Конспект урока " Относительность движения,сложение скоростей.Мгновенная и средняя скорость."10 класс

Класс	10А	10Б	10В
Дата

Тема:   Относительность движения,сложение скоростей.Мгновенная и средняя скорость.

Цель:

1. Обучающая : объяснить понятие об относительности движения. Научить определять относительную скорость

2.       Развивающая :  развивать научность мышления , уметь применять знания  .

3.       Воспитывающая:   формировать добросовестное отношение к учебному труду.

Ход урока.

Ι.Организационный момент.

ΙΙ.   Повторение  изученного материала.

Сам. работа (20  мин)

ΙΙI.  Изучение новой темы.

1.Относительность движения.

Всякое движение относительно. Это означает, что одно и то же тело одновременно и движется, и покоится. Движется относительно одних тел и одновременно покоится относительно других. Мы все, земляне, можем покоиться относительно своего письменного стола и одновременно всегда движемся относительно Солнца.

В задачах на относительность движения часто приходится пользоваться правилом сложения скоростей. Правило сложения скоростей:

скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости самой подвижной системы относительно неподвижной, где

+

 скорость тела относительно НСО
скорость тела относительно ПСО

 скорость ПСО относительно НС

Это правило применимо только к классическим скоростям, т.е. скоростям, значительно меньшим скорости света в вакууме (т.е. к скоростям порядка 10⁶ м/с и меньше).

1) Если система отсчета и тело в ней движутся в одном направлении, то
Например, если поезд движется со скоростью 16 м/с относительно вокзала, а пассажир по ходу поезда бежит со скоростью 2 м/с относительно полок вагона, то скорость пассажира относительно вокзала равна 18 м/с.

2) Если система отсчета и тело в ней движутся в противоположных направлениях, то

Например, если в предыдущем примере пассажир будет бежать навстречу ходу поезда, то скорость, с которой он будет удаляться от вокзала, будет равна 14 м/с

3) Если в подвижной системе отсчета, движущейся со скоростью относительно неподвижной системы, тело станет двигаться со скоростью  относительно подвижной системы под углом  к направлению ее движения, то для определения модуля скорости тела относительно неподвижной системы придется применить теорему Пифагора или теорему косинусов — в зависимости от величины угла  (рис. 10 а и б).

Например, если скорость течения v₀ =1 м/с, а лодка переплывает реку со скоростью v₁ = 2 м/с относительно воды перпендикулярно берегу (рис. 10), то скорость лодки относительно берега будет, согласно теореме Пифагора, равна

!!! Если в условии сказано, что лодка переплывает реку по кратчайшему пути, значит, ее скорость относительно берега направлена перпендикулярно берегу, а скорость лодки относительно водынаправлена под тупым углом к вектору скорости течения (рис. 11). В таком случае скорость лодки относительно берега можно определить по теореме Пифагора:

а время t, за которое лодка переплывет реку шириной Н, двигаясь с этой скоростью, можно найти как отношение этой ширины к скорости лодки относительно берега:

Если говорится о минимальном времени, за которое лодка переплывет реку, то теперь перпендикулярно берегу надо направить вектор скорости лодки относительно воды под прямым углом к течению, как на рис. 12. В этом случае минимальное время t будет равно отношению ширины реки к скорости лодки относительно течения:Таким образом, если вам нужно переплыть реку как можно быстрее, значит, надо грести перпендикулярно течению.

4) Если два тела сближаются или удаляются друг от друга, т.е. движутся в противоположных направлениях со скоростями v₁ и v₂ относительно неподвижных объектов, то их скорость v относительно друг друга будет по модулю равна сумме их скоростей относительно неподвижных объектов:

5) Если два тела обгоняют друг друга, т.е. движутся в одном направлении со скоростями v₁ и v₂ относительно неподвижных объектов, то их скорость v относительно друг друга по модулю будет равна разности их скоростей относительно неподвижных объектов:

Например, если два поезда едут по параллельным рельсам навстречу друг другу со скоростями 36 км/ч и 74 км/ч относительно вокзала, то скорость их взаимного сближения, т.е. скорость первого поезда относительно второго по модулю равна скорости второго относительно первого и равна:36 км/ч + 74 км/ч = 110 км/ч.

А если они движутся по параллельным рельсам в одном направлении, т.е., например, если второй поезд, скорость которого равна 72 км/ч, обгоняет первый, скорость которого 36 км/ч, то скорость первого поезда относительно второго равна скорости второго минус скорость первого:

72 км/ч – 36 км/ч = 36 км/ч,

а скорость второго поезда относительно первого равна скорости

первого поезда минус скорость второго:36 км/ч – 72 км/ч = –36 км/ч.

6) Если два тела движутся со скоростями v₁ и v₂ относительно неподвижных объектов и векторы этих скоростей направлены под углом друг к другу, то, чтобы найти скорость второго тела относительно первого, надо найти векторную разность  (рис. 13, а), а чтобы найти скорость первого тела относительно второго, надо найти векторную разность   (рис. 13, б).

Для нахождения модуля относительной скорости можно применить теорему косинусов:

Если = 90⁰, то удобно применить теорему Пифагора:

Если сказано, что два поезда длиной L₁ и L₂ каждый движутся навстречу друг другу со скоростями v₁ и v₂ относительно неподвижных объектов (деревьев, домов), то время t, в течение которого они будут проезжать мимо друг друга, можно найти, разделив сумму их длин на их скорость относительно друг друга, которая при встречном движении поездов равна сумме их скоростей:

А если эти поезда обгоняют друг друга, двигаясь в одном направлении, то время обгона равно:

2.Средняя и мгновенная скорости.

1. Какой простейший вид движения вам известен? (равномерное движение)

2. Как найти скорость при равномерном движении? (перемещение разделить на время          v= s / t)? Равномерное движение встречается нечасто.

  Обычно механическое движение — это движение с изменяющейся скоростью. Движение, при котором скорость тела с течением времени изменяется, называют неравномерным. 

Например, неравномерно движется транспорт. Автобус, начиная движение, увеличивает свою скорость; при торможении его скорость уменьшается. Падающие на поверхность Земли тела также движутся неравномерно: их скорость с течением времени возрастает.

3. Как найти скорость при неравномерном движении? Как она называется? (Средняя скорость, vср = s/ t) 

   На практике при определении средней скорости пользуются величиной, равной отношению пути s ко времени t, за которое этот путь пройден: vср = s/t. Ее часто называют средней путевой скоростью.

 4. Какие особенности есть у средней скорости? ( Средняя скорость является векторной величиной.  Для определения модуля средней скорости в практических целях этой формулой можно воспользоваться лишь в том случае, когда тело движется вдоль прямой в одну сторону. Во всех остальных случаях эта формула непригодна ).

5. Что такое мгновенная скорость? Как направлен вектор мгновенной скорости?         ( Мгновенная скорость – это скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.  Вектор мгновенной скорости в каждой точке совпадает с направлением движения в данной точке.)

6. Чем отличается мгновенная скорость при равномерном прямолинейном движении от мгновенной скорости при неравномерном движении? (В случае равномерного прямолинейного движения мгновенная скорость в любой точке и в любой момент времени одинакова; в случае неравномерного прямолинейного движения мгновенная скорость различна).

7. Можно ли определить положение тела в любой момент времени  зная среднюю скорость его движения  на каком-либо участке траектории? (нельзя определить его положение в любой момент времени).

      Самое главное, что нужно помнить, при нахождении средней скорости — это то, что она средняя, а не средняя арифметическая скорость. Конечно, услышав задачу, сразу хочется сложить скорости и разделить на 2.Это самая распространенная ошибка.

Средняя скорость равна среднему арифметическому от скоростей тела во время движения только в том случае, когда тело с этими скоростями проходит весь путь за одинаковые промежутки времени. 

ΙV .  Закрепление пройденного материала.

1)       Вода в реке движется со скоростью 3 м/с. по реке плывет плот. Чему равна скорость плота относительно берега? 1. 0 2. 3 м/с 3. 6 м/с 4. 1,5 м/с 2) Человек спускается вниз по эскалатору со скоростью 1 м/с. скорость эскалатора 4 м/с. чему равна скорость человека относительно неподвижного наблюдателя, стоящего внизу? 1. 5 м/с 2. 3 м/с 3. 0 4. Недостаточно данных 3) Какова траектория движения любой точки винта , поднимающего вверх вертолет, для наблюдателя, стоящего внизу? 1. Прямая линия 2. Винтовая линия 3. Окружность 4. Парабола

V . Домашнее задание.   §