?
• Что называется скоростью равномерного движения? В каких единицах она выражается?
• В каких случаях проекция скорости равномерного движения на ось положительна, в каких отрицательна?
• Как находится проекция перемещения, если известна проекция скорости?

• Как найти координату тела в любой момент времени, если известна начальная координата, проекция скорости и время?
• Как скорость, выраженную в метрах в секунду, выразить в километрах в час и наоборот?
• Выразите в м/с скорость 72 км/ч.
• Какая скорость больше: 5 м/с или 36 км/ч?

II.        Решение задач
Задача 1

В течение 30 с поезд двигался равномерно со скоростью 54 км/ч. Какой путь прошел поезд за это время? (Ответ: 450 м.)

Задача 2

Движения двух велосипедистов заданы уравнениями х, = 5t и х2 = 150 – 10t.

а)        Постройте графики зависимости x (t);

б)        Найдите время и место встречи;

в)        Постройте графики зависимости vx (t).
(Ответ: тела встретятся через t = 10 с, х = 50 м.)
Задание 3

Точка А совершает движение на плоскости XY. Координаты точки, в зависимости от времени изменяются по закону: х = -2t, у = 2 + 3t. а) Запишите уравнение траектории у (x) точки А.

2)        Чему равны начальные координаты движущейся точки и координаты
через 2 с после начала движения?

3)        Постройте график функции у (х).

(Ответ: в начальный момент t - 0; х = 0. Через 2 с,x = - 4 м; у = 8 м.)

III.        Самостоятельная работа
1вариант

На оси координат показаны тела их      у1=40км/ч  v;=70 км
скорости (рис. 14).        —•        •        •        ►

а)        Определить начальные координаты 0        60        120 х,км
первого и второго тела.                                    Рис 14

б)        Записать для каждого тела уравнение зависимости координаты от времени х (t).

в)        Найти место и время встречи аналитически и графически.

г)        Построить график vx (t).

д)        Найти координату каждого тела через 4 ч.

е)        Найти путь, пройденный каждым телом за 6 ч.
2 вариант

На оси координат показаны тела, их
скорости.        

а) Определите начальные координаты 1 и 2 тела.        

б)        Записать для каждого тела уравнение зависимости координаты от времени.

в)        Найти место и время встречи аналитически и графически.

г)        Построить график vx (t).

д)        Найти координату каждого тела через 4 с.

е)        Найти путь, пройденный каждым телом за 6 секунд.

IV. Новый материал

Прямолинейное равномерное движение, т.е. движение с постоянной (по модулю и направлению) скоростью, не очень часто встречается на практике.

Гораздо чаще приходится иметь дело с таким движением, при котором скорость со временем изменяется. Такое движение называется неравномерным.

Эксперимент

Рассмотрим движение шарика по наклонному желобу, а затем по горизонтальному участку (рис. 16).

Координаты шарика через 2 с представлены в таблице:

t. c       О    2   4     6      8        Рис. 16

х, см   I   О   I   8   I 32 I 72 | 128

Видно, что перемещения шарика за 2 с различны на разных этапах движения. При таком движении скорость тела (мгновенная скорость) непрерывно изменяется от точки к точке.

Для простоты будем считать, что за каждую единицу времени и вообще за любые равные промежутки времени скорость изменяется одинаково.

Движение тела, при котором его скорость за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, называется равноускоренным движением.

Пусть скорость тела в начальный момент времени была равна v0, а через промежуток времени t она оказалась равной v . Тогда отношение v-v0/t-быстрота изменения скорости. Ее называют ускорением:

a=v-v0/t

Единица измерения ускорения в СИ - м/с2: [а] = м/с2.

При прямолинейном движении векторы v0 и v направлены вдоль одной прямой. Удобнее использовать запись: v = v0 + at. В проекциях на ось ОХ это уравнение имеет вид: vx = vox + ах • t.

Алгоритм решения простейших задач по кинематике:

1. Выясните и запишите характер движения.
2. Выясните и запишите, есть ли начальная скорость.
3. Запишите краткое условие задачи, выразив все величины в единицах СИ.

66898088. Используя основные формулы кинематики, запишите ее в векторной форме, спроецируйте на необходимую ось.

4. Запишите проекции с учетом знаков (в модулях)
5. Найдите искомую величину.
6. Вычислите ее.
7. Проанализируйте ответ.

Пример 1

Автомобиль, движущийся со скоростью 10 м/с, начал тормозить с ускорением 1 м/с2. Сколько времени пройдет до остановки автомобиля?

Дано:

a = 1 м/с2 v0= 10 м/с v = 0 м/с

Решение:

Запишем уравнение для скорости при равноускоренном движении в проекциях на ось ОХ: vx = v0x + ax • t.

Т.к. векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны, то их проекции имеют разные знаки. Получаем уравнение: v = v0 - at.

Отсюда:

10м/с-0м/с   ,

t =        ;        = 10с

1м/с2

Ответ: t = 10 с.

Пример 2

Дано:

a = 4 м/c2 v0 = 20 м/с t = 4 с

t = 8 с

Тело движется прямолинейно с уменьшающейся скоростью. Ускорение равно 4 м/с2. В некоторый момент времени модуль скорости тела v() = 20 м/с. Найдите скорость тела через t=4с,t = 8с после этого момента. Определите также момент времени, когда  тело останавливается.

Решение:

v,=v0 + 3/,,      v2=v0+5/2

Т.к. векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны, то в проекциях на ось ОХ получаем уравнения: VX = v0 - at,   v2x = v0 - at2. VX = 20 м/с - 4 м/с2 • 4 с = 4 м/с; v2X = 20 м/с - 4 м/с2 • 8 с = -12 м/с. Знак минус у проекции скорости означает, что к исходу 8-ой секунды тело двигалось в направлении, противоположном направлению начальной скорости. Модуль скорости v2 =  V2x = 12 м/с. Можно вычислить момент, когда тело остановилось, т.е. когда v3 = 0:

    _                                          20м/с-0м/с   ,
0 м/с = 20 м/с - 4 м/с • 4 t =        —        = 5с .

Ответ: vt = 4 м/с; v2 = -12 м/с, t=

                                                                4м/с2

4. с (время остановки тела).

V. Решение задач

Для самостоятельного решения в классе учащимся можно дать следующие задачи:

Задача 1

Троллейбус, трогаясь с места, движется с постоянным ускорением 1,5 м/с2. Через какое время он приобретет скорость 54 км/ч? (Ответ: через 10 с.)

Задача 2

Автомобиль, движущийся со скоростью 36 км/ч, останавливается при торможении в течение 4 с. С каким постоянным ускорением движется автомобиль при торможении? (Ответ: 2,5 м/с2.)

Задача 3

Автомобиль, двигаясь с постоянным ускорением, на некотором участке увеличил свою скорость с 15 м/с до 25 м/с. За какое время произошло это увеличение, если ускорение автомобиля равно 1,6 м/с2? (Ответ: 6,25 с.)

Задача 4

Какая скорость могла быть достигнута, если бы тело в течение 0,5 ч двигалось с ускорением 10 м/с2 из состояния покоя? (Ответ: 18000 м/с.)

Домашнее задание

1. Выучить §5;
2. Упр. 5 (учебник, стр.24);
3. Задача 7 (учебник, стр. 241).

Урок 5                                   Дата_____

Скорость прямолинейного равноускоренного движения. График скорости

Цели урока:

Научиться строить график скорости от времени. Сформировать понятия перемещения при прямолинейном равноускоренном движении. Научиться его находить.

Ход урока

I.        Повторение. Проверка домашнего задания

• Дайте определение мгновенной скорости.
• Каков физический смысл мгновенной скорости?
• Что такое ускорение?
• Назовите единицы ускорения.
• Как рассчитывается мгновенная скорость при равноускоренном движении?
• Чем отличаются векторные величины от скалярных?
• Что показывает модуль вектора ускорения?
• Каковы правила сложения векторных величин?

С целью повторения материала можно предложить учащимся ряд простых устных задач по изученной теме:

1. Какой путь пройдет велосипедист за 2 ч, если его средняя скорость 15 км/ч?
2. Чему равна мгновенная скорость камня, брошенного вертикально вверх, в верхней точке траектории?

3.0 какой скорости - средней или мгновенной - идет речь в следующих случаях: а) пуля вылетает из винтовки со скоростью 800 м/с;

б)        самолет летит из Киева в Москву со скоростью 800 км/ч;

в)        скоростемер на тепловозе показывает 75 км/ч?

II.        Скорость при равноускоренном движении
Задание 1

На рис. 17 показаны тела, их скорости и ускорения. Запишите уравнения скорости для каждого тела и определите скорость через 5 с после начала движения.

1. v, = 2/; через 5 с: v = 10 м/с;
2. v2 = 8 + It; через 5 с: v = 8 м/с + 5 с • 2 = 18 м/с;
3. v3 = St; через 5 с: v = 8 м/с - 5 с • 2 = 2 м/с;

a1= 2 м/с2   аг= 2 м/с2      a3= 2 м/с2      a4= 2 м/с2      a5= О
v1= 0        v2= 8 м/с      v3= 8 м/с        v4= 8 м/с       v5= 1 м/с

4. v4X = - 8 - 2t; через 5 с: v4X = - 8 м/с - 2 • 5 с = - 18 м/с; Модуль скорости v4= v4XI = 18 м/с;
5. v$ = 1; через 2 с: v = 1 м/с.

-        Постройте график зависимости v от t для пятого тела. Что будет графиком функции? (Прямая, параллельная оси t.)

-        А что будет графиком зависимости для остальных четырех тел? (Прямая.) В данном случае имеем линейную зависимость.

Учитель строит возможные варианты графиков и комментирует их

По графику зависимости скорости от времени можно найти ускорение:

60

Задание 2

Записать уравнение скорости от времени vx(t) для каждого участка графика (рис. 19).

а) Участок OA: v0 = 0, а = 60/3=20м/с Уравнение: v = 20м/с

б)        Участок АВ: a = 0, v = уц = 60. Уравнение: \> = 60.

в)        Далее можно рассматривать участок ВС, а можно сразу BD, т.к. ускоре-
ние одинаково на всем участке.

-60 м/с"

Участок BD: v0 = 60 м/с, v = - 60 м/с, a =

/        2с

Уравнение: v = 60 - 60/

г) Участок DF: a = 0, v = vQ = -60. Уравнение: v = -60.

III. Перемещение при равноускоренном движении

Пусть некоторое тело движется по направлению оси дг, имея начальную скорость vQ, увеличивая ее до v. Построим график зависимости скорости от времени (рис. 20).

- Как найти перемещение тела?

Вспомним, что площадь, ограниченная графиком скорости, при равномерном движении и осью /, равна пути, пройденному телом.

Путь и перемещение совпадают, если тело движется поступательно вдоль прямой. У нас на графике как раз такой случай, значит, чтобы найти перемещение нужно найти площадь заштрихованной фигуры (трапеции). Площадь трапеции равна:

S= (a + b) -h 12

где a, b - основания трапеции,

h - высота трапеции.

■t = vQt + -

В нашем случае: a = v(), b = v, h = /.

at'

2        2        2

Проекция перемещения находится по формуле:

о J'

Тогда для координаты имеем:

at'

x = xn+v„J + -

Домашнее задание

1. Выучить §6-8 (§8 - для самостоятельного изучения);
2. Выполнить упражнение 7.
3. Ответить на вопрос микротеста:

Уравнение зависимости проекции скорости тела от времени имеет вид:
vx = 2 + 3/ (м/с). Каково соответствующее уравнение поекции перемещения тела?
а) Sx = 2t + 3? (м);        б) Sx = 1,5/" (м);

в) Sx = 2t+l ,5t2 (м);        г) Sx = 3/ +11 (м):

Урок 6. Решение задач

21

Урок 6 Решение задач

Цели урока:

Развитие навыков самостоятельной работы. Отработка методов решения задач.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

Вопросы и задачи на повторение:

• Начальная и конечная скорости движения тела (тело движется в одном направлении) соответственно равны 2 м/с и 4 м/с. Как движется это тело?
• Проекция ускорения тела равна -2 м/с2. Как это понимать?
• Поезд отходит от станции. Как направлено его ускорение?
• Поезд начинает тормозить. Как направлены его ускорение и скорость?

аГ

-        Ускорение тела равно 1 м/с2. На сколько изменится скорость тела за 1 с? Далее на доске выписываются основные формулы кинематики в векторной форме и в проекциях:

~ +а(

S = vu/ + —, v = vn

v = v„+ a t.

x = xn+vn / + ■

2    ' ' x       Ox

Следует анализ формул.

м/с

- Запишите, что получится, если а = 0. (х = jc0 + v0xt, vx = у0д.) Делается вывод: равномерное движение является частным случаем равно ускоренного движения.

П. Самостоятельная работа

Вариант I

0

/, с

Рис. 21

м/с2 А

U с ->

12 3 4 5

1. Какую скорость будет иметь тело через 20 с от начала движения, если оно движется с ускорением 0,2 м/с2? (Ответ: 4 м/с.)
2. За 5 с скорость шарика возросла с 2 м/с до 5 м/с. Определить ускорение шарика. (Ответ: 0,6 м/с2.)
3. Как движется автомобиль, график проекции скорости движения которого изображен на рис. 21?
4. Автомобиль, остановившийся перед светофором, набирает затем скорость 54 км/ч на пути 50 м. С каким ускорением он должен двигаться? Сколько времени будет длиться разгон? (Ответ: 2,25 м/с2; 6,7 с.)
5. По данному на рис. 22 графику проекции ускорения построить график проекции скорости, если начальная скорость v = 0.
6. По наклонной доске пустили катиться снизу вверх шарик. На расстоянии 30 см от начала пути шарик побывал дважды: через 1 с и через 2 с после        Рис. 22

начала движения. Определите начальную скорость и ускорение движения шарика. Ускорение считать постоянным. (Ответ: 0,45 м/с; 0,3 м/с2.)

Вариант II

vx, м/с А

о

t, с

Рис. 23

м/с А

3 2

0

4 5

/. с

2 3

Рис. 24

1. Через 25 с после начала движения спидометр автомобиля показал скорость движения 36 км/ч. С каким средним ускорением двигался автомобиль? (Ответ: 0,4 м/с2.)
2. Велосипедист движется под уклон с ускорением 0,2 м/с2. Какую скорость приобретет велосипедист через 10 с, если его начальная скорость равна 5 м/с? (Ответ: 7 м/с.)
3. Как движется велосипедист, график проекции скорости движения которого изображен на рис. 23?
4. При равноускоренном движении из состояния покоя тело проходит за пятую секунду 90 см. Определите путь тела за седьмую секунду. (Ответ: 1,3 м.)
5. По данному на рис. 24 графику проекции ускорения построить график проекции скорости, если начальная скорость v0 = 0.
6. Первый вагон поезда прошел мимо наблюдателя, стоящего на платформе, за 1 с, а второй - за 1,5 с. Длина вагона 12 м. Найти ускорение поезда и его скорость в начале наблюдения. Движение поезда считать равноускоренным. (Ответ: 3,2 м/с2; 13,6 м/с.)

Примечание:

Из данных задач можно составить варианты работ любого уровня сложности. Например, плохоуспевающим учащимся можно давать задачи 1, 2, 3. Средним - задачи 3, 4, 5. Хорошо успевающим можно предложить задачи 4, 5, 6. Возможны и другие варианты.

Домашнее задание

1.        Велосипедист движется в течение некоторого времени с постоянной
скоростью 2 м/с. Затем его движение становится равноускоренным, и он про-
ходит за 20 с путь в 250 м. Какой будет конечная скорость велосипедиста?

(Ответ: 23 м/с.)

2.        Тело, двигаясь с ускорением 10 м/с2 из состояния покоя, в конце первой
половины пути достигло скорости 20 м/с. Какой скорости достигнет тело в
конце пути? Сколько времени двигалось тело? Ка-
кой путь оно прошло?

(Ответ: S = 40 м, t = 2,8 с, v2 = 28 м/с.)

а) 0-2 с; в) 5-6 с;

3.        На рис. 25 представлен график зависимости
проекции скорости от времени. В какой из четы-
рех интервалов времени тело прошло максималь-
ный путь?

б) 2-5 с; г) 6-7 с.

Урок 7. Относительность движения

23

Урок 7 Относительность движения

Цели урока:

Дать учащимся представление об относительности движения.

Ход урока

I.        Повторение. Проверка домашнего задания

Двое учеников выписывают на доске решения домашних задач.

II.        Новый материал

Допустим, что человек, неподвижно сидящий на движущейся платформе, наблюдает за арбузом, лежащим на той же платформе. Естественно, что он мысленно свяжет систему отсчета с платформой. Для него (или в системе отсчета, связанной с платформой) арбуз находится в покое.

В это же время человек, находящийся у полотна железной дороги, мысленно связав систему отсчета с землей, увидит, что арбуз движется.

Рассмотри ный пример показывает, что одно и тоже тело движется в разных системах отсчета по-разному: в системе отсчета, связанной с платформой, арбуз находится в покое, а относительно системы отсчета, связанной с землей, движется. Поэтому движение относительно.

Ребенок, впервые попавший на берег реки во время ледохода, спросил: «На чем это мы едем?» (Ребенок «выбрал» в качестве тела отсчета плывущую по реке льдину.) Находясь в покое относительно берега, ребенок двигался вместе с берегом относительно «выбранной» им системы отсчета - льдина.

В стихотворении И.А. Бунина «В поезде» есть такие строки: Вот мост железный над рекой Промчался с грохотом под нами ...

- Что писатель-пассажир выбрал за систему отсчета? (Писатель «выбрал» систему отсчета, связанную с поездом. Поэтому поезд условно считается неподвижным. Относительно этой системы отсчета мост в самой деле движется.) Обратите внимание, в двустишии отмечается также, что не только движение тела, но и его положение относительно: мост расположен под поездом, но над рекой.

Еще один пример относительности движения и покоя. Всем, наверное, известно, как трудно, находясь в вагоне поезда и глядя в окно на проходящий мимо по соседнему пути поезд, выяснить, какой из поездов движется, а какой покоится. Строго говоря, если видеть только соседний вагон и не видеть землю, строения и т.д., то узнать, какой из поездов движется прямолинейно равномерно, а какой - покоится, невозможно. Утверждение пассажиров, что его поезд движется, а другой стоит, будет справедливо для обоих поездов, т.к. движение и покой относительны.

Пример 1

Пловец пересек реку шириной 20 м, выдерживая курс поперек реки (рис. 26). В то же время течение реки его снесло на расстояние 8 м. Каков модуль суммарного перемещения пловца?

(Ответ: модуль суммарного перемещения S = V400 + 64 = 22 м .) Пример 2

Пассажир, находящийся в вагоне поезда, проходит по направлению его движения 20 м. Каков модуль перемещения пассажира относительно Земли, если за то же время поезд прошел 200 м? Все движения прямолинейные. А если пассажир идет против поезда? (Ответы: 220 м и 180 м.)

Пример 3

В условиях примера 2 определите, каков модуль перемещения пассажира, поезда и земли в системе отсчета, связанной с пассажиром? (S = 0, 51,, = 20 м, 53 = 220 м или 53 = 180 м).

Понятия того, что движение одного и того же тела можно рассматривать в разных системах отсчета, сыграло огромную роль в развитии взглядов на строение Вселенной.

Идея о вращении планет вокруг Солнца (гелиоцентризм) возникла еще в Древней Греции (Гераклий Понтийский, Аристарх Самосский...), но в дальнейшем почти на двадцать веков была забыта отчасти из-за противоречивости ощущений и утверждения о движении Земли, отчасти из-за преследований со стороны церкви. Николай Коперник, живший в XVI в., получил отличное образование в университетах Польши и Италии (математика, астрономия, право, языки, медицина). Почти всю свою жизнь он провел в должности каноника Всермийской епархии, занимался устройством самых разнообразных дел, свободное время отдавал астрономии. Титаническая работа, которая сопровождалась наблюдениями и вычислениями продолжалась в течение почти двадцати лет. Книга Коперника «О вращении небесных сфер» вышла в 1543 г. В этом труде земной шар низводился в ранг рядовой планеты, движущейся, как и остальные, по орбите вокруг Солнца и вращающейся вокруг оси. Книгу внесли в «Индекс запрещенных».

III. Решение задач

Задача 1

Эскалатор метро движется со скоростью 0,75 м/с. Найти время, за которое пассажир переместился на 20 м относительно земли, если он сам идет в направлении движения эскалатора со скоростью 0,25 м/с в системе отсчета, связанной с эскалатором. (Ответ: 20 с.)

Задача 2

Два поезда движутся навстречу друг другу со скоростями 72 км/ч и 54 км/ ч. Пассажир, находящийся в первом поезде, замечает, что второй поезд проходит мимо него в течение 14 с. Какова длина второго поезда?

Дано:

v| = 72 км/ч v2 - 54 км/ч / = 14с

/ = ?

Решение:

72 км/ч = 20 м/с;    54 км/ч = 15 м/с. Суммарная скорость движения поездов относительно друг друга:

v = v! + v2 = 20 м/с + 15 м/с = 35 м/с. l = v / = 35 м/с- 14с = 490м.

Ответ: / = 490 м.

Задача 3

Эскалатор метро поднимает неподвижно стоящего на нем пассажира в течение 1 минуты. По неподвижному эскалатору пассажир поднимается за 3 минуты. Сколько времени будет подниматься идущий вверх пассажир по движущемуся эскалатору. (Ответ: 45 с.)

Задача 4

Самолет движется относительно воздуха со скоростью 50 м/с. Скорость ветра относительно земли 15 м/с. Какова скорость самолета относительно земли, если он движется по ветру? Против ветра? Перпендикулярно направлению ветра? (Ответ: v, = 65 м/с, v,= 35 м/с, v3 = 52 м/с.)

Домашнее задание

1. Выучить §9, ответить на вопросы к параграфу;
2. Упражнение 9;
3. Решить задачу (для желающих):

Скорость катера перпендикулярна скорости реки vp и относительно берега равна vK| = 4 м/с. Чему равна скорость реки, если скорость катера относительно воды равна vK2= 5 м/с? (Ответ: vp = 3 м/с.)

Урок 8

Контрольная работа по теме «Основы кинематики» Цели урока:

Проверить качество усвоения изученного материала. Развивать навыки устного счета.

Ход урока

Указания к работе

Содержание контрольной работы по возможности должно быть таким, чтобы в нее входили задачи, охватывающие весь изученный по теме материал. При этом расчетная часть задач должна быть несложной. Это позволит ученикам не только тратить на расчеты минимум времени, но и большую часть расчетов проводить устно. Умение логично строить ответ на поставленный вопрос - важный элемент в обучении.

Контрольная работа может быть составлена как из тестовых заданий с выбором верного ответа из нескольких предлагаемых вариантов, так и из классических качественных и расчетных задач. Контрольный тест

/ вариант

1. Скорость тела, движущегося прямолинейно и равноускоренно, изменилась при перемещении из точки 1 в точку 2 так, как показано на рис. 27. Какое направление имеет вектор ускорения на этом участке?

2

1

а)        у,        у.

х, м

г) направление может быть любым.

Рис. 27

2.        По графику зависимости модуля скорости от вре-    Av, м/с
мени (см. рис. 28) определите ускорение прямолиней-
но движущегося тела в момент времени t = 2 с.

а)        2 м/с3;

б)        3 м/с2;

в)        9 м/с2;

г)        27 м/с2.

3.        По условию задачи 2 определите перемещение
тела за 3 с.

а) 9 м;        б) 18 м;

в) 27 м;        г) 36 м.

4.        Покоящееся тело начинает движение с постоянным ускорением. В тре-
тью секунду оно проходит путь 5 м. Какой путь тело пройдет за 3 с?

а) 5 м;        б) 7 м;

в) 9 м;        г) 11м.

5.        Уравнение зависимости проекции скорости движущегося тела от вре-
мени: vx = 2 + 4 / (м/с). Каково соответствующее уравнение проекции переме-
щения тела?

а)5х = 2/ + 3/2(м);        б) Sx = 1,5 •/2 (м);

*)Sx = 2t + 2t2 (м);        г) Sx = 3 t + /2 (м).

6.        Находящемуся на горизонтальной поверхности стола бруску сообщили
скорость 5 м/с. Под действием сил трения брусок движется с ускорением 1 м/с2.
Чему равен путь, пройденный бруском за 6 с?

а) 5 м;        б) 12 м;

в) 12,5 м;        г) 30 м.

II вариант

1.        Скорость тела, движущегося прямолинейно и равноускоренно, измени-
лась при перемещении из точки 1 в точку 2 так, как показано на рис. 29. Какое
направление имеет вектор ускорения на этом участке?

1

a)-»;        v,        v,

X, м

б)--;        "

в)        а = 0;

г)        направление может быть любым.

2.        По графику зависимости модуля скорости от
времени, представленному на рис. 30, определите ус-
корение прямолинейно движущегося тела в момент
времени t = 1 с.

а)        2 м/с2;

б)        5 м/с2;

в)        7,5 м/с2;

г)        30 м/с2.

3.        По условию задачи 2 определите перемещение
тела за 2 с.

а) Юм;        б) 20 м;

в) 30 м;        г) 40 м.

4.        Покоящееся тело начинает движение с постоянным ускорением. За четы-
ре секунды оно проходит путь 16 м. Какой путь тело пройдет за четвертую
секунду?

а) 4 м;        б) 7 м;

в) 8 м;        г) 9 м.

5.        Уравнение зависимости проекции скорости движущегося тела от вре-
мени: vx = 3 + 2/ (м/с). Каково соответствующее уравнение проекции переме-
щения тела?

a) Sx = 2 t2 (м);        б) Sx = 2/ + 3 t2 (м);

в) Sx = 3 / + 2 /2 (м);        г) Sx = 31 + t2 (м).

6.        Находящемуся на горизонтальной поверхности стола бруску сообщили
скорость 4 м/с. Под действием сил трения брусок движется с ускорением 1 м/с2.
Чему равен путь, пройденный бруском за 5 с?

а) 4 м;        б) 7,5 м;

в) 8 м;        г) 20 м.

Контрольная работа (второй вариант работы)

/ вариант

1.        Два тела движутся вдоль одной прямой так, что их уравнения имеют
вид:л-, = 40+ 10/, х2= 12+2 /2.

а)        определите вид движения;

б)        покажите на оси OA"начальные координаты тел, направления их скоро-
стей и ускорений;

в)        каковы будут координаты этих тел через 5 с?

г)        через какое время и где одно из тел догонит другое тело?

д)        постройте графики скорости.

2. При аварийном торможении автомобиль, движущийся со скорость 72 км/ч остановился через 4 с. Найдите тормозной путь. (Ответ: 40 м.)
3. Тело движется равномерно со скоростью 3 м/с в течение 5 с, после чего получает ускорение 20 м/с2. Какую скорость будет иметь тело через 15 с от начала движения. Какой путь оно пройдет за все время движения?

(Ответ: v = 6 м/с, 5* = 82,5 м.)

// вариант

1.        Два тела движутся вдоль одной прямой так, что их уравнения имеют
вид: л:, =-40 + 4/, х2 = 560 - 20 /2.

а)        какое тело движется равномерно, а какое - равноускоренно?

б)        покажите на оси ОХ начальные координаты тел, направления их скоро-
стей и ускорений.

в)        каковы будут координаты этих тел через 5 с?

г)        где и когда тела встретятся?

д)        постройте графики зависимости скорости этих тел от времени.

2. Автомобиль, двигаясь с ускорением 2 м/с2, за 5 с прошел 125 м. Найдите начальную скорость автомобиля. (Ответ: 20 м/с.)
3. Начиная равноускоренное движение, тело проходит за первые 4 с путь 24 м. Определите начальную скорость тела, если за следующие 4 с оно проходит расстояние 64 м. (Ответ: 1 м/с.)

Домашнее задание

Подготовиться к лабораторной работе 1 (стр. 226-231).

Урок 9 Лабораторная работа 1 «Измерение ускорения тела при равноускоренном движении»

Цель работы:

Вычислить ускорение, с которым скатывается шарик по наклонному желобу. Развивать навыки работы с физическим оборудованием. Оборудование:

Измерительная лента; метроном, желоб, шарик, штатив с муфтами и лапкой, металлический цилиндр.

Ход урока

Так как это первая лабораторная работа в новом учебном году, вначале следует напомнить правила поведения в лаборатории и порядок выполнения работ. Ознакомившись с целью и порядком выполнения данной лабораторной работы, можно приступать к ее выполнению.

Чтобы вычислить ускорение шарика, измеряют перемещение 5* шарика за известное время t. Так как при равноускоренном движении без начальной скорости S = at2/ 2, то, измерив 5* и t, можно найти ускорение шарика: a = 2S/12.

Но никакие измерения не делаются абсолютно точно. Они всегда производятся с некоторой погрешностью, связанной с несовершенством средств измерения и другими причинами.

Но и при наличии погрешностей имеется несколько способов повышения точности измерений. Наиболее простой из них - вычисление среднего арифметического из результатов нескольких независимых измерений одной и той же величины, если условия опыта не изменяются. Это и предлагается сделать в работе.

Порядок выполнения работы:

1. Укрепите желоб с помощью штатива в наклонном положении под небольшим углом к горизонту. У нижнего конца желоба вложите металлический цилиндр.
2. Пустив шарик (одновременно с ударом метронома) с верхнего конца желоба, подсчитайте число ударов метронома до столкновения шарика с цилиндром. Опыт удобно проводить при 120 ударах метронома в минуту.
3. Меняя угол наклона желоба к горизонту и производя небольшие передвижения металлического цилиндра, добивайтесь того, чтобы между моментом пуска шарика и моментом его столкновения с цилиндром было 4 удара метронома (3 промежутка между ударами).
4. Вычислите время движения шарика. Время движения / вычислить по формуле:

/ = 0,5 • п

где п - число ударов метронома, не считая нулевого удара (или число промежутков времени по 0,5 с от начала движения шарика до его остановки).

5. С помощью измерительной ленты определите перемещение 5* шарика. Не меняя наклона желоба (условия опыта должны оставаться неизменными), повторите опыт пять раз, добиваясь снова совпадения четвертого удара метронома с ударом шарика о металлический цилиндр (цилиндр для этого можно немного передвигать).
6. По формуле 5ср = (S, + S2 + 5*3 + S4 + S5) / 5 найдите среднее значение модуля перемещения, а затем рассчитайте среднее значение модуля ускорения.

7.        Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

8.        Вывод.

9.        Дополнительное задание: записать уравнение проекции скорости от
времени и построить график. Найти перемещение тела за 10 с, его конечную
скорость.

Урок  10 Урок-игра по теме «Кинематика»

(Урок проводится как обобщающий после изучения основных понятий кинематики.)

Цели урока:

В интересной игровой форме обобщить, закрепить знания, полученные по теме, научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни, совершенствовать навыки решения качественных и расчетных задач, расширять кругозор учащихся, развивать коммуникативные способности.

Оформление:

Плакаты, выставка литературы для дополнительного чтения. Подготовка к уроку:

Ребята делятся на две команды, равные по силам. В каждой команде выбирается капитан. Выбирается ведущий, жюри конкурсов.

Перед игрой все участники игры изучают литературу по теме и приносят книги на урок.

Ход урока

Ведущий: «Сэр Исаак Ньютон почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет, приливы и отливы океанов. Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, умный и верный истолкователь природы, древности и Священного писания, он утверждал своей философией величие Всемогущего Бога. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого».

Это слова из эпитафии Исаака Ньютона. Ему, автору классической механики, посвящен наш урок-игра по теме «Кинематика».

Для разминки приглашаются по 6 человек от каждой команды (выходят участники). На обдумывание каждого ответа отводится 30 секунд, правильный ответ оценивается в 1 балл.

I.        Разминка

1. Луна обращается вокруг Земли так, что одна ее сторона постоянно обращена к Земле. Какова траектория движения центра Земли относительно космонавта, находящегося на Луне? (Точка.)
2. В каком случае выброшенная из вагона вещь долетит до земли раньше: когда вагон в покое относительно Земли или когда он движется? (Время падения одинаково.)
3. В какую сторону надо выбросить из вагона, движущегося с некоторой скоростью, предмет, чтобы опасность повредить его при ударе о землю была наименьшей? (Назад.)
4. Послан человек из Москвы в Вологду, и велено ему в хождении своем совершать каждый день по 40 верст. На следующий день вслед ему послан второй человек, и приказано ему проходить в день по 45 верст. На какой день второй догонит первого? (На восьмой.)
5. Один человек идет в другой город и проходит в день по 40 верст. Другой человек ищет навстречу ему и проходит в день по 30 верст. Расстояние между городами 700 верст. Через сколько дней путешественники встретятся? (Через К) дней.)
6. Существуют ли точки в движущемся поезде, которые движутся не вперед, а назад? (Да. Точки на реборде колеса.)

1. Стратонавты рассказывают, что если не обращать внимания на показания приборов, то невозможно определить, поднимается или опускается аэростат и движется ли он вообще. Чем это можно объяснить? (Принципом относительности Г. Гхшлея.)

Ведущий: Разминка окончена. Спасибо участникам конкурса, они могут пройти на свои места. Слово предоставляется жюри для подведения итогов конкурса.

Жюри подводит итог.

II.        Конкурс игрушек

Ведущий: Мой братишка часто спрашивает меня: что же такое физика? Я говорю, что все вокруг устроено на основании физических законов. «И игрушки?» - удивляется брат. Узнав, что я буду вести урок-игру, брат прислал нам свои игрушки: лук со стрелами, пистолет, стреляющий шариками. Давайте играть. Ваша задача: за 10 минут придумать и провести с игрушками физический эксперимент. От каждой команды для участия приглашаются по два человека, конкурс оценивается в 3 балла.

(Представители команд получают игрушки. Выпустив стрелу вертикально вверх, и, измерив время полета, можно определить высоту подъема стрелы, ее начальную скорость. То же самое можно проделать с помощью пружинного пистолета с пулей-шариком.)

III.        Конкурс физиков-теоретиков

Ведущий: Прошу подойти по одному участнику от каждой команды. Для следующего конкурса физиков-теоретиков приготовлены хитроумные задачи. Не одно поколение учеников решало эти задачи, ведь составлены они еще в начале XVIII в. Леонтием Филипповичем Магницким. Через 15 минут участники должны представить на суд жюри решение задач. Оценка за конкурс -5 баллов. Представители команд получают конверты с условиями задач:

Задача «На охоте»

Пошел охотник на охоту с собакой. Идут они лесом, и вдруг собака увидела зайца. За сколько скачков собака догонит зайца, если расстояние от собаки до зайца равно 40 скачкам собаки и расстояние, которое собака пробегает за 5 скачков, заяц пробегает за 6 скачков? Считать, что скачки делаются одновременно зайцем и собакой.

Решение: Если заяц сделает 6 скачков, то й собака сделает 6 скачков. Но собака за 5 скачков из шести пробежит то же расстояние, что и заяц за 6 скачков. Следовательно, за 6 скачков собака приблизится к зайцу на расстояние, равное одному своему скачку. Поскольку в начальный момент расстояние между зайцем и собакой было равно 40 скачкам собаки, то собака догонит зайца через 40 • 6 = 240 скачков.

Задача «Собака и заяц»

Собака усмотрела зайца в 150 саженях от себя. Заяц пробегает за 2 минуты 500 саженей, а собака - за 5 минут 1300 саженей. За какое время собака догонит зайца?

Решение: За одну минуту заяц пробегает 250 саженей, а собака 260 саженей. Следовательно, за одну минуту расстояние между собакой и зайцем уменьшается на 10 саженей. Поскольку меду собакой и зайцем было 150 саженей, то собака догонит зайца через 150 : 10=15 минут.

IV.        Конкурс «Слова, слова, слова...»

Ведущий: За 3 минуты четыре человека от каждой команды должны составить по три слова, играющих важнейшую роль в механике. Для этого игрокам выдаются комплекты карточек. На каждой карточке написана одна буква. Чтобы жюри могли следить за работой команд, карточки прикрепляются к шнурам, протянутым через класс.

Для удобства карточка выполняется со сгибом по верхнему краю, она просто «вешается» на шнур.

Примеры возможных наборов слов: Скорость, путь, относительность - одной команде, Ускорение, перемещение, время - другой. Под музыку участники выполняют задание, жюри подводит итог. Ведущий: Проверим теперь, как справились с игрушками участники «Конкурса игрушек».

Команды показывают свои работы, жюри подводит итог.

V.        Конкурс «Физическое лото»

Ведущий: На плакатах - формулы кинематики. Да вот беда, художники наделали массу ошибок. Исправьте их. Оцениваются правильность и быстрота выполнения работы. Оценка - 2 балла.

Ведущий: Настала пора проверить работу теоретиков. (Участники сообщают решения задач, жюри подводит итог.)

VI.        Конкурс «Литературный»

Ведущий: Каждая команда получает график зависимости скорости от времени. Необходимо за 5 минут составить рассказ по предложенному графику. Оценка за конкурс - 4 балла.

Командам предлагаются графики, состоящие из нескольких участков, а участники придумывают для графиков литературный сюжет. Пока команды работают, жюри наблюдают и затем подводят итог.

VII.        Конкурс «Блиц-турнир»

Ведущий: Принимают участие все! Каждой команде предлагается по 9 вопросов, ответы на которые надо дать моментально. За каждый правильный ответ - 0,5 балла.

Вопросы первой команде:

• Материальная точка - это ...
• Изменение скорости в единицу времени - это ...
• Скорость света в вакууме равна ...
• Рекордное значение прыжка в высоту ... (2 м 41 см)
• Высота Останкинской телебашни... (540м)
• Средняя скорость пешехода ... (5 км/ч)
• Переведите 54 км/ч в метры секунду.
• Назовите единицы измерения скорости.
• Путь - это ... (Сумма всех расстояний, пройденных телом.)

Вопросы второй команде:

• Движение называется поступательным, если ...
• Свободное падение - это ...
• Численное значение ускорения свободного падения ...
• Рекордное значение прыжка в длину ... (8,9м)
• Длина марафонской дистанции ... (42 км 132 м)
• Максимальная скорость гепарда ... (112 км/ч)
• 36 км/ч переведите в метры в секунду.
• Перемещение - это ...
• Единица измерения ускорения ... Подводятся итоги, награждаются победители.

Заключительное слово учителя.

Хочется надеяться, что сегодняшний урок разбудит и у вас, девятиклассников, жажду новых познаний, ведь «великий океан истины» по-прежнему расстилается перед вами не исследованным до конца.