Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Методическая разработка изучения механического движения с помощью ключевых ситуаций .

Методическая разработка изучения механического движения с помощью ключевых ситуаций .

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Методологическая разработка урока с использованием

ключевых учебных ситуаций.

  1. Равноускоренное движение. Наблюдая движение автобуса, трамвая, поезда и т. д., мы замечаем, что на одних участках пути они движутся быстрее, на других – медленнее, а на остановках скорость движения вообще равна нулю. Иными словами, скорость движения этих тел изменяется с течением времени. Например, скорость поезда, отходящего от станции, возрастает, а скорость шайбы, движущейся на льду, уменьшается и т. д. В разных случаях неравномерного движения скорость меняется с течением времени по-разному. Например, тяжелогруженый товарный поезд развивает определенную скорость в течение нескольких минут, а легковой автомобиль может достичь той же скорости уже через несколько секунд. Поэтому для сравнения переменных движений находят не просто изменение скорости , а изменение скорости за единицу времени( ускорение). Определение, обозначение, единица измерения, формула по учебнику. Далее выясняется направление, направление скорости и ускорения. Особое внимание следует обратить на то, что знание ускорения позволяет найти мгновенную скорость равноускоренного движения: v=v0+at. Из этой формулы видно, что для определения скорости в любой момент времени в равноускоренном движении надо знать начальную скорость и ускорение.

Надо подчеркнуть, что подобно тому, как скорость позволяет определить координаты движущейся точки в любой момент времени, если известна начальная координата, так и ускорение позволяет сделать то же по отношению к скорости. Таким образом, выясняется значение нахождения ускорения для решения основной задачи механики.

Учащиеся должны хорошо понимать, что в формуле v=v0+at, v, v0, а – это проекции векторов скорости, начальной скорости, ускорения на какую-либо координатную ось, т.е. они могут быть как положительными, так и отрицательными.

Необходимо разъяснить учащимся, что житейское понимание слова «ускорение» значительно уже его физического смысла. Понятие ускорения в физике включает в себя и замедление (отрицательное ускорение).

Таким образом, из определения ускорения следуют два существенных признака равноускоренного движения: в таком движении мгновенная скорость за любые равные промежутки времени изменяется одинаково и ускорение постоянно. Нужно указать, что истинно равноускоренных движений в природе не бывает, как и равноускоренных. Однако приближенно в течение более или менее короткого промежутка времени удаётся наблюдать движения, при которых ускорение постоянно.

Чтобы создать реальное представление о значение ускорений, встречающихся в природе и технике, следует привести примеры средних значений ускорений.

Учащиеся удивляются, когда учитель обращает внимание на то, что ускорение при разгоне самолётов ТУ-104 или ИЛ-18 лишь немного больше, чем у грузового автомобиля, и почти вдвое меньше, чем у легкового.





Движение с увеличивающейся скоростью

  1. 0,м/с2

Движение с уменьшающейся скоростью

a< 0,м/с2

Пассажирский поезд

0,33

Автомобиль при аварийном торможении

4 - 6

Трамвай

0,5

Реактивный самолёт при посадке

5 - 8

Грузовой автомобиль в нач. дв-я

1

Парашютист во время наполнения купола парашюта

Около 60

Самолёт ТУ-104 или ИЛ-18 при разгоне

Более

1-го



Легковой автомобиль

2



Гоночный автомобиль

4,5



Скоростной пассажирский лифт

0,9-1,6



Ракета при запуске спутника или космического корабля

60



Снаряд в стволе орудия

500000





Изучение данного вопроса целесообразно завершить построением графиков скорости равноускоренного движения (а>0, a<0; v0=0, v0>0). В традиционных задачниках такие задачи есть.

Главная особенность этих графиков состоит в том, что площадь фигуры, заключённой под графиком, численно равна пути, пройденному телом за этот промежуток времени и ещё важнее то, то «графический» подход к решению задач куда нагляднее раскрывает основные свойства равноускоренного движения, чем традиционный «формульный» подход.

Задачи на «равноускоренное движение» весьма разнообразны. Но можно их разделить на три вида: 1) задачи на движение одного или двух тел по горизонтальной прямой; 2) задачи на движение одного или двух тел по наклонной плоскости; 3) задачи на движение одного или двух тел по вертикальной прямой (свободное падение и движение тела, брошенного вверх). Любую задачу можно решить при помощи двух формул:



V=V0+at, s=v0t+hello_html_m5d37d13c.gif .

Для выполнения расчетов векторные формулы надо заменить скалярными, спроецировав векторы на выбранную ось координат:

V=V0+ at, s = v0t +hello_html_m5d37d13c.gif , при этом надо помнить, что здесь s, v, v0 и а могут быть как положительными, так и отрицательными.

В эти уравнения равноускоренного движения входят пять величин: v, v0, s, t, a. Известно, что решение системы двух уравнений позволяет определить значение двух неизвестных. Поэтому задача решается определено лишь в том случае, если значения остальных трёх величин обязательно заданы в условиях задачи. Причем, некоторые величины могут быть заданы в неявном виде: например «тело начало двигаться…» означает, что начальная скорость равна нулю; выражение «тело остановилось…» - конечная скорость равна нулю.



  1. Криволинейное движение. Равномерное движение по окружности.

Движение, траекторией которого является кривая линия, называется криволинейным. Примеры криволинейного движения: движение тела, брошенного под углом к горизонту; вращение Земли вокруг Солнца; движение искусственных спутников вокруг Земли; движение снаряда, вылетевшего из орудия и др. Демонстрация некоторых опытов (выстрел из баллистического пистолета, движение шарика на центробежной дороге) запомниться учащимся. Необходимо иметь в виду, что криволинейное движение и величины, характеризующие его, ввиду их необычности, нелегко усваивается учащимися. Поэтому все понятия в этой теме должны быть разобраны с особой тщательностью и доведены до сознания учащихся путём доступного изложения, хорошо подобранного демонстрационного эксперимента и разбора конкретных примеров. Только опыты помогают учащимся сделать вывод: направление скорости криволинейного движения определяется направлением касательной к той точке траектории, в которой находиться в данный момент вращения движущаяся материальная точка. Так как направление касательной к траектории в разных точках различно, то это означает, что в криволинейном движении скорость изменяется по направлению. Необходимо обратить внимание учащихся на следующий факт. В криволинейном движении вектор скорости не совпадает по направлению с вектором перемещения, а составляет с ним некоторый угол.

Любое криволинейное движение можно приближенно представить как движение по дугам некоторых окружностей. Именно поэтому изучение его представляет значительный интерес. Самолет, описывающий «мертвую петлю»; люди, катающиеся на карусели, совершают движения по окружности. По дуге окружности движутся машины, мотоциклы на поворотах. При равномерном движении тела по окружности модуль его скорости остается постоянным, а направление скорости меняется. Поскольку скорость – величина векторная, то изменение направления скорости означает, что тело движется по окружности с ускорением. Ускорение тела определяется по формуле:

a = hello_html_63edf8ed.gif =hello_html_m54c7dff7.gif , где v вектор изменения скорости тела. Направление вектора а совпадает с направлением вектора v . Вектор изменения скорости и вектор ускорения направлены по радиусу к центру окружности. Поэтому ускорение при равномерном движении тела по окружности называют центростремительным.

Таким образом, при равноускоренном движении тела по окружности его ускорение постоянно по модулю и в любой точке направлено по радиусу окружности к ее центру. Вывод формулы нахождения центростремительного ускорения в учебнике изложен наглядно , подробно и доступно. Направление центростремительного ускорения непрерывно изменяется, поэтому равномерное движение тела по окружности не является равноускоренным.

  1. Тело упало с некоторой высоты с нулевой начальной скоростью и при ударе о землю имело скорость 40м/с. Определите время падения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

  1. 0,25 с 2) 4 с 3) 40 с 4) 400 с

  1. Тело движется по окружности с постоянной скоростью по модулю скоростью. Как изменится его центростремительное ускоренное, если скорость увеличить в 2 раза, а радиус окружности уменьшить в 2 раза?

  1. увеличиться в 2 раза

  2. уменьшиться в 4 раза

  3. увеличиться в 8 раз

  4. не измениться

  1. Тело движется по оси ОХ. Проекция его скорости

на эту ось меняется по закону, приведенному на

графике. Путь пройденный телом за 2 с, равен



  1. 1 м 2) 2 м 3) 4 м 4) 8 м

  1. Тело свободно падает с высоты 40 м. Начальная скорость тела равна нулю. На какой высоте оно окажется через 2 с после начала падения? Сопротивлением воздуха пренебречь.

  1. 0 2)10 м 3) 20 м 4 50 м



Часть 2.

В результате перехода с одной круговой орбиты на другую центростремительное ускорение спутника Земли увеличивается. Как изменится в результате этого перехода радиус орбиты спутника, скорость его движения по орбите и период обращения вокруг Земли?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

  1. увеличилась

  2. уменьшилась

  3. не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры могут повторяться.

Радиус орбиты

Скорость движения по орбите

Период обращения вокруг Земли




Часть 3.

Лыжник съезжает со склона горы из состояния покоя с ускорением 0,5 м/с2 за 20 с и дальше движется по горизонтальному участку, проехав до остановки 40 м. Сколько времени двигался лыжник по горизонтальной поверхности? Какова длина склона горы?

Дано: решение:

V01 = 0 движение лыжника состоит из двух этапов: на первом этапе,

a1 =0,5 м/с2 спускаясь со склона горы, лыжник движется с возрастающей

t1= 20 с по модулю скоростью; на втором этапе при движении по

s2 =40 м горизонтальной поверхности его скорость уменьшается.

v2 =0 Величины, относящиеся к первому этапу движения, запишем с

t2 =? индексом 1 , а ко второму этапу – с индексом 2. Систему отсчета

S1= ? свяжем с Землёй, ось X направим по направлению скорости

лыжника на каждом этапе его движения.

Запишем уравнение для скорости лыжника в конце спуска с горы:

V1 = V01 + a1t1.

В проекциях на ось Х получим: V1X = a1X t . Поскольку проекции скорости и ускорения на ось Х положительны, модуль скорости лыжника равен: V1 = a1t1.

Запишем уравнение для перемещения лыжника на втором движения:

S2X = V02X t2 + hello_html_7d7d951a.gif .

Учитывая, что начальная скорость лыжника на этом этапе движения равна его конечной скорости на первом этапе V02 = V1 , a V2X= V02X + a2X t2 = 0, a2X = -a2, получим



V02 = a2t2 ; a2 = hello_html_4db956a5.gif ; s2 = V1t2 - hello_html_m36e09cda.gif = hello_html_4756a59d.gif = hello_html_m1c383908.gif .

Отсюда t2 = hello_html_6e17e268.gif ; t2 = hello_html_3785754f.gif = 8 с.

Модуль перемещения лыжника на первом этапе движения равен длине склона горы. Запишем уравнение для перемещения:

S1X = V01X t + hello_html_7d7d951a.gif . длина склона горы s1 = hello_html_7d7d951a.gif ; s1 = hello_html_6654ba00.gif = 100м.

Ответ: t2 = 8 с ; s1 = 100 м.



















Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Автор
Дата добавления 03.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Номер материала ДВ-117718
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх