урок по физики на тему "Кинематика туралы негізгі түсініктер"

Сабақтың тақырыбы:

      Кинематика туралы негізгі түсініктер

Сабақтың мақсаты:

      Білімділік: кинематика туралы жалпы  ұғымдарды түсіндіру.

      Тәрбиелік: ұйымшылдыққа, адамгершілікке,ізденпаздыққа баулу.

      Дамытушылық: кинематиканың негізгі түсініктері туралы алған білімін практикада қолдана білуге қалыптастыру.

Сабақтың көрнекілігі: интерактивті тақта, үлестірілмелі карточкалар

Сабақтың міндеті:

      Кинематикадағы физикалық ұғымдарды  мысалдар келтіріп түсіндіру және оларды сипаттайтын шамалар туралы есептер шығару.

Сабақтың түрі: аралас

Сабақтың барысы:

Ұйымдастыру кезеңі:

Сәлемдесу;  оқу жабдықтарын дайындау;  сабақтың барысымен таныстыру   

Үй тапсырмасын сұрау кезеңі:

1.Сұрақ-жауап

2.Жазба жұмысы

·        Статика нені зерттейді?

·        Статиканың 1,2,3 аксиомалары

·        Байланыс дегеніміз не?

·        Күш дегеніміз не? Олардың түрлері.

·        Еркін дене және еркін емес дене

Жаңа сабақтың қысқаша мазмұны:

                                                                       

Кинематиканың негізгі ұғымдары

Қозғалысты тудыратын күш ескерілмей, қозғалыс тек геометриялық тұрғыдан зерттелетін теориялық механиканың бөлімі кинематика деп аталады. Кинематика атауын  («кинема»-қозғалыс деген грек сөзі) 1834 жылы белгілі физик Ампер (1775-1836) механикаға енгізген еді.

Кинематика - денелердің қозғалысын зерттейтін, бірақ қозғалыстың туу себебін қарастырмайтын физиканың бөлімі.

Механикалық қозғалыс деп уақыт өзгерісінде кеңістікте дененің басқа денелерге қатысты орын ауыстыруын айтамыз.

Механикалық қозғалыс – салыстырмалы. Бір дененің әр түрлі денелерге қатысты қозғалысы әр түрлі болады. Дененің қозғалысын сипаттау үшін, қозғалыс қай денеге қатысты қарастырылатынын белгілеу қажет. Бұл денені санақ денесі деп атайды. Санақ денесі және уақыт – санақ жүйесін құрап, ол қозғалған дененің кез келген уақыттағы орнын анықтауға мүмкіндік береді.

Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) ұзындықтың бірлігі ретінде метр, ал уақыттың бірлігі ретінде – секунд қабылданған.

Әрбір дене белгілі бір өлшемдерге ие. Дененің әр түрлі бөліктері кеңістіктің әр түрлі жерлерінде орналасады. Алайда, механиканың көпшілік есептерінде дененің әр түрлі бөліктерінің орнын көрсетудің қажеті жоқ. Егер дененің өлшемдері басқа денелерге дейінгі арақашықтығынан аз болса, онда бұл денені оның материалдық нүктесі деп санауға болады. Мәселен, оны ғаламшарлардың Күннің айналасындағы қозғалысын зерттегенде алуға болады. Егер дененің барлық бөліктері бірдей қозғалса, ондай қозғалысты ілгерілемелі қозғалыс деп аталады. Мысалы үшін, «Гиганттық дөңгелек» аттракционындағы кабиналар, жолдың түзу сызықтық бөлігіндегі автомобиль және басқалар ілгерілемелі қозғалады. Дененің ілгерілемелі қозғалысында оны материалдық нүкте ретінде қарастыруға болады. Сурет 1. Нүктенің орнын x = x(t), y = y(t) және z = z(t) координаталары және радиус-векторы арқылы анықтау.

Радиус вектор уақыттың бастапқы кезіндегі нүктенің орны.

Өлшемдерін берілген жағдайда ескермеуге болатын денені материалдық нүкте деп атайды. Материалдық нүкте ұғымы механикада маңызды орын алады. Уақыт өткенде бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырғанда, дене (материалдық нүкте) дене қозғалысының траекториясы деп аталатын қандай да бір қисықты сызады.

Дененің кез келген уақыттағы кеңістікте орнын (қозғалыс заңын) x = x(t), y = y(t), z = z(t) координаттардың уақыттан тәуелділігінен (координаттық әдіс), не болмаса уақыттың бастапқы нүктеден берілген нүктеге жүргізілген радиус-вектордан тәуелділігінен (векторлық әдіс) анықтауға болады (сурет 1).

Дененің орын ауыстыруы деп дененің бастапқы орнын оның кейінгі орнымен қосатын бағытталған кесіндіні айтады. Орын ауыстыру – векторлық шама.

Жүрген жолы - дененің белгілі t уақыттың ішінде траектория доғасының ұзындығына тең болады. Жол – скалярлық шама.

Қозғалыс кинематикасындағы әдістер мен тәуелділіктер әр түрлі механизмдердегі, машиналардағы, т.б. қозғалыстарды есептеуде, сондай-ақ динамика есептерін шешуде пайдаланылады. Зерттелетін нысанның қасиеттеріне байланысты Кинематика: нүктелер кинематикасы, қатты денелер кинематикасы және үздіксіз өзгеріп отыратын орта (деформацияланатын денелердің, сұйықтықтардың,  газдардың) кинематикасы болып бөлінеді.

Кинематикада кез келген нысанның қозғалысы белгілі бір денемен (санақ денесі) салыстырыла отырып зерттеледі. Қарастырылып отырған нысанның орны, санақ жүйесінің көмегімен, санақ денесі деп аталатын белгілі бір денемен салыстырмалы түрде анықталады. Санақ жүйесі зерттеу мақсатына байланысты алынады. Кинематикада нүктелер мен денелер қозғалысының берілу тәсілі және қозғалыс теңдеулері бойынша қозғалыстың кинематикалық сипаттамалары (траектория, жылдамдық, үдеу, бұрыштық үдеу, т.б.) анықталады. Нүктенің қозғалысын сипаттау үшін табиғи, координаттық және векторлық деп аталатын үш тәсілдің бірі пайдаланылады. Табиғи (немесе траекториялық) тәсіл нүктенің таңдап алынған санақ жүйесімен салыстырғандағы траекториясы белгілі болғанда ғана қолданылады. Координаттық тәсілде нүктенің (M) санақ жүйесімен салыстырғандағы орны үш координатпен (x, y, z) анықталады, ал оның қозғалыс заңы x=f1(t), y=f2(t) және z=f3(t) түріндегі үш теңдеумен беріледі. Соңғы үш теңдеуден t-ны шығара отырып, нүктенің траекториясын табуға болады.  Векторлық тәсілде нүктенің санақ жүйесімен салыстырғандағы орны санақ нүктесінен қозғалған нүктеге дейін жүргізілген r радиус-вектормен анықталады, ал қозғалыс заңы r=r(t) түріндегі векторлық теңдеумен беріледі. Қозғалған нүктенің жылдамдығы мен үдеуі оның негізгі кинематикалық сипаттамасы болып есептеледі. Қатты дене қозғалысының берілу тәсілі қозғалыстың түріне, ал қозғалыс теңдеуінің саны оның еркіндік дәрежесінің санына байланысты болады. Қатты дене қозғалысының қарапайым түріне, оның ілгерілемелі қозғалысы мен айналмалы қозғалысы жатады. Ілгерілей қозғалған дененің барлық нүктесі бірдей жылдамдықпен қозғалатындықтан, оның қозғалысы бір нүктенің қозғалысы тәрізді қарастырылады. Кинематикада нүктелердің не денелердің күрделі қозғалысы, яғни өзара орын ауыстыратын екі (не одан да көп) санақ жүйесімен салыстырғандағы қозғалысы (бір уақыттағы) зерттеледі. Мұндай жағдайда санақ жүйесінің бірі негізгі жүйе (кейде оны шартты түрде қозғалмайтын деп), ал онымен салыстырғанда орын ауыстыратын санақ жүйесі қозғалмалы жүйе деп аталады. Жалпы жағдайда, қозғалмалы санақ жүйесі бірнешеу болуы мүмкін. Үздіксіз орта кинематикасында сол ортаның берілу тәсілдері табылып, деформалануының жалпы теориясы қарастырылады, сондай-ақ, ортаның үздіксіздік шартын бейнелейтін үздіксіздік теңдеуі анықталады.

Бекіту:

Есеп шығару

Қорытынды:  Сабақты қорытындылап, оқушыларды бағалау

Үйге тапсырма: конспект жазу

Краткое описание документа:

Сабақтың тақырыбы:

Кинематика туралы негізгі түсініктер

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: кинематика туралы жалпы ұғымдарды түсіндіру.

Тәрбиелік: ұйымшылдыққа, адамгершілікке,ізденпаздыққа баулу.

Дамытушылық: кинематиканың негізгі түсініктері туралы алған білімін практикада қолдана білуге қалыптастыру.

Сабақтың көрнекілігі: интерактивті тақта, үлестірілмелі карточкалар

Сабақтың міндеті:

Кинематикадағы физикалық ұғымдарды мысалдар келтіріп түсіндіру және оларды сипаттайтын шамалар туралы есептер шығару.

Сабақтың түрі: аралас

Сабақтың барысы:

Ұйымдастыру кезеңі:

Сәлемдесу; оқу жабдықтарын дайындау; сабақтың барысымен таныстыру

Үй тапсырмасын сұрау кезеңі:

1.Сұрақ-жауап

2.Жазба жұмысы

Статика нені зерттейді?

Статиканың 1,2,3 аксиомалары

Байланыс дегеніміз не?

Күш дегеніміз не? Олардың түрлері.

Еркін дене және еркін емес дене

Жаңа сабақтың қысқаша мазмұны:

Кинематиканың негізгі ұғымдары

Қозғалысты тудыратын күш ескерілмей, қозғалыс тек геометриялық тұрғыдан зерттелетін теориялық механиканың бөлімі кинематика деп аталады. Кинематика атауын («кинема»-қозғалыс деген грек сөзі) 1834 жылы белгілі физик Ампер (1775-1836) механикаға енгізген еді.

Кинематика - денелердің қозғалысын зерттейтін, бірақ қозғалыстың туу себебін қарастырмайтын физиканың бөлімі.

Механикалық қозғалыс деп уақыт өзгерісінде кеңістікте дененің басқа денелерге қатысты орын ауыстыруын айтамыз.

Механикалық қозғалыс – салыстырмалы. Бір дененің әр түрлі денелерге қатысты қозғалысы әр түрлі болады. Дененің қозғалысын сипаттау үшін, қозғалыс қай денеге қатысты қарастырылатынын белгілеу қажет. Бұл денені санақ денесі деп атайды. Санақ денесі және уақыт – санақ жүйесін құрап, ол қозғалған дененің кез келген уақыттағы орнын анықтауға мүмкіндік береді.

Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) ұзындықтың бірлігі ретінде метр, ал уақыттың бірлігі ретінде – секунд қабылданған.

Әрбір дене белгілі бір өлшемдерге ие. Дененің әр түрлі бөліктері кеңістіктің әр түрлі жерлерінде орналасады. Алайда, механиканың көпшілік есептерінде дененің әр түрлі бөліктерінің орнын көрсетудің қажеті жоқ. Егер дененің өлшемдері басқа денелерге дейінгі арақашықтығынан аз болса, онда бұл денені оның материалдық нүктесі деп санауға болады. Мәселен, оны ғаламшарлардың Күннің айналасындағы қозғалысын зерттегенде алуға болады. Егер дененің барлық бөліктері бірдей қозғалса, ондай қозғалысты ілгерілемелі қозғалыс деп аталады. Мысалы үшін, «Гиганттық дөңгелек» аттракционындағы кабиналар, жолдың түзу сызықтық бөлігіндегі автомобиль және басқалар ілгерілемелі қозғалады. Дененің ілгерілемелі қозғалысында оны материалдық нүкте ретінде қарастыруға болады. Сурет 1. Нүктенің орнын x = x(t), y = y(t) және z = z(t) координаталары және радиус-векторы арқылы анықтау.

Радиус вектор уақыттың бастапқы кезіндегі нүктенің орны.

Өлшемдерін берілген жағдайда ескермеуге болатын денені материалдық нүкте деп атайды. Материалдық нүкте ұғымы механикада маңызды орын алады. Уақыт өткенде бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырғанда, дене (материалдық нүкте) дене қозғалысының траекториясы деп аталатын қандай да бір қисықты сызады.

Дененің кез келген уақыттағы кеңістікте орнын (қозғалыс заңын) x = x(t), y = y(t), z = z(t) координаттардың уақыттан тәуелділігінен (координаттық әдіс), не болмаса уақыттың бастапқы нүктеден берілген нүктеге жүргізілген радиус-вектордан тәуелділігінен (векторлық әдіс) анықтауға болады (сурет 1).

Дененің орын ауыстыруы деп дененің бастапқы орнын оның кейінгі орнымен қосатын бағытталған кесіндіні айтады. Орын ауыстыру – векторлық шама.

Жүрген жолы - дененің белгілі t уақыттың ішінде траектория доғасының ұзындығына тең болады. Жол – скалярлық шама.

Қозғалыс кинематикасындағы әдістер мен тәуелділіктер әр түрлі механизмдердегі, машиналардағы, т.б. қозғалыстарды есептеуде, сондай-ақ динамика есептерін шешуде пайдаланылады. Зерттелетін нысанның қасиеттеріне байланысты Кинематика: нүктелер кинематикасы, қатты денелер кинематикасы және үздіксіз өзгеріп отыратын орта (деформацияланатын денелердің, сұйықтықтардың, газдардың) кинематикасы болып бөлінеді.

Кинематикада кез келген нысанның қозғалысы белгілі бір денемен (санақ денесі) салыстырыла отырып зерттеледі. Қарастырылып отырған нысанның орны, санақ жүйесінің көмегімен, санақ денесі деп аталатын белгілі бір денемен салыстырмалы түрде анықталады. Санақ жүйесі зерттеу мақсатына байланысты алынады. Кинематикада нүктелер мен денелер қозғалысының берілу тәсілі және қозғалыс теңдеулері бойынша қозғалыстың кинематикалық сипаттамалары (траектория, жылдамдық, үдеу, бұрыштық үдеу, т.б.) анықталады. Нүктенің қозғалысын сипаттау үшін табиғи, координаттық және векторлық деп аталатын үш тәсілдің бірі пайдаланылады. Табиғи (немесе траекториялық) тәсіл нүктенің таңдап алынған санақ жүйесімен салыстырғандағы траекториясы белгілі болғанда ғана қолданылады. Координаттық тәсілде нүктенің (M) санақ жүйесімен салыстырғандағы орны үш координатпен (x, y, z) анықталады, ал оның қозғалыс заңы x=f1(t), y=f2(t) және z=f3(t) түріндегі үш теңдеумен беріледі. Соңғы үш теңдеуден t-ны шығара отырып, нүктенің траекториясын табуға болады. Векторлық тәсілде нүктенің санақ жүйесімен салыстырғандағы орны санақ нүктесінен қозғалған нүктеге дейін жүргізілген r радиус-вектормен анықталады, ал қозғалыс заңы r=r(t) түріндегі векторлық теңдеумен беріледі. Қозғалған нүктенің жылдамдығы мен үдеуі оның негізгі кинематикалық сипаттамасы болып есептеледі. Қатты дене қозғалысының берілу тәсілі қозғалыстың түріне, ал қозғалыс теңдеуінің саны оның еркіндік дәрежесінің санына байланысты болады. Қатты дене қозғалысының қарапайым түріне, оның ілгерілемелі қозғалысы мен айналмалы қозғалысы жатады. Ілгерілей қозғалған дененің барлық нүктесі бірдей жылдамдықпен қозғалатындықтан, оның қозғалысы бір нүктенің қозғалысы тәрізді қарастырылады. Кинематикада нүктелердің не денелердің күрделі қозғалысы, яғни өзара орын ауыстыратын екі (не одан да көп) санақ жүйесімен салыстырғандағы қозғалысы (бір уақыттағы) зерттеледі. Мұндай жағдайда санақ жүйесінің бірі негізгі жүйе (кейде оны шартты түрде қозғалмайтын деп), ал онымен салыстырғанда орын ауыстыратын санақ жүйесі қозғалмалы жүйе деп аталады. Жалпы жағдайда, қозғалмалы санақ жүйесі бірнешеу болуы мүмкін. Үздіксіз орта кинематикасында сол ортаның берілу тәсілдері табылып, деформалануының жалпы теориясы қарастырылады, сондай-ақ, ортаның үздіксіздік шартын бейнелейтін үздіксіздік теңдеуі анықталады.

Бекіту:

Есеп шығару

Қорытынды: Сабақты қорытындылап, оқушыларды бағалау

Үйге тапсырма: конспект жазу