Ход урока
Учитель: На прошлых уроках мы изучали
раздел физики «кинематика». Мы говорили о движении, о его характеристиках
(скорость, перемещение, ускорение и т.д.), но не задумывались о причинах этого
движения. Сегодня у нас с вами будет урок-мостик, соединяющий два раздела
физики кинематику и динамику.
Я
думаю, вы сможете справиться со следующей задачей: Две машины едут друг за
другом равномерно прямолинейно. Вторая машина движется со скоростью 6 м/с.
Первая машина проходит 100 м за 10 с. Определить скорость первой машины?
Ученик: Скорость первой машины 10
м/c.
Учитель: А в задаче дан ответ 4 м/c. Что
же мы не учли при решении этой задачи?
Ученик: затрудняется ответить
Учитель: Относительно чего первая
машина движется со скоростью 10 м/c?
Ученик: относительно земли, а
относительно второй машины скорость будет 4 м/c.
Учитель: Здесь было сказано ключевое слово,
какое?
Ученик: Относительность
Учитель: Совершенно верно. А где вы уже
встречались с этим понятием?
Ученик: Мы встречались с этим понятием,
когда говорили об относительности механического состояния (покой или движение)
Учитель: Совершенно верно.
Тема
нашего урока « Относительность движения»
Учитель: Я предлагаю вам проделать
следующий опыт: на учебник положим пенал и начнем двигать учебник вдоль стола.
Что мы можем сказать о движении пенала (движется или покоится)?
Ученик: пенал движется относительно
стола и покоится относительно учебника.
Учитель: Рассмотрим следующие
примеры:
Лодка
плывет по течению реки. Что можно сказать о движении лодки?
Ученик: лодка движется относительно
берега и покоится относительно воды
Учитель: мальчик сидит в движущемся
поезде. Мальчик движется или покоится?
Ученик: мальчик движется относительно
деревьев и рельс, а покоится относительно поезда.
Учитель: Хомячок качается на качелях. Что
можно сказать в этом случае о движении хомячка?
Все
эти примеры показывают, что какая физическая величина является относительной?
Ученик: Скорость
Учитель: совершенно верно.
Делаем
запить в тетради:
«I относительность
скорости».
Учитель: Сейчас я предлагаю вам
представить, что мы стоит на земле и смотрим на спускающийся строго вертикально
вниз самолет. Скажите, по какой линии относительно центра винта движутся точки
находящиеся на лопастях?
Ученик: по окружности
Учитель: А относительно нас, стоящих на
земли, по какой линии (траектория) движутся эти же точки?
Ученик: по спирали
Учитель:
Траектория движения точек в этом случае одинаковая или разная?
Ученик:
разная
Учитель: т.е. траектория движения это характеристика
какая?
Ученик: относительная
Учитель: записываем
«II относительность траектории»
Давайте
рассмотрим еще один пример – движение колеса
по
какой траектории движутся точки колеса относительно центра колеса?
Ученик: по окружности
Учитель: а относительно земли по какой
траектории движутся точки обода?
Ученик: (ученики показывают руками вид
линии)
Учитель: это линия называется циклоида.
Учитель: Если траектория относительна, то
какая физическая величина, связанная с ней тоже является относительной?
Ученик: путь
Учитель: Правильно! Записываем
«III относительность пути»
Давайте
подведем итог: что нового сегодня на уроке вы узнали про относительность
Ученик: Мы узнали, что скорость,
траектория и путь – относительны.
Учитель: правильно, другими словами относительность
означает, что механическое состояние тела (его покой или движение),
характеристики механического движения (скорость, путь, траектория) являются
различными относительно разных систем отсчета.
Учитель: Относительность сыграла
огромную роль в развитии истории.
С
давних пор люди замечали, что звёзды в течение ночи, так же как и Солнце днём,
перемещаются по небу с востока на запад, двигаясь по дугам и делая за сутки
полный оборот вокруг Земли. Поэтому в течение многих столетий считалось, что в
центре мира находится неподвижная Земля, а вокруг неё обращаются все небесные
тела. Такая система мира была названа геоцентрической (греческое
слово «гео» означает «земля»).
Во II в. александрийский учёный Клавдий Птолемей обобщил
имеющиеся сведения о движении светил и планет в геоцентрической системе и сумел
составить довольно точные таблицы, позволяющие определять положение небесных
тел в прошлом и будущем, предсказывать наступление затмений и т. д.
Однако со временем, когда точность астрономических наблюдений
возросла, стали обнаруживаться расхождения между вычисленными и наблюдаемыми
положениями планет. Вносимые при этом исправления делали теорию Птолемея очень
сложной и запутанной. Появилась необходимость замены геоцентрической системы
мира.
Новые взгляды
на строение Вселенной были подробно изложены в XVI в. польским учёным Николаем
Коперником. Он считал, что Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца,
одновременно вращаясь вокруг своих осей. Такая система мира называется гелиоцентрической,
поскольку в ней за центр Вселенной принимается Солнце (по-гречески «гелиос»).
Учитель: Галилео Галилей поддержал идею Коперника о Гелиоцентрическая
система. Но Галилео Галилей услышал, в числе множества возражений, и такое:
если бы Земля двигалась, то птицы, летающие в воздухе, не могли бы поспеть за
мчащимися вместе с Землей башнями и деревьями!
Галилео посоветовал спорщикам отправиться в трюм какого-нибудь
корабля, запасясь мухами, бабочками, аквариумом с рыбками, а также кусочком
ладана и кувшинами с водой. Пока корабль неподвижен, спорщикам предлагалось
поэкспериментировать - попрыгать, покидать всевозможные предметы, внимательно
понаблюдать за поведением летающих мух, плавающих рыбок, водяных капель,
отвесно падающих вниз, дыма от ладана, поднимающегося прямо вверх. Далее
Галилео заявил: заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью, и тогда
(если только движение будет равномерным и без качки) во всех названных явлениях
вы не обнаружите ни малейшего изменения. Прыжки и броски не станут труднее или
легче, мухи и бабочки будут по-прежнему летать во все стороны, капли будут все
так же отвесно падать, а дым отвесно же подниматься. Галилео заключил:
- Ни по одному из этих явлений вы не сможете установить, движется
ли корабль или стоит неподвижно. Другими словами и чуть шире: никаким
механическим опытом невозможно обнаружить собственное прямолинейное и
равномерное движение.
Это утверждение было названо принципом относительности Галилея.
Учитель: А теперь я предлагаю нам
разобраться, как же применить принцип относительности при решении задач
Задача. Человек идет по вагону по
движению поезда. Скорость поезда относительно поверхности земли равна 50 м/с, а
скорость человека относительно вагона равна 3 м/с. Определите, с какой
скоростью и в каком направлении движется человек относительно земли.
Разбор
задачи.
Теперь
изменим задачу
Задача.
Человек идет по вагону против движения поезда. Скорость поезда относительно
поверхности земли равна 50 м/с, а скорость человека относительно вагона равна 3
м/с. Определите, с какой скоростью и в каком направлении движется человек
относительно земли.
Разбор
задачи
Учитель: Давайте подведем итоги урока.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.