Урок по физике на тему "Скорость. Равномерное прямолинейное движение"

Урок 3. Скорость. Равномерное прямолинейное движение.

Цель: объяснить понятие физический смысл скорости, научиться решать задачи с использованием уравнения координаты, строить графики скорости, координаты, перемещения, пути, равномерного движения, формулу сложения скоростей.

План: 1) Организационный момент. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания.

2) Изучение нового материала.

3) Закрепление изученного. Итог урока. Задание и объяснение домашней работы.

Ход урока:

            1)Организационный момент. Актуализация знаний.

Сегодня на уроке мы узнаем: физический смысл скорости, что такое средняя скорость, что такое мгновенная скорость, формулу сложения скоростей.

Вопросы

1.      Что такое вектор перемещения? Что он характеризует?

2.      Как записывается в векторной форме уравнение равномерного прямолинейного движения?

3.      Как записывается в координатной форме уравнение равномерного прямолинейного движения точки если она движется по оси оу, по оси ох ?

4.      Какое движение называется равномерным прямолинейным?

5.      Когда проекция вектора будет положительной, отрицательной, равна 0?

2) Изучение нового материала.

Изменение положения в пространстве движущегося тела характеризуют путь и перемещение. Однако эти величины не говорят, как быстро произошло изменение. Скорость является пространственно-временной характеристикой движения тела.

Скорость можно сравнить и по расстоянию, которое тело проходит за единицу времени. Чем больше это расстояние, тем больше скорость спортсмена.

 

Если тело прошло путь S = 500 м за t = 20 с. Можно предположить, что тело за каждую секунду проезжало 25 м. Реально тело могло первые 5 с двигаться медленно, следующие 10 с - стоять, и последние - двигаться очень быстро.

Поэтому путь, пройденный телом, характеризуется средней скоростью: .

Средняя скорость, как любая средняя величина, является достаточно приблизительной характеристикой движения. Проезжая по городу 20 км за 30 минут (со средней скоростью 40 км/ч) водитель каждый раз на спидометре видит скорость движения в данный момент времени мгновенную скорость.

 

Задача 1.

Автомобиль ехал 2 ч со скоростью 60 км/ч. Сколько времени после этого он должен ехать со скоростью 80 км/ч, чтобы его средняя скорость на всём пути стала равной 66,7 км/ч?

Дано	СИ	Решение
		Ответ: .

Мгновенная скорость – средняя скорость за бесконечно малый интервал времени.

Мгновенная скорость точки есть величина, равная пределу отношения перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещения произошло, при стремлении промежутка времени к нулю.

Мгновенная скорость тела направлена по касательной к траектории в сторону движения.

Чем больше угловой коэффициент касательной, тем больше скорость тела.

Рассмотрим график

1.      Чему равна мгновенная скорость в t=3c.

2.      В каких точках графика угол наклона касательной наибольший? наименьший?

3.      Найдите наибольшую и наименьшую мгновенную скорость автомобиля в течение первых 6 с его движения.

 

Задача 2

Тело движется вдоль оси х. Зависимость координаты тела от времени выражается формулой .

а) Выберите удобный масштаб и изобразите график зависимости x(t) в течение первых 6 с.

б) С помощью этого графика найдите момент времени, в который мгновенная скорость тела была равна средней скорости за всё время движения.

 

В некоторых задачах рассматривается движение тела относительно другого тела, которое также движется в выбранной системе отсчета.

Например:

По реке плывет моторная лодка.

- скорость лодки относительно воды (система отсчета К₁). Эту систему отсчета можно связать с выпавшим из лодки спасательным кругом, который плывет по течению.

- скорость течения воды относительно системы отсчета К, связанной с берегом.

 – скорость лодки относительно системы отсчета К.

Скорости складываются геометрически, как и другие векторы.

Закон сложения скоростей:

Если тело движется относительно некоторой системы отсчета К₁ со скоростью  и сама система отсчета К₁ движется относительно другой системы К₂ со скоростью , то скорость тела относительно второй системы отсчета равна геометрической сумме скоростей и .

 

Видеофрагмент (лодка)

3) Закрепление изученного. Итог урока. Задание и объяснение домашней работы.

Домашняя работа. §9, 10, вопросы, упр. 2

Задача 3

Скорость моторной лодки относительно воды равна 8 км/ч, а скорость течения равна 4 км/ч. За сколько времени лодка проплывет от пристани А до пристани Б и обратно, если расстояние между ними 12 км?

Дано	СИ	Решение
		По течению Против течения Ответ: 4 ч.

Задача 4

Из двух точек А и В, расположенных на расстоянии 90 м друг от друга, одновременно в одном направлении начали движение два тела. Тело, движущееся из точки А, имело скорость 5 м/с, а тело движущееся из точки В, - скорость 2 м/с. Через какое время первое тело нагонит второе?

Дано	СИ	Решение
		Составим уравнения движения первого и второго тела. В точке, где первое тело нагонит второе координата и время совпадает. Ответ: 30 c.

Задание 5

По заданным графикам напишите уравнения движений x(t). Из уравнений и графиков найдите координаты тел через 5 с, время и место встречи тел II и III.

 

Вопросы

1.      Сформулируйте определение средней скорости.

2.      Как определяется мгновенная скорость при прямолинейном движении.

3.      Чему равен ее модуль?

4.      Может ли мгновенная скорость быть больше или меньше средней скорости?

 

Задача 6

Эскалатор метро поднимает неподвижно стоящего на нем пассажира в те­чение 55 секунд. По неподвижному эскалатору пассажир мог бы подняться за 3,5 минуты. За какое время поднимается пассажир по движущемуся эскалатору? (Ответ: 44 секунды.)

Дано	СИ	Решение
мин	210 с	Ответ: 44 c.

Задача 7

Вертолет летел на север со скоростью 20 м/с. С какой скоростью и под каким углом к меридиану будет лететь вертолет, если подует западный ветер со скоростью 10 м/с (22 м/с, 27º к востоку от меридиана)

Дано	СИ	Решение
		Ответ: 22,4 м/с, 270.

• 1 слайд

  Скорость. Равномерное прямолинейное движение
  Урок физики на тему:
  

• 2 слайд

  Сегодня на уроке
  мы узнаем
  физический смысл скорости
  что такое средняя скорость
  что такое мгновенная скорость
  формулу сложения скоростей
  

• 3 слайд

  Вопросы
  Что такое вектор перемещения? Что он характеризует?
  Как записывается в векторной форме уравнение равномерного прямолинейного движения?
  Как записывается в координатной форме уравнение равномерного прямолинейного движения точки если она движется по оси оу, по оси ох ?
  Какое движение называется равномерным прямолинейным?
  Когда проекция вектора будет положительной, отрицательной, равна 0?
  

• 4 слайд

  Скорость тела
  Скорость является пространственно-временной характеристикой движения тела
  перемещение 𝑆 за единицу времени
  

• 5 слайд

  Средняя скорость
  Путь, пройденный телом, характеризуется средней скоростью.
  𝑉 Ср = 𝑆 𝑡
  мгновенная скорость
  

• 6 слайд

  Задача 1
  Автомобиль ехал 2 ч со скоростью 60 км/ч. Сколько времени после этого он должен ехать со скоростью 80 км/ч, чтобы его средняя скорость на всём пути стала равной 66,7 км/ч?
  

• 7 слайд

  Мгновенная скорость
  Мгновенная скорость – средняя скорость за бесконечно малый интервал времени.
  Мгновенная скорость точки есть величина, равная пределу отношения перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещения произошло, при стремлении промежутка времени к нулю.
  𝑉 = lim ∆𝑡→0 ∆𝑆 ∆𝑡
  Чему равна мгновенная скорость в t=3c.
  В каких точках графика угол наклона касательной наибольший? наименьший?
  Найдите наибольшую и наименьшую мгновенную скорость автомобиля в течение первых 6 с его движения.
  мгновенная скорость направлена по касательной к траектории
  чем больше угловой коэффициент касательной, тем больше скорость тела
  

• 8 слайд

  Задача 2
  Тело движется вдоль оси х. Зависимость координаты тела от времени выражается формулой 𝑥=0,2∙ 𝑡 2 .
  а) Выберите удобный масштаб и изобразите график зависимости x(t) в течение первых 6 с.
  б) С помощью этого графика найдите момент времени, в который мгновенная скорость тела была равна средней скорости за всё время движения.
  

• 9 слайд

  Сложение скоростей
  𝑉 1 - скорость лодки относительно воды (система отсчета К1).
  𝑉 - скорость течения воды относительно системы отсчета К, связанной с берегом.
  
  𝑉 2 = 𝑉 1 + 𝑉
  – скорость лодки относительно системы отсчета К.
  Если тело движется относительно некоторой системы отсчета К1 со скоростью 𝑽 𝟏 и сама система отсчета К1 движется относительно другой системы К2 со скоростью 𝑽 , то скорость тела относительно второй системы отсчета равна геометрической сумме скоростей 𝑽 𝟏 и 𝑽 .
  Закон сложения скоростей:
  

• 10 слайд

  Сложение скоростей
  

• 11 слайд

  Домашняя работа
  §9, 10, вопросы
  упражнение 2
  

• 12 слайд

  Задача 3
  Скорость моторной лодки относительно воды равна 8 км/ч, а скорость течения равна 4 км/ч. За сколько времени лодка проплывет от пристани А до пристани Б и обратно, если расстояние между ними 12 км?
  

• 13 слайд

  Задача 4
  Из двух точек А и В, расположенных на расстоянии 90 м друг от друга, одновременно в одном направлении начали движение два тела. Тело, движущееся из точки А, имело скорость 5 м/с, а тело движущееся из точки В, - скорость 2м/с. Через какое время первое тело нагонит второе?
  

• 14 слайд

  Задача 5
  По заданным графикам напишите уравнения движений x(t).
  Из уравнений и графиков найдите координаты тел через 5 с, время и место встречи тел II и III.
  𝑥 1 =12
  𝑥 2 =8− 8 5 𝑡
  𝑥 3 =−12+1,2𝑡
  𝑥 3 =−12+1,2𝑡=−12+1,2∙5=−6
  Уравнения движений
  𝑥 2 =8− 8 5 𝑡=8− 8 5 5=0
  𝑥 1 =12
  Координаты тел через 5 с
  𝑥 2 =8− 8 5 𝑡 𝑥 3 =−12+1,2𝑡 ⇒ 8−1,6𝑡=−12+1,2𝑡 ⇒ 2,8𝑡=20 ⇒ 𝑡= 50 7 =7,1 𝑐
  𝑥=8−1,6∙7,1=−3,4 м
  Время и место встречи тел II и III
  

• 15 слайд

  Вопросы
  Сформулируйте определение средней скорости.
  Как определяется мгновенная скорость при прямолинейном движении.
  Чему равен ее модуль?
  Может ли мгновенная скорость быть больше или меньше средней скорости?
  
  

• 16 слайд

  Задача 6
  Эскалатор метро поднимает неподвижно стоящего на нем пассажира в те­чение 55 секунд. По неподвижному эскалатору пассажир мог бы подняться за 3,5 минуты. За какое время поднимается пассажир по движущемуся эскалатору?
  

• 17 слайд

  Задача 7
  Вертолет летел на север со скоростью 20 м/с. С какой скоростью и под каким углом к меридиану будет лететь вертолет, если подует западный ветер со скоростью 10 м/с