Конспект урока по физике "Относительность движения"

Относительность движения.

(урок физики в 9 классе)

Тип урока: изучение нового и первичное закрепление материала.

Форма урока: беседа.

Цель: рассмотреть понятие относительн6ость движения.

Задачи:

Образовательные:

·                     дать понятия относительности скорости, перемещения, траектории.

·                     умение применять полученные знания для анализа наблюдаемых процессов;

Воспитательные:

·                     научить выделять существенные признаки и применять их на практике.

Развивающие:

·                     развитие личности ученика: наблюдательности, умения воспринимать и перерабатывать информацию, делать выводы образного и аналитического мышления;

·                     формирование потребности в новых знаниях, успешности усвоения предмета.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение материала .

Учитель. Прежде всего, мы должны вспомнить, что же такое механическое движение, чем отличается равномерное прямолинейное движение от неравномерного.

·         Что такое механическое движение?

·         Какие физические величины характеризуют механическое движение?

·         Какие виды механического движения существуют?

·         Расположите основные физические величины по видам движения,  если есть величины которые относятся к обоим движениям, расположите их посередине. (интерактивная доска).

·         Расположите формулу по видам движения. (интерактивная доска).

·         Расположите графики по видам движения и обозначьте на графиках физические величины Ʋ, Ʋ₀,  s. (интерактивная доска)

III. Изучение нового материала.

Беседа с учащимися: 

На предыдущих уроках мы с вами изучали механическое движение. Так вот, этому явлению присуще одно важное свойство, которое волновало самые великие умы. Древнегреческий философ Зенон, размышляя над данным свойством механического движения, стал всем доказывать, что движения не существует, и это вызвало бурные дискуссии. Великий поэт А.С. Пушкин так описал спор Зенона и Диогена: (слайд 1)

Движенья нет, сказал мудрец брадатый,

 Другой смолчал и стал пред ним ходить –

Сильнее он не мог бы возразить.

Хвалили все ответ замысловатый,

Но, господа, забавный случай сей

Другой пример на память мне приводит:

Ведь каждый день пред нами Солнце ходит,

Однако ж прав упрямый Галилей.

Спор философов вызвало свойство относительности механического движения. Изучение этого свойства является главной целью сегодняшнего урока. Это свойство мы уже изучали в 7 классе, а сегодня рассмотрим его более внимательно. Откройте тетради и запишите тему урока Относительность движения (слайд 2)                             

Этот урок является некоторым образом переходным. Мы переходим от законов кинематики к законам динамики. К вопросам, когда мы должны рассматривать движение тел не только с точки зрения характеристик движения, а с точки зрения того, в результате каких действий будет это движение происходить, т.е. почему оно происходит, что или кто заставляет двигаться тело.

 

История развития взглядов на относительность движения (слайд 3)

Первые сведения об относительности движения относятся к XVI и началу XVII века. В первую очередь они связаны с именами таких ученых, как Галилео Галилей, Рене Декарт и Леонардо да Винчи.

Высказывания Галилея по поводу относительности движения представляет, наверное, наибольший интерес, поскольку он впервые предложил хороший мысленный опыт, подтверждающий понятие относительного покоя и относительного движения. Что это был за опыт?

Если вы опуститесь в трюм какого-либо корабля, вы не сможете определить, движется корабль, если он будет двигаться прямолинейно, медленно, без каких-либо толчков и качаний, или стоит на месте.

В первую очередь нужно сказать, что относительность механического движения связана с выбранной системой отсчета. Траектория, пройденный телом путь будут зависеть от того, какова система отсчета. Также можно говорить о том, что относительной является скорость движения тела.

Прежде чем говорить об относительности физических величины характеризующих движение посмотрим видеоролик (слайд 4)

 

Относительность пути и траектории (слайд 5)

Сначала поговорим об относительности пути и траектории. Начнем мы с очень простого эксперимента. Чтобы его сделать, нужно воспользоваться простыми деталями. Какими? Во-первых, это линейка, во-вторых, это доска, обыкновенная классная доска и кусок мела. Кусок мела в данном случае будет изображать движущееся тело. Итак, одну систему отсчета мы связываем с линейкой, т.е. линейка – это у нас как бы ось Х, вдоль которой будет двигаться тело. Вторая система отсчета будет связана с доской.

Итак, движение в двух системах отсчета. Посмотрите. Можно отметить, что мел движется вдоль линейки прямолинейно, стало быть, траектория будет прямая. А когда мы рассматриваем движение – мел в плоскости доски, то траектория будет представлять собой кривую линию. Говорить о пройденном пути в данном случае проще всего, т.к. пройденный путь – это есть длина траектории, следовательно, в системе отсчета, связанной с линейкой, пройденный путь будет меньше, чем пройденный путь в плоскости доски. Как видно из эксперимента: (Слайд 5)

Вывод: от выбора системы отсчета зависит и траектория движения тела, и пройденный путь.

Давайте посмотрим видеоролик об относительности пути и траектории (слайд 6,7)

 

Относительность скорости (слайд 8)

Для демонстрации относительности скорости проведем эксперимент. (слайд 8) Для него потребуются очень простые предметы. Во-первых, это металлический цилиндр. Этот металлический цилиндр будет связан со столом, и поэтому система отсчета (СО) будет связана со столом.

Вторую СО свяжем с линейкой. И деревянный брусок, используемый как движущееся тело. Чтобы пронаблюдать относительность скорости, мы берем этот брусок и заставляем его двигаться. Обратите внимание, движение бруска происходит вдоль линейки относительно выбранных систем отсчета, и мы можем сказать, что скорость бруска и относительно линейки, и относительно стола будет одинакова. В этом случае скорость равна скорости в одной системе отсчета и скорости в другой системе отсчета.

Кладем брусок на линейку и начинаем ее двигать. Движение происходит следующее: линейка движется вместе с бруском, можно сказать, что скорость бруска относительно линейки равна нулю. Значит, в этой системе отсчета брусок находится в состоянии покоя, а вот относительно стола, о чем говорит нам цилиндр, произошло изменение положения тела. Следовательно, относительно стола брусок движется. Это говорит о том, что в данном случае в одной системе отсчета и в другой системе отсчета скорость была разной.

Чтобы лучше разобраться с относительностью скорости, сделаем еще один, но уже мысленный эксперимент и обратимся к рисунку. (слайд 9)

Итак, совместим ось Ох с дорогой, по которой движутся три автомобиля. Обращаю ваше внимание, что самая маленькая скорость у первого автомобиля , у второго автомобиля она чуть больше, самая большая скорость у третьего автомобиля, обозначена. <<

Если систему отсчета совместить с первым автомобилем, то мы увидим буквально следующее: от нас удаляются, вперед уезжают и второй автомобиль, и третий. Если совместим систему отсчета со вторым автомобилем, то это будет самое интересное. Мы увидим, что находимся в середине движения и все тела от нас разбегаются, т.е. автомобиль, который обладает скоростью , едет вперед, удаляется от нас, но точно так же и автомобиль удаляется назад. Обратите внимание, все эти автомобили находятся в движении, но каждый из водителей этого транспортного средства будет наблюдать совершенно разную картину.

 (Слайд 9) Вывод: от выбора системы отсчета зависит скорость движения тела.

Закон сложения скоростей (слайд 10)

Сложение скоростей, или формула Галилея для сложения скоростей

(Слайд 10)Обратите внимание на рисунок, который здесь представлен. По реке плывет лодка, причем ее движение совпадает с движение течения реки. В этом случае скорость лодки относительно берега будет ровна сумме скорости лодки и скорости течения реки

(Слайд 11)Рассмотрим следующий рисунок. По реке плывет лодка, но движение лодки противоположно движению течения реки. В этом случае скорость лодки относительно берега будет ровна разности скорости лодки и скорости течения реки.

Таким образом, (слайд 12) относительность движения проявляется в том, что скорость, траектория и путь относительны, то есть они могут быть различны в разных системах отсчета.

(слайд 13) Понимание того, что движение одного и того же тела можно рассматривать в разных системах отсчета, сыграло огромную роль в развитии взглядов на строение Вселенное. (слайд 13) В древности была геоцентрическая система. Геоцентрическая система – это представления человека об устройстве Вселенной. В центре мира находится неподвижная Земля, а вокруг неѐ обращаются все небесные тела. В переводе с греческого слово «гео» означает «Земля», отсюда возникло название системы. Система отсчѐта связана с Землѐй, которая считалась неподвижной, а планеты и звѐзды вращающимися вокруг неѐ. Во II веке александрийский учѐный Клавдий Птолемей сумел составить довольно точные таблицы, позволяющие определять положение небесных тел в прошлом и будущем, предсказывать затмения и т.д. Однако со временем стали обнаруживать расхождения между вычисленными и наблюдаемыми положениями планет.

(слайд 14) Назрела необходимость замены геоцентрической системы мира. Новые взгляды на строение Вселенной были подробно изложены в 16-ом веке польским учѐным Николаем Коперником. Гелиоцентрическая система – это более современные представления человека об устройстве Вселенной. В гелиоцентрической системе Солнце находится в центре Вселенной, а Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца, одновременно вращаясь вокруг собственных осей. Солнце по-гречески «гелиос», отсюда и название системы. Таким образом, в гелиоцентрической системе отсчѐта движение небесных тел рассматривается относительно Солнца, а в геоцентрической – относительно Земли. Гелиоцентрическая система оказалась более удачной при решении многих научных и практических задач.

IV. Первичное закрепление

Выполним несколько заданий и закрепим, знания полученные на сегодняшнем уроке:

(слайд 15) 1) Двигатель самолета сообщает ему скорость относительно воздуха, равную 900 км/ч. С какой скоростью движется самолет относительно Земли при попутном ветре, скорость которого равна 50 км/ч; при таком же встречном ветре? (950 км/ч; 850 км/ч)

(слайд 16) 2) Комбайн, убирающий в поле хлеб, движется относительно земли со скоростью 2,5 км/ч и, не останавливаясь, ссыпает зерно в автомашину. Относительно какого тела отсчета автомашина движется и относительно какого покоится? (земли; комбайна)

(слайд 17) 3) Буксир толкает по реке баржу. Относительно каких тел отсчета баржа движется? (реки и берега) Относительно какого тела она покоится? (буксира)

(слайд 18) 4) Какова траектория движения точки обода велосипедного колеса при равномерном и прямолинейном движении велосипедиста в системах отсчета, жестко связанных:

а) с вращающимся колесом (точка);

б) с рамой велосипеда (окружность);

в) с землей (циклоида).

V. Выполнение теста: (слайд 19)

1.                  На столике в вагоне движущегося поезда лежит книга. Относительно каких тел, книга находится в покое:

 А) столика;         Б) рельсов;           В) пола вагона?

2.                  Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Движется ли это тело или находится в состоянии покоя?

А) тело движется равномерно и прямолинейно или находится в покое;

Б) тело движется равномерно и прямолинейно;

В) тело находится в состоянии покоя.

3.                  Корабль подплывает к пристани. Относительно каких тел пассажиры, стоящие на палубе этого корабля, находятся в движении:

А) реки;   Б) палубы корабля;     В) берега?

4. Пассажир сидит за столом в поезде, относительно какого тела он находится в движении, если поезд движется:

А) поезда;

Б) рельсов;

В) стола.

А теперь поменяйтесь своими тестами и проверьте тесты своего соседа (слайд 20)

VI. Домашнее задание: (слайд 21) § 9 упр.9 № 1

VII. Итог урока. Выставление оценок

Спасибо за урок  (слайд 22)

Краткое описание документа:

Данный материал можно использовать при изучении темы "движение" в 9 классе. В данной разработке дан конспект классического урока по изучению нового материала, а именно "Относительное движение". Каждый этап урока подробно расписан с точки зрения учителя. Повторение материала производится с помощью интерактивной доски. Подробно описано объяснение нового материала, а также закрепление и домашнее задание по теме.