Народна Освіта » Фізика » Тема 4. Рух тіла кинутого вертикально вгору (1 блок)

НАРОДНА ОСВІТА

Тема 4. Рух тіла кинутого вертикально вгору (1 блок)

Існують різноманітні методичні прийоми навчання учнів розв’язанню задач на застосування законів руху.

Більшість вчителів спочатку розглядають з учнями ряд елементарних задач. Після того, як учні навчаться розв'язувати прості задачі, переходять до більш складних. В цьому випадку витрачається багато часу на розв'язання невеликої кількості задач.

Другий прийом полягає в тому, що вчитель разом з учнями розглядає таку задачу, яка містить цілий ряд простих елементарних задач, які учні можуть розв'язати самостійно. В такій задачі при одній умові ставиться ряд запитань, що дозволяє зекономити час і одночасно розглянути декілька типів задач. Цей метод у загальному називається блочним методом навчання.

Блочний метод доцільно, наприклад, застосувати при розв’язанні кінематичних задач. Відзначимо, що для розв’язання задач даного розділу можна сформулювати єдиний алгоритм:

1. Якісний аналіз всіх можливих рухів тіл, що даються в умові. Виконання схематичного малюнку: вибирається система відліку (тіло відхіку. система координат, спосіб визначення часу), встановлюється форма траєкторії, напрями можливих рухів. Вказати початкові умови руху тіл і записати закони руху

x(t), v(t), a(t) відносно невідомого.

2. Розв’язання системи одержаних рівнянь і знаходження відповіді.

3. Аналіз розв’язання. Відшукання інших способів розв’язання задач та вибір найбільш загальних і раціональних з них.

Перш ніж перейти до розв’язання задач даного типу, чітко подамо характеристику кожного з фізичних понять кінематики.

1. Координата - визначає положення точки в просторі. Це скалярна фізична величина, вона несе найбільшу інформацію про рух тіла, бо за рівнянням координати можна написати формули переміщення, шляху, швидкості, а також побудувати графіки переміщення і шляху.

Рівняння координати х(t) називають законом руху. Графіком координати рівномірного руху є парабола виду

2. Переміщення - векторна фізична величина під час руху

може спадати, зростати. Графіком переміщення є також парабола, але цей графік відрізняється від графіка координати тим, що вій завжди проходить через початок координат. Переміщення додаються геометрично за правилом трикутника (мал.10).

Для знаходження модуля переміщення використовують теорему косинусів.

3. Шлях - скалярна величина під час руху тільки зростає, спадати не може. Ця величина може бути тільки додатньою. Шляхи додаються арифметично, Лінія на графіку починається від початку координат. Поняття початкового шляху не застосовне. Швидкість, як величина, що характери-ує зміну шляху з часом - ветшчина додатня. Цю швидкість називатимемо * швидкістю руху. А швидкість, що характеризує зміну переміщення з часом називатимемо швидкістю переміщення. Покажемо використання цих понять при розв’язанні задачі на ріанозмінний рух.

Задача 1.5

З висоти над землею кидають тіло вертикально вгору з швидкістю

Знайти:

1) час підняття tп;

2) максимальну висоту підняття hmax;

3) через який час тіло впаде на землю t3.

Визначити:

4) координату х;

5) переміщення Sk;

6) шлях;

7) середню швидкість руху V0;

8) середню швидкість леремішення Vx за весь час руху;

9) швидкість тіла в точці падіння на землю.

Побудувати графіки залежності від часу:

10) координати;

11) переміщення;

12)шляху;

13)швидкості;

14) прискорення.

Розв'язання.

Задача на на рівнозмінний прямолінійний рух. При русі тіла вертикально вгору напрями векторів швидкості і прискорення взаємно протилежні. Отже, рух рівносповільнений. При русі тіла вниз вектори швидкості і прискорення співпадають за напрямом - рух рівноприскорений. Відзначимо, що рівняння координати, переміщення і швидкості описують рух і вертикально вгору, і вертикально вниз. Траєкторія руху тіла пряма і співпадає з віссю ОХ, Вибираємо систему відліку: за тіло відліку приймаємо точку земної поверхні, а координатну вісь направимо вертикально вгору. Зобразимо схематично малюнок руху тіла, де вкажемо напрями швидкості, прискорення (мал. 11).

Запишемо основні рівняння руху в проекціях на вісь ОХ:

1. Час підняття знайдемо за формулою

оскільки у верхній точці траєкторії швидкість дорівнює 0, то

2. Максимальну висоту знайдемо за формулою

3. Тіло впаде на землю через час коли координата (висота) дорівнює нулеві

Розв’язавши квадратне рівняння (А) одержимо:

- незадовольняє умові задачі.

Координату, переміщення, шлях визначимо за мал. 11.

4. Координата в кінці руху x = 0; h = 0,

5. Переміщення

6 Шлях

7. Середня швидкість руху

8. Середня швидкість переміщення

9. Швидкість тіла в точці падіння:

10. Для побудови графіків по точках використаємо рівняння (1), (2), (3), (4). Підстав;гяючи конкретні значення знайдемо відповідні значення

Запишемо їх в таблицю.

Графіки швидкості, прискорення, координати, переміщення та шляху показані на мал.12, 13, 14, 15, 16.

Графік переміщення можна побудувати з графіка координати, зііістивши початкову точку кривої в початок координат і виконавши паралельне перенесення кривої, у нашому випадку на 25 одиниць вниз. Графік шляху будуємо за графіком переміщення, оскільки функція §(1) зростаюча, то перенесемо спадаючу частину графіка Sx(t) вгору відносно вісі симетрії L.

Аналіз розв’язаної задачі показує, що сформулювавши найбільш загальну задачу ми розв’язали: 14 елементарних задач, які зустрічаються у вправах підручника "Фізика-9" та стабільних збірниках задач.

 

Це матеріал із довідника "Фізика 9 клас"

 

Категорія: Фізика

Автор: admin от 30-06-2014, 20:30, посмотрело: 3313