Урок по физике для 9 класса «Прямолинейное движение с постоянным ускорением»

Урок по физике для 9 класса

 «Прямолинейное движение с постоянным ускорением»

                                                                            Зенкова Ю.Н.

                                                                            (Свердловская обл.,                                                                         

                                                                            г.Краснотурьинск, Россия,

                                                                            МАОУ «СОШ № 17»

                                                             [e-mail])

Тема урока: Обобщающий урок по теме «Прямолинейно движение с постоянным ускорением». 9 класс.

Цель: обобщить и систематизировать знания учащихся  по теме: «Прямолинейное равнопеременное движение»;

Задачи: 1.составить обобщающие таблицы; 2.пользуясь таблицами, научиться легко ориентироваться при решении конкретных задач; 3.приводить примеры равнопеременного движения в природе , технике и быту.

Ожидаемый результат:

учащиеся должны уметь применять  теоретические знания по кинематике  при решении  аналитических и графических задач.

Основной задачей механики является определение координаты движущегося тела в произвольный момент времени.  Изменение положение  движущегося тела в пространстве характеризуют векторная величина – перемещение и скалярная – путь. Однако эти величины не содержат информацию о том, как быстро происходит это перемещение. Поэтому  введена пространственно-временная характеристика движения – скорость. Изменение же во времени скорости характеризует ускорение, являющееся также пространственно-временной характеристикой движения.

Поэтому составляется таблица кинематических характеристик: «Скорость, ускорение, перемещение и координата при равнопеременном движении».

Характеристики движения	Равнопеременное движение	Равномерное движение	Свободное падение.
Ускорение	ax = Vx – V0x                      t	ax = 0	ax  = gу ≈ 10 м/c2
Скорость	Vx=V0x + ax·t	Vx=V0x	Vу=V0у + gу·t
Перемещение	Sx= V0x·t + ax·t2                     2 Sx = -           2· ax	Sx= V0x·t	Sу= V0у·t + gу·t2                     2 Sу = -           2· gу
Закон движение	x = x0 + V0x·t + ax·t2                            2	x = x0 + V0x·t	у = у0 + V0у·t + gу·t2                             2

В школьной программе рассматривается только равнопеременное движение – движение с постоянным по модулю и направлению ускорением:  а = const.

Но: 1. Прямолинейное равномерное движение – это движение, при котором

 а = 0.

2. Прямолинейное равноускоренное движение – это движение, при котором ускорение параллельно (сонаправлено)  скорости и постоянно по модулю:     а          V , а = const.

3. Прямолинейное равнозамедленное  движение – это движение, при котором ускорение антипараллельно (противоположно)  скорости и постоянно по модулю:     а           V ,  а = const.

4. Свободное падение – это падение тел на Землю в отсутствии сил сопротивления воздуха с одинаковым ускорением, называемым ускорением свободного падения, т.е. а = g.

Таким образом, прямолинейно равномерное, равноускоренное, равнозамедленное движения, а также свободное падение тел можно считать частными случаями равнопеременного движения.

Используя это важно обратить внимание учащихся на запоминание формул равнопеременного движения, т.е. формул второй колонки таблицы.

Методика использования таблицы:

1.     Прочитать условие задачи.

2.     Определить тип движения.

3.     Выбрать соответствующий столбик таблицы.

4.     Решать задачу, используя необходимые формулы.

Примеры работы по таблице.

Задача № 1.

Движение грузового уравнения описывается уравнением х = -270 + 12t. Опишите характер движения автомобиля. Найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости, координату и перемещение автомобиля за 20 с. Когда автомобиль пройдет через начало координат. Постройте график зависимости х(t) и V_x(t).

Дано:                               Решение:

х = -270 + 12t                  т.к. в уравнении движения время в первой степени, то

t= 20 с                              характер движения – прямолинейное равномерное и,

1)характер движения;  поэтому работает третья колонка таблицы.

2) х₀;                                                 Из уравнения определяются: х₀ = -270, V₀ = 12.

3) V;                                Т.к. проекция скорости V_0х>0, то движение сонаправ-

4) S;                               лено с положительным направление оси Ох.

5) t^|.                                Через 20 с координата х(20) = -270+12· 20 = - 30,

                                       S_х (20) = V_0x·t = 12·20 = 240.

Если автомобиль проходит через начало координат, то его координата х = 0, следовательно,   0 = -270 + 12·t, откуда t = 22,5 с.                                                                   

                                 V                                                                  

              -270             S                         -30                   0                                  X

Задача № 2.

Уравнение движения тела имеет вид х = 15 – 3t + 0,5t². Опишите характер движения тела. Найдите начальную координату, модуль и направление начальной скорости, модуль и направление вектора ускорения. Напишите уравнение зависимости V_х(t) и постройте её график. Найдите  скорость точки через 2 с и 4 с после начала движения. Найдите координату через 3 с после начало движения. Какое перемещение совершило тело за это время? Найдите перемещение тела за 6 с. Найдите путь, пройденный телом за 6 с.

Дано:                              Решение:

х = 15 – 3t  + 0,5t²               т.к. в уравнении движения время во второй степени,

t₁= 2 c                               а проекция ускорения a_x >0, то характер движения –                      

t₂= 4 c                            прямолинейно равноускоренное 

t₃= 3 c                            поэтому, работает первая  колонка таблицы.

t₄= 6 c                            Из уравнения определяются: х₀ = 15, V_0х = -3, а_х=1.

1) характер движения; Уравнение зависимости V_х(t) будет иметь вид:

2) х₀ ,V_0x , a_x                              V_х(t)=-3+t.

3) V_x (t)                           V(t₁)=-3+2=-1 

4) V(t₁), V(t₂)                  V(t₂)=-3+4=1 

5) х(t₃), S_x (t₃)                 х(t₃)= 15 – 3·3  + 0,5·3² = 10,5     

6) S_x (t₄).                         S_x (t₃) = – 3·3  + 0,5·3² = -4,5                    

                                       S_x (t₄) = – 3·6  + 0,5·6²=0

                                                             а               V

                                                                                                   

                                                    0                                  15                                X

Задача № 3.

При свободном падении тело достигает поверхности земли через 5 с. Какова скорость в момент падения и с какой высоты оно упало, если начальная скорость тела равна нулю?

Дано:

а=g≈10 м/c²    Т.к. в задаче идёт речь о свободном падении тела, то пользу-

V₀= 0 м/c        емся третьей колонкой таблицы.

t= 5 с              Скорость в момент падения найдем по формуле V_у=V_0у + g_у·t.

V, H - ?           Учитывая, что V₀= 0, V_у =V, g_у = g, получаем

                     V= 10· 5 = 50 м/с.

H=S_y =V_0у·t + g_у·t²   =  10· 5²/2 = 125 м.

                         2

              0 

                      S                    g      

 

                           

                    Y   V

                    Ответ: V =50 м/с, H = 125 м.

Задача № 4.

Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 24 м/с. На какую высоту он поднимется? Чему равно время полёта?

Дано:           Решение:

V₀=24 м/с                 Y

H, t_полёта-?                                                g

                                    H    S     V₀

 

                                       0

 Т.к. в задаче идёт речь о свободном падении тела, то пользуемся третьей колонкой таблицы. При подъёме тела его скорость уменьшается и на максимальной высоте подъёма равна нулю. Учитывая, что V_0y=V₀, H=S_y,  g_y=-g решим задачу.

 H= S_у = -   =24²/20 = 28 м.

                2· g_у

Т.к.к концу полёта координата y=0, а начальная y₀=0, то время полёта найдем по формуле: у = у₀ + V_0у·t + g_у·t²

                                                 2

0=0+24t-5t², откуда t_полёта = 4,8 с.

Ответ: H=28 м, t_полёта = 4,8 с.

Также может быть составлена таблица:

 «Графики зависимости координаты, скорости, ускорения от времени при равнопеременном движении».

График	Равнопеременное движение	Равномерное движение	Свободное падение.
Ускорение	ах               р/у                                t               р/з	ах                           t	ах=gy 10         или           t -10
Скорость	V                         р/у                         р/з                              t	V          или          t	V                                   или                                            t
Перемещение		s                                или         t
Закон движение	х         р/у                               р/з                               t	х                      или                                              t	y                                                      t

Задачи для работы на уроке.

1.Движение велосипедиста описывается уравнением х = 150-10t. Опишите характер движения велосипедиста, найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости. В какой момент времени велосипедист проедет мимо станции, если её координата равна х = 100 м?

2. Уравнения движения двух тел имеют вид х₁ = 10t+0,4t² и х₂=-6t+2t². Опишите характер движения каждого тела. Найдите место и время их встречи. В какой момент времени тела будут иметь одинаковые по модулю скорости и совпадать по направлению? Будут ли тела находиться в какой-нибудь из этих моментов времени в одной точке пространства? Каким будет расстояние между ними через 5 с после начала движения?

3.Над шахтой глубиной 40 м вертикально вверх бросила камень со скоростью 12 м/с. Через сколько времени будет услышан звук от удара камня о дно шахты, если скорость звука 330 м/с?

Домашнее задание:

Переписать таблицы, составленные на уроке в справочник по физике и выучить формулы.

Используемая литература:

1.Перышкин А.В., Гутник Е.М., Физика. 9 кл.:учебник для общеобразоват.учреждений. – 15-е изд., стереотип. – М.:Дрофа, 2010 г.

2.Степанова Г.Н. Сборник задач по физике: для 9 – 11 кл. общеобразоват. учреждений. – 2-е изд., - М.: Просвещение,1996 г.

Краткое описание документа:

Урок-повторение по теме «Прямолинейное движение с постоянным ускорением» в 9 классе проводится с составлением обобщающих таблиц кинематических характеристик, а также графиков их зависимости от времени. Таблицы очень удобны и учащиеся легко ориентируются при решении задач. Эти таблицы учащиеся переносят в справочник по физике.