Judėjimo apskritimu pastoviu greičiu abstrakcija. Fizikos pamokos metmenys (9 kl.) tema: Kūno judėjimas ratu

MBOU "Chubaevskaya OOSh" Urmarsky rajonas Čečėnijoje

FIZIKOS PAMOKA 9 KLASĖJE

"tiesia linija ir kreivinis judėjimas.

Kūno judėjimas ratu.

Mokytojas: Stepanova E.A.

Chubaevo – 2013 m

Tema:

Tiesus ir kreivinis judėjimas.

Kūno judėjimas apskritimu pastoviu moduliniu greičiu.

Pamokos tikslai: suteikti mokiniams supratimą apie tiesinį ir kreivinį judėjimą, dažnį, periodą. Supažindinti su šių dydžių ir matavimo vienetų radimo formulėmis.

Ugdymo uždaviniai: suformuoti tiesinio ir kreivinio judėjimo sampratą, jį apibūdinančius dydžius, šių dydžių matavimo vienetus ir skaičiavimo formules.

Ugdomosios užduotys: toliau formuoti įgūdžius taikyti teorines žinias sprendžiant praktines problemas, ugdyti domėjimąsi dalyku ir loginį mąstymą.

Ugdymo uždaviniai: toliau ugdyti mokinių akiratį; gebėjimas vesti užrašus sąsiuviniuose, stebėti, pastebėti reiškinių dėsningumus, argumentuoti savo išvadas.

Įranga: Pristatymas. Kompiuteris. Multimedijos projektorius

Kamuoliukas, rutulys ant virvelės, nuožulnus latakas, kamuolys, žaislinė mašinėlė, besisukantis stalviršis, laikrodžio modelis su rodyklėmis, chronometrai

Per užsiėmimus

aš. Laiko organizavimas.

Mokytojo įvadas.

Sveiki mano jaunieji draugai!

Šiandienos pamoką pradėsiu šiomis eilėmis „Visur ore kabo siaubingos gamtos paslaptys“ (N. Zabolotskis, eilėraštis „Pašėlęs vilkas“) (1 skaidrė)

2. Žinių atnaujinimas

Kokius judėjimo tipus žinote?

Kuo skiriasi tiesūs ir kreiviniai judesiai?

- Palyginkite tiesių ir kreivių judesių įrankio trajektoriją ir kelią.

Žinome, kad visi kūnai traukia vienas kitą. Pavyzdžiui, Mėnulis ypač traukia Žemę. Tačiau kyla klausimas: jei Mėnulis traukia Žemę, kodėl jis sukasi aplink ją, o ne krenta į Žemę? (sl-)

Norint atsakyti į šį klausimą, būtina atsižvelgti į kūnų judėjimo tipus. Jau žinome, kad judėjimas gali būti tolygus ir netolygus, tačiau yra ir kitų judėjimo savybių. (skaidr.)

3. Probleminė situacija: kuo skiriasi šie judesiai?

Demonstracijos: rutulys krentantis tiesia linija, kamuolys riedantis tiesia lataku. Ir išilgai apskrito tako rutulio sukimasis ant sriegio, žaislinio automobilio judėjimas ant stalo, kamuolio, mesto kampu į horizontą, judėjimas ... ( pagal trajektorijos tipą)

Mokytojas: Pagal trajektorijos tipą šie judesiai gali būti padalinti judesiams tiesia linija ir išilgai lenktos linijos .(skaidr.)

Pabandykime duoti apibrėžimai kreiviniai ir tiesiniai judesiai. (Įrašas į sąsiuvinį) tiesus judėjimas – judėjimas tiesia trajektorija. Kreivinis judėjimas – judėjimas netiesiogine (lenkta) trajektorija.

4. Taigi, pamokos tema

Tiesus ir kreivinis judėjimas. Sukamaisiais judesiais(skaidr.)

Mokytojas: Apsvarstykite du kreivinio judėjimo pavyzdžius: išilgai trūkinės linijos ir išilgai kreivės (brėžkite). Kuo šios trajektorijos skiriasi?

Mokiniai: Pirmuoju atveju trajektoriją galima suskirstyti į tiesias atkarpas ir apsvarstyti kiekvieną atkarpą atskirai. Antruoju atveju kreivę galite padalyti į apskritimų lankus ir tiesias dalis. T.ob. šis judėjimas gali būti laikomas judesių seka, vykstančia skirtingo spindulio apskritimų lankais. Todėl norint ištirti kreivinį judėjimą, reikia studijuoti sukamaisiais judesiais.(15 skaidrė)

1 žinutė Kūno judėjimas ratu

Gamtoje ir technikoje labai dažnai yra judesių, kurių trajektorijos yra ne tiesios, o lenktos linijos. Tai yra kreivinis judėjimas. Planetos ir dirbtiniai Žemės palydovai kosmose juda kreivinėmis trajektorijomis, o Žemėje – visų rūšių transporto priemonės, mašinų ir mechanizmų dalys, upių vandenys, atmosferos oras ir kt.

Jei prispausite plieninio strypo galą prie besisukančio šlifavimo akmens, tada nuo akmens nulipusios karštos dalelės bus matomos kibirkščių pavidalu. Šios dalelės skrenda tokiu pačiu greičiu, kokį turėjo atsiskyrimo nuo akmens momentu. Aiškiai matyti, kad kibirkščių judėjimo kryptis sutampa su apskritimo liestine taške, kur strypas paliečia akmenį. Tangentas judantis purškalas nuo slystančio automobilio ratų. (Nupieškite.)

Kryptis ir greičio modulis

Paskyra: Taigi momentinis kūno greitis skirtinguose kreivinės trajektorijos taškuose turi skirtingą kryptį. Modulo, greitis gali būti visur vienodas arba keistis nuo taško iki taško. (skaidr.)

Bet net jei greičio modulis nesikeičia, jis negali būti laikomas pastoviu. Greitis yra vektorinis dydis. Vektoriniam dydžiui modulis ir kryptis yra vienodai svarbūs. Ir laikai keičiant greitį, todėl yra pagreitis. Todėl kreivinis judėjimas visada yra pagreitis, net jei modulo greitis yra pastovus. (skaidr.) (1 vaizdo įrašas)

Pagreitis bet kuriame taške tolygiai apskritimu judantis kūnas įcentrinis, t.y. nukreiptas išilgai apskritimo spindulio link jo centro. Bet kuriame taške pagreičio vektorius yra statmenas greičio vektoriui. (piešti)

Išcentrinio pagreičio modulis: a c \u003d V 2 / R (parašykite formulę), kur V yra linijos greitis kūnas, o R yra apskritimo spindulys. (skaidr.)

Centripetalinė jėga - jėga, veikianti kūną kreivinio judėjimo metu bet kuriuo metu, visada nukreipta išilgai apskritimo spindulio į centrą (taip pat ir įcentrinis pagreitis). Jėga, veikianti kūną, yra proporcinga pagreičiui. Tada F = ma

Kūno judėjimo ratu charakteristikos

Judėjimas ratu dažnai apibūdinamas ne judėjimo greičiu, o laiko intervalu, per kurį kūnas atlieka vieną pilną apsisukimą. Ši vertė vadinama cirkuliacijos laikotarpis ir žymimas raide T. (Užrašykite laikotarpio apibrėžimą). Judant ratu, kūnas per tam tikrą laiką grįš į pradinį tašką. Todėl sukamieji judesiai yra periodiški.

Laikotarpis yra vieno pilno apsisukimo laikas.

Jei kūnas padaro N apsisukimų per laiką t, kaip rasti periodą? (formulė)

Raskime ryšį tarp apsisukimo periodo T ir greičio modulio vienodam judėjimui išilgai R spindulio apskritimo. V \u003d S / t \u003d 2πR / T. (Parašykite formulę į sąsiuvinį)

2 žinutė Taškas yra reikšmė, kuri atsiranda pakankamai dažnai gamta ir technologija. Taip, mes žinome. kad žemė sukasi apie savo ašį ir vidurio laikotarpis sukimasis lygus 24 valandoms. Visiškas Žemės apsisukimas aplink Saulę trunka apie 365,26 dienos. Hidraulinių turbinų sparnuotės padaro vieną pilną apsisukimą per 1 sekundę. Sraigtasparnio sraigto apsisukimo laikotarpis yra nuo 0,15 iki 0,3 sekundės. Žmogaus kraujotakos laikotarpis yra maždaug 21–22 sekundės.

Paskyra: Kūno judėjimą ratu galima apibūdinti kitu dydžiu – apsisukimų skaičiumi per laiko vienetą. Jie jai skambina dažnis tiražas: ν= 1/Т. Dažnio vienetas: s -1 = Hz. (Užrašykite apibrėžimą, vienetą ir formulę) (skaidr.)

Kaip rasti dažnį, jei kūnas daro N apsisukimų per laiką t (formulė)

Mokytojas: Kokią išvadą galima padaryti apie šių dydžių ryšį? (laikotarpis ir dažnis yra abipusiai)

3 pranešimas Traktorių variklių alkūninių velenų sukimosi greitis yra nuo 60 iki 100 apsisukimų per sekundę. Dujų turbinos rotorius sukasi 200–300 aps./min. dažniu. Kulka. Išlipęs iš Kalašnikovo automato, sukasi 3000 aps./min. dažniu. Dažniui matuoti yra prietaisai, vadinamieji apskritimai dažniui matuoti, pagrįsti optinėmis iliuzijomis. Ant tokio apskritimo užtepamos juodos juostelės ir yra dažniai. Kai toks apskritimas sukasi, juodos juostelės sudaro apskritimą, kurio dažnis atitinka šį apskritimą. Tachometrai taip pat naudojami dažniui matuoti. (skaidr.)

Ryšys Sukimosi greitis ir sukimosi laikotarpis

ℓ - perimetras

ℓ=2πr V=2πr/T

Papildomos judėjimo ratu charakteristikos. (skaidr.)

Paskyra: Prisiminkite, kokie dydžiai apibūdina tiesinį judėjimą?

Judėjimas, greitis, įsibėgėjimas.

Paskyra: pagal analogiją judėjimas apskritimu - tie patys dydžiai - kampinis poslinkis, kampinis greitis ir kampinis pagreitis.

Kampinis judėjimas: (skaidr.) Tai kampas tarp dviejų spindulių. Nurodytas – matuojamas rad. arba laipsniais.

Paskyra: Prisiminkite iš algebros kurso, kaip radianas yra susijęs su laipsniu?

2pi rad.=360 laipsnių. Pi \u003d 3,14, tada 1 rad. \u003d 360 / 6,28 \u003d 57 laipsniai.

Kampinis greitis w=

Kampinio greičio vienetas – rad/s

Mokytojas:. Pagalvokite, kam bus lygus kampinis greitis, jei kūnas padarė vieną pilną apsisukimą?

Studentas. Kadangi kūnas padarė visišką apsisukimą, jo judėjimo laikas yra lygus periodui, o kampinis poslinkis yra 360 ° arba 2. Todėl kampinis greitis yra .

Mokytojas: Apie ką mes šiandien kalbėjome? (apie kreivinį judėjimą)

5. Klausimai konsolidavimui.

Koks judėjimas vadinamas kreiviniu?

Kuris judesys yra ypatingas kreivinio judėjimo atvejis?

Kokia kreivinio judėjimo momentinio greičio kryptis?

Kodėl pagreitis vadinamas įcentriniu?

Kas yra periodas ir dažnis? Kokiais vienetais matuojama?

Kaip šie kiekiai susiję?

Kaip galima apibūdinti kreivinį judėjimą?

Kokia yra kūno, judančio apskritimu pastoviu moduliniu greičiu, pagreičio kryptis?

6.Eksperimentinis darbas

Išmatuokite kūno, pakabinto ant sriegio ir besisukančio horizontalioje plokštumoje, periodą ir dažnį.

(ant stalų turite ant siūlų pakabintus kūnus, chronometrą. Sukite korpusą horizontalioje plokštumoje tolygiai ir išmatuokite 10 pilnų apsisukimų laiką. Apskaičiuokite periodą ir dažnį)

7. Tvirtinimas. Problemų sprendimas. (skaidr.)

A.S. Puškinas. "Ruslanas ir Liudmila"

Netoli pajūrio ąžuolas žaliuoja,

Auksinė grandinėlė ant ąžuolo

O dieną ir naktį katė yra mokslininkė

Viskas sukasi ratu.

K: Kaip vadinasi šis katės judesys? Nustatykite dažnį ir periodą bei kampinį greitį, jei per 2 min. Jis daro 12 ratų. (atsakymas: 0,1 1/s, T=10s, w=0,628rad/s)

P.P. Eršovas „Kuprotas arklys“

Na, štai kaip važiuoja mūsų Ivanas

Už žiedo ant okiano

Kuprotas lekia kaip vėjas

Ir iniciatyva pirmam vakarui

Šimtas tūkstančių mylių bangavo

Ir jis niekur nepailsėjo.

Kl.: Kiek kartų Kuprotasis arklys apiplaukė Žemę per pirmąjį vakarą? Žemė yra rutulio formos, o viena versta yra maždaug 1066 m. (Atsakymas: 2,5 karto)

8. Testas Naujos medžiagos įsisavinimo tikrinimas(testai ant popieriaus)

1. Kreivinio judėjimo pavyzdys yra ...

a) krentantis akmuo
b) automobilio pasukimas į dešinę;
c) 100 metrų bėgimo sprinteris.

2. Laikrodžio minutinė rodyklė padaro vieną pilną apsisukimą. Koks yra cirkuliacijos laikotarpis?

a) 60 s; b) 1/3600 s; c) 3600 s.

3. Dviračio ratas vieną apsisukimą padaro per 4 s. Nustatykite sukimosi greitį.

a) 0,25 1/s; b) 4 1/s; c) 2 1/s.

4. Motorinės valties sraigtas per 1 s padaro 25 apsisukimus. Koks yra varžto kampinis greitis?

a) 25 rad/s; b) /25 rad/s; c) 50 rad/s.

5. Nustatykite elektrinio grąžto sukimosi greitį, jei jo kampinis greitis yra 400.

a) 800 1/s; b) 400 1/s; c) 200 1/s.

Atsakymai: b; in; a; in; in.

1. Kreivinio judėjimo pavyzdys yra…

a) lifto judėjimas;
b) slidininko šuolis nuo tramplino;
c) kūgio kritimas nuo apatinės eglės šakos ramiu oru.

Laikrodžio antroji rodyklė daro vieną pilną apsisukimą. Koks jo cirkuliacijos dažnis?

a) 1/60 s; b) 60 s; c) 1 s.

3. Automobilio ratas 20 apsisukimų padaro per 10 sekundžių. Nustatyti rato sukimosi periodą?

a) 5 s; b) 10 s; c) 0,5 s.

4. Galingos garo turbinos rotorius per 1 s padaro 50 apsisukimų. Apskaičiuokite kampinį greitį.

a) 50 rad/s; b) /50 rad/s; c) 10 rad/s.

5. Nustatykite dviračio žvaigždutės apsisukimo periodą, jei kampinis greitis lygus.

a) 1 s; b) 2 s; c) 0,5 s.

Atsakymai: b; a; in; in; b.

Savęs išbandymas

9. Refleksija.

Užbaikime tai kartu ZUH mechanizmas (žinau, išmokau, noriu žinoti)

10.Apibendrinimas, pamokos pažymiai

11. Namų darbų 18, 19 pastraipos,

mokymasis namuose: jei įmanoma, apskaičiuokite visas bet kurio besisukančio kūno (dviračio rato, laikrodžio minučių rodyklės) charakteristikas

Taip. I. Perelmanas. Linksma fizika. Knyga. 1 ir 2 - M.: Nauka, 1979 m.

S. A. Tikhomirova. Fizikos didaktinė medžiaga. Fizika į grožinė literatūra. 7-11 klasės. – M.: Švietimas. 1996 m.

Pamokos tipas: tyrimas ir pirminis žinių įtvirtinimas.

Pamokos tipas: derinamas su tyrimo elementais, frontalinis laboratorinis darbas, su kompiuterine pagalba.

Mokymų organizavimo forma: priekinė, individuali, grupinė (porinė).

Pamokos tikslai: apsvarstykite ypatybes vienodas judesys aplink perimetrą. Supažindinti su įcentrinio pagreičio, apsisukimo periodo ir dažnio sąvokomis.

Užduotys.

Švietimas:

Peržiūrėkite mechaninio judėjimo tipus. Pristatykite naujas sąvokas: sukamasis judėjimas, įcentrinis pagreitis, periodas, dažnis. Praktiškai atskleisti periodo, dažnio ir įcentrinio pagreičio ryšį su cirkuliacijos spinduliu.

Praktinėms problemoms spręsti naudokite edukacinę laboratorinę įrangą.

Kuriama:

Ugdykite gebėjimą dirbti savarankiškai ir grupėje, gebėjimą lyginti ir daryti išvadas; mąstymas visais žinių lygiais (suvokimas, analizė, sintezė); pažintinė veikla rengiant ir atliekant eksperimentą.

Švietimas:

Susidomėjimo dalyku ir pasauliu kėlimas per žinių prizmę; darbštumas, disciplina.

Mokinių komunikacinės (gebėjimo dirbti poromis) ir informacinės kultūros ugdymas.

Įranga: skaitmeninis chronometras, liniuotė ir korpusas ant sriegio, kompiuteris, multimedijos projektorius, pristatymas.

Pamokos planas

Pamokos etapai	Organizacinės formos	Mokytojo veikla	Studentų veikla
1. Organizacinis momentas. skaidrė 1	Priekinė (2 min.)	Sveikina studentus; praneša pamokos planą.	Sveikiname mokytojus; klausytis, suprasti pamokos planą
2. Namų darbų tikrinimas	(3 min.)
3. Žinių aktualizavimas. 2-5 skaidrės	Priekinė	Klausti klausimus. Pasakoja pamokos temą	Atsakyk klausimą
4. Naujos medžiagos mokymasis. 7-15 skaidrės	Priekinė	Naujos medžiagos perdavimas pasakojimo, pokalbio forma.	Žiūrėkite skaidres, klausykite, atsakykite į klausimus, užsirašykite užrašų knygelėje
5. Medžiagos tvirtinimas. 16-20 skaidrė	Individualus (10 min.)	Praneša ir parodo problemos būklę skaidrėje. Pakviečia vieną mokinį išspręsti užduotį prie lentos, tada aptarti sprendimą	Individualiai išspręsti problemą, vienas mokinys eina prie lentos problemų sprendimas, aptarti sprendimą
5. Medžiagos tvirtinimas. 16-20 skaidrė	Garinė pirtis (10 min.)	Siūlo atlikti tiriamojo pobūdžio eksperimentą	Atlikite frontalinį darbą ir užsirašykite užrašų knygelėje užduoties ir išvados forma
6. Žinių kontrolė ir savikontrolė.	Priekinė (4 min.)	Siūlo atlikti mini testą žodžiu	Perskaitykite klausimą, parodykite atsakymą
7. Apibendrinimas. Namų darbai	1 minutę.	darbo knygelės 18 punktas, Nr.33, 34, 35

Per užsiėmimus

1. Organizacinis momentas.

2. Namų darbų tikrinimas.

3. Žinių atnaujinimas:

Šiandien mes toliau tyrinėsime judesio tipus mechanikoje.

Įvardykite du judesių tipus, kuriuos jau studijavote (2 skaidrė).

(Vienodas tiesus ir tolygiai pagreitintas tiesinis judėjimas)

Gerai. Prisiminkime tai, kas vadinama trajektorija (3 skaidrė).

(Trajektorija yra linija, kuria juda kūnas)

Teisingai. Kokias trajektorijas žinote? (4 skaidrė).

(Tiesūs ir lenkti takai)

Jei atidžiai apsvarstysite kreivinį judėjimą, suskaidydami jį į mažas dalis, tokį judėjimą galite apibūdinti kaip judėjimą skirtingų spindulių apskritimais (5 skaidrė).

Mūsų pamokos tema (6 skaidrė) „Vienodas judėjimas ratu“

4. Naujos medžiagos mokymasis

Gamtoje ir technikoje gana paplitęs kreivinis judėjimas (7 skaidrė): Žemės palydovai ir kitų planetų palydovai juda lenktomis trajektorijomis, (8 skaidrė) žiedinis judėjimas Žemės keliais, (9 skaidrė) vaikų atrakcionai, (skaidr. 10) judėjimas išgaubtais tiltais, orlaivio skrydis ir net laikrodžio rodyklės. Pateikite savo judėjimo ratu pavyzdžių (pateikite pavyzdžių).

Ugnies šou kibirkštys, sklindančios nuo ugniagesio susuktų fakelų, liečiamuoju būdu nuskrenda į apskritimą – deglo trajektoriją, kuri aiškiai matoma nuotraukose. Panašiai purslai ir akmenukai juda iš po motociklininko ratų (11 skaidrė).

Taigi, tolygus taško judėjimas išilgai apskritimo yra taško judėjimas pastoviu modulio greičiu (v = const) trajektorija, kuri yra apskritimas. Tačiau greitis yra vektorinis dydis, o vektoriniam kiekiui modulis ir kryptis yra vienodai svarbūs. Nes judant apskritimu greitis visada nukreipiamas liestineje judesio trajektorijai, tada kinta kryptis. Jei pasikeičia greitis (tiksliau, jo kryptis), tai yra įsibėgėjimas (12 skaidrė).

Taškas juda pastoviu modulio greičiu, todėl:. v=

Šiuo atveju taško greitis vadinamas tiesiniu greičiu. (l - arkos ilgis) . Greičio vektoriaus pokytis v kryptis charakterizuojama normalus pagreitis a n , kuris dar vadinamas įcentriniu pagreičiu.

Apsvarstykite pagreičio vektoriaus kryptį (13 skaidrė). Pirmiausia sukurkime greičio vektorius dviejuose trajektorijos taškuose judant apskritimu. Žinome, kad pagreitis yra greičio pokyčio per tam tikrą laikotarpį santykis. Sukonstruokime greičio vektorių skirtumą. Matome, kad skirtumo vektorius (taigi ir pagreičio vektorius) yra nukreiptas į aprašyto apskritimo centrą.

Kiekviename trajektorijos taške vektorius a n yra nukreiptas išilgai spindulio į apskritimo centrą, o jo modulis yra lygus:

Sukamasis judesys yra pasikartojantis judesys. Ir turime apibrėžti dar keletą naujo tipo judėjimo savybių.

Laikotarpis (14 skaidrė) – vieno pilno apsisukimo aplink perimetrą T (s) laikas

Dažnis (15 skaidrė) – svyravimų skaičius per laiko vienetą (sekundę) apskritime v(s -1 = Hz)

t – judėjimo laikas, n – apsisukimų skaičius.

Palyginkime periodo ir dažnumo formules. Kokią išvadą galima padaryti? (dažnis yra laikotarpio abipusis dydis)

5. Medžiagos tvirtinimas.

Dabar išspręskime problemą: Cirko arenoje žirgas lekia tokiu greičiu, kad per 1 minutę nubėga 2 ratus. Cirko arenos spindulys 6,5 m Nustatyti sukimosi periodą ir dažnį, greitį ir pagreitį. (16 skaidrė)

Patikrinkim sprendimą. (17 skaidrė)

Pereikime prie praktinės užduoties (18 skaidrė). (dirbti porose)

Ant stalų turite įrangą: skaitmeninį chronometrą, liniuotę ir korpusą (žaislą) ant sriegio. Užduotis: Nustatyti periodą, dažnį, greitį ir įcentrinį pagreitį sukamasis judesys. Už tai :

Išmatuokite laiką t 10 visų sukimosi apsisukimų, sukimosi spindulį R.

Apskaičiuokite periodą T ir dažnį v, sukimosi greitis v, įcentrinis pagreitis a c.

Išduoti užduoties forma (19 skaidrė).

Pakeiskite sukimosi spindulį (sriegio ilgį), pakartokite eksperimentą, stengdamiesi išlaikyti tą patį greitį, dedant pastangas.

Padarykite išvadą apie periodo, dažnio ir pagreičio priklausomybę nuo sukimosi spindulio (kuo mažesnis sukimosi spindulys, tuo mažesnis apsisukimo periodas ir tuo didesnė dažnio reikšmė).

6. Kontrolė ir savikontrolė.

Dabar skaidrėje matysite testo užduotis, atlikite jas ir parodysite atsakymą taip, kad ant rankos rodomų pirštų skaičius būtų lygus atsakymo skaičiui

Namų darbų apibendrinimas ir išdavimas bei instruktažas apie namų darbų vykdymą: sąsiuvinių su laboratorine patirtimi rinkimas, įvertinimas. DZ: darbo knygelės 18 punktas, Nr.33,34,35.

Aleksandrova Zinaida Vasilievna, fizikos ir informatikos mokytoja

Švietimo įstaiga: SM vidurinė mokykla Nr. 5, Pečenga, Murmansko sritis

Kūno judėjimas apskritimu pastoviu moduliniu greičiu

Tikslas:

pateikti kreivinio judėjimo idėją, supažindinti su dažnio, periodo, kampinio greičio, įcentrinio pagreičio ir įcentrinės jėgos sąvokomis.

Ugdykite įgūdžius pritaikyti teorines žinias sprendžiant konkrečias užduotis plėtoti kultūrą loginis mąstymas ugdyti susidomėjimą dalyku.

formuoti pasaulėžiūrą fizikos studijų procese ir argumentuoti savo išvadas, ugdyti savarankiškumą, tikslumą.

Pamokos įranga: kompiuteris, projektorius, ekranas, pristatymas pamokaiKūno judėjimas ratu, spausdinamos kortelės su užduotimis.

Demonstracinė įranga: teniso kamuoliukas, badmintono kamuoliukas, žaislinis automobilis, kamuolys ant virvelės, trikojis.

Pamokos tipas: naujos medžiagos mokymosi pamoka, kombinuota.

Per užsiėmimus

Laiko organizavimas.

skaidrė 1. ( Pasirengimo pamokai tikrinimas, pamokos temos ir tikslų paskelbimas.)

Mokytojas. Šiandien pamokoje sužinosite, kas yra pagreitis, kai kūnas tolygiai juda ratu, ir kaip jį nustatyti.

Pagrindinių žinių atnaujinimas.

2 skaidrė.

Ffizinis diktantas:

Kūno padėties erdvėje pasikeitimas laikui bėgant.(Eismas)

Fizinis dydis, matuojamas metrais.(Perkelti)

Fizikinis vektorinis dydis, apibūdinantis judėjimo greitį.(Greitis)

Pagrindinis ilgio vienetas fizikoje.(metras)

Fizinis dydis, kurio vienetai yra metai, diena, valanda.(Laikas)

Fizinis vektoriaus dydis, kurį galima išmatuoti naudojant akselerometro prietaisą.(Pagreitis)

Trajektorijos ilgis. (Kelias)

Pagreičio vienetai(m/s 2 ).

(Diktanto vedimas su vėlesniu patikrinimu, studentų darbo įsivertinimas)

Naujos medžiagos mokymasis.

skaidrė 3.

Mokytojas. Gana dažnai stebime tokį kūno judėjimą, kuriame jo trajektorija yra apskritimas. Judant išilgai apskritimo, pavyzdžiui, rato ratlankio taškas jo sukimosi metu, staklių besisukančių dalių taškai, laikrodžio rodyklės galas.

Patirties demonstravimas 1. Teniso kamuoliuko kritimas, badmintono kamuoliuko skrydis, žaislinio automobilio judėjimas, kamuolio virpesiai ant trikojo pritvirtinto siūlo. Ką bendro turi šie judesiai ir kuo jie skiriasi išvaizda?(Mokinių atsakymai)

Mokytojas. Tiesus judėjimas – tai judėjimas, kurio trajektorija yra tiesi linija, kreivinis – kreivė. Pateikite tiesinio ir kreivinio judėjimo, su kuriuo susidūrėte savo gyvenime, pavyzdžius.(Mokinių atsakymai)

Kūno judėjimas apskritime yraypatingas kreivinio judėjimo atvejis.

Bet kuri kreivė gali būti pavaizduota kaip apskritimų lankų sumaskirtingas (arba tas pats) spindulys.

Kreivinis judėjimas yra judėjimas, vykstantis apskritimo lankais.

Supažindinkime su kai kuriomis kreivinio judėjimo charakteristikomis.

skaidrė 4. (Žiūrėti video " speed.avi" nuoroda skaidrėje)

Kreivinis judėjimas su pastoviu moduliniu greičiu. Judėjimas su pagreičiu, tk. greitis keičia kryptį.

5 skaidrė . (Žiūrėti video „Centripetalinio pagreičio priklausomybė nuo spindulio ir greičio. avi » iš skaidrėje esančios nuorodos)

skaidrė 6. Greičio ir pagreičio vektorių kryptis.

(darbas su skaidrių medžiagomis ir brėžinių analizė, racionalus animacijos efektų, įterptų į piešimo elementus, naudojimas, 1 pav.)

1 pav.

7 skaidrė.

Kai kūnas tolygiai juda išilgai apskritimo, pagreičio vektorius visada yra statmenas greičio vektoriui, kuris nukreiptas apskritimo liestine.

Kūnas juda ratu, su sąlyga kad tiesinis greičio vektorius yra statmenas įcentriniam pagreičio vektoriui.

skaidrė 8. (darbas su iliustracijomis ir skaidrių medžiaga)

įcentrinis pagreitis - pagreitis, kuriuo kūnas juda apskritimu pastoviu greičiu absoliučia verte, visada nukreipiamas išilgai apskritimo spindulio į centrą.

a c =

skaidrė 9.

Judant ratu, kūnas po tam tikro laiko grįš į pradinį tašką. Sukamieji judesiai yra periodiški.

Apyvartos laikotarpis - Tai yra laiko tarpasT , kurio metu kūnas (taškas) padaro vieną apsisukimą aplink apskritimą.

Laikotarpio vienetas -antra

Greitis yra pilnų apsisukimų skaičius per laiko vienetą.

[  ] = su -1 = Hz

Dažnio vienetas

Studento žinutė 1. Laikotarpis – tai dydis, kuris dažnai randamas gamtoje, moksle ir technikoje. Žemė sukasi aplink savo ašį, vidutinis šio sukimosi laikotarpis yra 24 valandos; pilnas Žemės apsisukimas aplink Saulę trunka apie 365,26 dienos; sraigtasparnio sraigto vidutinis sukimosi periodas yra nuo 0,15 iki 0,3 s; žmogaus kraujotakos laikotarpis yra maždaug 21 - 22 s.

Studento žinutė 2. Dažnis matuojamas specialiais prietaisais – tachometrais.

Techninių prietaisų sukimosi greitis: dujų turbinos rotorius sukasi nuo 200 iki 300 1/s dažniu; Iš Kalašnikovo automato paleista kulka sukasi 3000 1/s dažniu.

skaidrė 10. Laikotarpio ir dažnumo ryšys:

Jei per laiką t kūnas padarė N pilnų apsisukimų, tada apsisukimo laikotarpis yra lygus:

Laikotarpis ir dažnis yra abipusiai dydžiai: dažnis yra atvirkščiai proporcingas periodui, o periodas yra atvirkščiai proporcingas dažniui

11 skaidrė. Kūno sukimosi greitis apibūdinamas kampiniu greičiu.

Kampinis greitis(ciklinis dažnis) - apsisukimų skaičius per laiko vienetą, išreikštas radianais.

Kampinis greitis – sukimosi kampas, kuriuo taškas sukasi laike t .

Kampinis greitis matuojamas rad/s.

skaidrė 12. (Žiūrėti video „Kelias ir poslinkis kreiviniame judesyje.avi“ nuoroda skaidrėje)

skaidrė 13 . Sukamųjų judesių kinematika.

Mokytojas. Tolygiai judant apskritime, jo greičio modulis nesikeičia. Bet greitis yra vektorinis dydis, jam būdinga ne tik skaitinė reikšmė, bet ir kryptis. Tolygiai judant apskritimu, greičio vektoriaus kryptis visą laiką kinta. Todėl toks tolygus judėjimas pagreitėja.

Linijos greitis: ;

Linijiniai ir kampiniai greičiai yra susiję su ryšiu:

Centripetinis pagreitis: ;

Kampinis greitis: ;

skaidrė 14. (darbas su iliustracijomis skaidrėje)

Greičio vektoriaus kryptis.Tiesinis (akimirkinis greitis) visada nukreipiamas liestinei trajektorijai, nubrėžtai iki taško, kuriame šiuo metu yra svarstomas fizinis kūnas.

Greičio vektorius nukreiptas tangentiškai į aprašytą apskritimą.

Vienodas kūno judėjimas apskritime yra judėjimas su pagreičiu. Kūnui tolygiai judant išilgai apskritimo, dydžiai υ ir ω išlieka nepakitę. Šiuo atveju judant keičiasi tik vektoriaus kryptis.

skaidrė 15. Centripetinė jėga.

Jėga, kuri laiko besisukantį kūną ant apskritimo ir nukreipta į sukimosi centrą, vadinama įcentrine jėga.

Norint gauti įcentrinės jėgos dydžio apskaičiavimo formulę, reikia naudoti antrąjį Niutono dėsnį, kuris taikomas bet kokiam kreiviniam judėjimui.

Pakeitimas į formulę įcentrinio pagreičio vertėa c = , gauname įcentrinės jėgos formulę:F=

Iš pirmosios formulės matyti, kad tuo pačiu greičiu, kuo mažesnis apskritimo spindulys, tuo didesnė įcentrinė jėga. Taigi, kelio kampuose judantis kūnas (traukinys, automobilis, dviratis) turėtų veikti link kreivio centro, kuo didesnė jėga, tuo statesnis posūkis, t.y., tuo mažesnis kreivio spindulys.

Įcentrinė jėga priklauso nuo tiesinio greičio: didėjant greičiui, ji didėja. Tai puikiai žino visi čiuožėjai, slidininkai ir dviratininkai: nei su daugiau greičio judant, tuo sunkiau apsisukti. Vairuotojai puikiai žino, kaip pavojinga staigiai pasukti automobilį dideliu greičiu.

skaidrė 16.

suvestinės lentelės fiziniai kiekiai charakterizuojantis kreivinį judėjimą(dydžių ir formulių priklausomybių analizė)

17, 18, 19 skaidrės. Sukamųjų judesių pavyzdžiai.

Sukamaisiais judesiais keliuose. Palydovų judėjimas aplink žemę.

skaidrė 20. Atrakcionai, karuselės.

Studento žinutė 3. Viduramžiais jousting turnyrai buvo vadinami karuselėmis (tuomet šis žodis turėjo vyrišką lytį). Vėliau, XVIII amžiuje, ruošdamiesi turnyrams, užuot kovoję su tikrais priešininkais, imta naudoti besisukančią platformą – modernios pramogų karuselės prototipą, kuris tuomet pasirodydavo miesto mugėse.

Rusijoje pirmoji karuselė buvo pastatyta 1766 metų birželio 16 dieną priešais Žiemos rūmus. Karuselė susidėjo iš keturių kadrilių: slavų, romėnų, indų, turkų. Antrą kartą karuselė buvo pastatyta toje pačioje vietoje, tais pačiais metais liepos 11 d. Išsamus aprašymasšių karuselių pateikiami 1766 m. Sankt Peterburgo Vedomosti laikraštyje.

Karuselė, sovietiniais laikais įprasta kiemuose. Karuselė gali būti varoma ir varikliu (dažniausiai elektriniu), ir pačių suktukų jėgomis, kurie prieš sėsdami į karuselę ją sukasi. Tokios karuselės, kurias reikia sukti patiems raitininkams, dažnai įrengiamos vaikų žaidimų aikštelėse.

Be atrakcionų, karuselės dažnai vadinamos kitais panašiai veikiančiais mechanizmais – pavyzdžiui, automatizuotose gėrimų išpilstymo, birių medžiagų pakavimo ar spausdinimo produktų linijose.

Perkeltine prasme karuselė yra greitai besikeičiančių objektų ar įvykių serija.

Naujos medžiagos konsolidavimas.

Mokytojas. Šiandien šioje pamokoje susipažinome su kreivinio judėjimo aprašymu, naujomis sąvokomis ir naujais fizikiniais dydžiais.

Pokalbis klausimais:

Kas yra periodas ir dažnis? Kaip šie kiekiai susiję? Kokiais vienetais jie matuojami? Kaip juos galima apibrėžti?

Kas vadinamas kampiniu greičiu? Kokiais vienetais jis matuojamas? Kaip tai galima apskaičiuoti?

Kas vadinamas kampiniu greičiu? Kas yra kampinio greičio vienetas?

Kaip yra susiję kampiniai ir linijiniai kūno judėjimo greičiai?

Kokia yra įcentrinio pagreičio kryptis? Kokia formulė naudojama jai apskaičiuoti?

21 skaidrė.

1 pratimas. Užpildykite lentelę spręsdami uždavinius pagal pradinius duomenis (2 pav.), tada patikrinsime atsakymus. (Mokiniai su lentele dirba savarankiškai, kiekvienam mokiniui būtina iš anksto paruošti lentelės spaudinį)

2 pav

22 skaidrė. 2 užduotis.(žodžiu)

Atkreipkite dėmesį į paveikslėlio animacijos efektus. Palyginkite vienodo mėlyno ir raudono kamuoliukų judėjimo charakteristikas. (Darbas su iliustracija skaidrėje)

skaidrė 23. 3 užduotis.(žodžiu)

Pateiktų transporto rūšių ratai per tą patį laiką padaro vienodą apsisukimų skaičių. Palyginkite jų įcentrinius pagreičius.(Darbas su skaidrių medžiagomis)

24-29 skaidrės.

Frontalinis darbas su interaktyviu testu.

Reikia pasirinkti vieną atsakymą iš trijų galimų, jei pasirinktas teisingas atsakymas, jis lieka skaidrėje, o žalias indikatorius pradeda mirksėti, neteisingi atsakymai išnyksta.

Kūnas juda ratu pastoviu modulio greičiu. Kaip pasikeis jo įcentrinis pagreitis, kai apskritimo spindulys sumažės 3 kartus?

Centrifugoje Skalbimo mašina skalbiniai gręžimo ciklo metu juda ratu pastoviu moduliniu greičiu horizontalioje plokštumoje. Kokia jo pagreičio vektoriaus kryptis?

Čiuožėjas juda 10 m/s greičiu apskritimu, kurio spindulys 20 m. Nustatykite jo įcentrinį pagreitį.

Kur nukreipiamas kūno pagreitis, kai jis juda apskritimu pastoviu greičiu absoliučia verte?

Materialus taškas juda apskritimu pastoviu modulio greičiu. Kaip pasikeis jo įcentrinio pagreičio modulis, jei taško greitis padidės trigubai?

Automobilio ratas 20 apsisukimų padaro per 10 sekundžių. Nustatyti rato sukimosi periodą?

skaidrė 30. Problemų sprendimas(savarankiškas darbas, jei pamokoje yra laiko)

1 variantas.

Per kokį laikotarpį turi suktis 6,4 m spindulio karuselė, kad karuselėje esančio žmogaus įcentrinis pagreitis būtų 10 m/s 2 ?

Cirko arenoje žirgas lekia tokiu greičiu, kad per 1 minutę nubėga 2 ratus. Arenos spindulys 6,5 m.. Nustatykite sukimosi periodą ir dažnį, greitį ir įcentrinį pagreitį.

2 variantas.

Karuselės sukimosi dažnis 0,05 s -1 . Karuselėje besisukantis žmogus yra 4 m atstumu nuo sukimosi ašies. Nustatykite žmogaus įcentrinį pagreitį, apsisukimo laikotarpį ir karuselės kampinį greitį.

Dviračio rato ratlankio taškas vieną apsisukimą padaro per 2 s. Rato spindulys 35 cm Koks yra rato ratlankio taško įcentrinis pagreitis?

Apibendrinant pamoką.

Įvertinimas. Atspindys.

31 skaidrė .

D/z: 18-19 p., 18 pratimas (2.4).

32 skaidrė . Naudojamų interneto išteklių sąrašas.

Literatūra

Fizika. 9 klasė Vadovėlis. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. 14 leidimas, ster. - M.: Bustard, 2009 m

Fizikos uždavinių rinkinys 7-9 klasėms. Peryshkin A.V., 2010 m

L S. A. Tikhomirova. Fizikos didaktinė medžiaga. Fizika grožinėje literatūroje. 7-11 klasės. – M.: Švietimas. 1996 m

Pamoka 9 klasėje „Kūno judėjimas ratu“

Pamokos tikslai: pateikti kreivinio judėjimo idėją, supažindinti su dažnio, periodo, įcentrinio pagreičio ir įcentrinės jėgos sąvokomis.

Užduotys.

Švietimas:

Kuriama:

Ugdyti gebėjimą taikyti teorines žinias sprendžiant konkrečias problemas, ugdyti loginio mąstymo kultūrą, ugdyti domėjimąsi dalyku;pažintinė veikla rengiant ir atliekant eksperimentą.

Švietimas:

Studijuojant fiziką formuoti pasaulėžiūrą ir argumentuoti savo išvadas, ugdyti savarankiškumą, tikslumą.

Mokinių komunikacinės ir informacinės kultūros ugdymas.

Pamokos įranga:kompiuteris, projektorius, ekranas, pristatymas pamokai „Kūno judėjimas ratu“, kortelių su užduotimis spausdinimas.

Demonstracinė įranga:teniso kamuoliukas, badmintono kamuoliukas, žaislinis automobilis, kamuolys ant virvelės, trikojis.

Mokymų organizavimo forma:frontalinis, individualus, grupinis.

Pamokos tipas: tyrimas ir pirminis žinių įtvirtinimas.

Pamokos tipas: derinamas su tyrimo elementais, frontaliniais laboratoriniais darbais

Per užsiėmimus

Laiko organizavimas.

Motyvacija mokymosi veiklai

Mokytojas. Sveikos merginos ir vaikinai. Man labai malonu tave matyti.

Šiandienos pamoką pradėsiu šiomis eilėmis „Visur ore kabo siaubingos gamtos paslaptys“ (N. Zabolotskis, eilėraštis „Pašėlęs vilkas“)(1 skaidrė)

Tačiau prieš pradėdami spręsti mįsles, šiek tiek pakartokime:

II. Pagrindinių žinių atnaujinimas.

2 skaidrė.

F fizinis diktantas:

Kūno padėties erdvėje pasikeitimas laikui bėgant.(Eismas)
Fizinis vektoriaus dydis, matuojamas metrais.(Perkelti)
Fizikinis vektorinis dydis, apibūdinantis judėjimo greitį.(Greitis)
Pagrindinis ilgio vienetas fizikoje.(metras)
Fizinis dydis, kurio vienetai yra metai, diena, valanda.(Laikas)
Trajektorijos ilgis. (Kelias)
Pagreičio vienetai(m/s 2)

(Diktanto vedimas su vėlesniu patikrinimu, studentų darbo įsivertinimas)

III. Naujos medžiagos mokymasis.

Žinome, kad visi kūnai traukia vienas kitą. Pavyzdžiui, Mėnulis ypač traukia Žemę. Tačiau kyla klausimas: jei Mėnulis traukia Žemę, kodėl jis sukasi aplink ją, o ne krenta į Žemę?

Įvardykite dvi judesių rūšis, kurias jau studijavote.

(Vienodas tiesus ir tolygiai pagreitintas tiesinis judėjimas)

Gerai. Prisiminkime tai, kas vadinama trajektorija.

(Trajektorija yra linija, kuria juda kūnas)

Teisingai. Kokias trajektorijas žinote? (Tiesios ir lenktos trajektorijos) (3 skaidrė)

Jei atidžiai apsvarstysime kreivinį judėjimą, tada, suskaidydami jį į mažas dalis, galime apibūdinti tokį judėjimą kaip judėjimą skirtingų spindulių apskritimais.

Mūsų pamokos tema (4 skaidrė) „Kūno judėjimas ratu“

Mokytojas. Gana dažnai stebime tokį kūno judėjimą, kuriame jo trajektorija yra apskritimas. Judant išilgai apskritimo, pavyzdžiui, rato ratlankio taškas jo sukimosi metu, staklių besisukančių dalių taškai, laikrodžio rodyklės galas.

Mokytojas. Tiesus judėjimas – tai judėjimas, kurio trajektorija yra tiesi linija, kreivinis – kreivė. Pateikite tiesinio ir kreivinio judėjimo, su kuriuo susidūrėte savo gyvenime, pavyzdžius.(Mokinių atsakymai)

Kūno judėjimas apskritime yra ypatingas kreivinio judėjimo atvejis.

Bet kuri kreivė gali būti pavaizduota kaip skirtingo (arba to paties) spindulio apskritimų lankų suma.

Kreivinis judėjimas yra judėjimas, vykstantis apskritimo lankais.

Supažindinkime su kai kuriomis kreivinio judėjimo charakteristikomis.

Kreivinis judėjimas su pastoviu moduliniu greičiu. Judėjimas su pagreičiu, tk. greitis keičia kryptį.

5, 6 skaidrės. Greičio ir pagreičio vektorių kryptis.

Tegul kūnas juda išlenktu keliu iš taško A į tašką B. Kūno nueinamas kelias yra lanko AB ilgis, o poslinkis yra vektorius, nukreiptas išilgai stygos AB. Nubrėžkime stygų seriją tarp taškų ir įsivaizduokime, kad kūnas juda išilgai šių stygų. Ant kiekvieno iš jų kūnas juda tiesia linija, o greičio vektorius nukreiptas išilgai stygos, ty išilgai poslinkio vektoriaus. Toliau mažindami tiesių atkarpų ilgį, mes tarsi sutraukiame jas į taškus, o nutrūkusi linija virsta lygia kreive. Pasirodo, kad greitis yra liestinės kreivės taške.

Momentinis kūno greitis bet kuriame kreivinės trajektorijos taške yra nukreiptas tangentiškai į trajektoriją tame taške.

Kūno pagreitis nukreiptas į apskritimo centrą.

7 skaidrė.

Kai kūnas tolygiai juda išilgai apskritimo, pagreičio vektorius visada yra statmenas greičio vektoriui, kuris nukreiptas apskritimo liestine.

Kūnas juda ratu, su sąlygakad tiesinis greičio vektorius yra statmenas įcentriniam pagreičio vektoriui.

skaidrė 8. (darbas su iliustracijomis ir skaidrių medžiaga)

įcentrinis pagreitis- pagreitis, kuriuo kūnas juda apskritimu pastoviu greičiu absoliučia verte, visada nukreipiamas išilgai apskritimo spindulio į centrą.

a c =

skaidrė 9.

Judant ratu, kūnas po tam tikro laiko grįš į pradinį tašką. Sukamieji judesiai yra periodiški.

Apyvartos laikotarpis- Tai yra laiko tarpas T , kurio metu kūnas (taškas) padaro vieną apsisukimą aplink apskritimą.

Laikotarpio vienetas - antra

Sukimosi dažnis yra pilnų apsisukimų skaičius per laiko vienetą.

Dažnio vienetas

Studento žinutė 1.Laikotarpis – tai dydis, kuris dažnai randamas gamtoje, moksle ir technikoje. Žemė sukasi aplink savo ašį, vidutinis šio sukimosi laikotarpis yra 24 valandos; pilnas Žemės apsisukimas aplink Saulę trunka apie 365,26 dienos; sraigtasparnio sraigto vidutinis sukimosi periodas yra nuo 0,15 iki 0,3 s; žmogaus kraujotakos laikotarpis yra maždaug 21 - 22 s.

Studento žinutė 2.Dažnis matuojamas specialiais prietaisais – tachometrais.

Techninių prietaisų sukimosi greitis: dujų turbinos rotorius sukasi nuo 200 iki 300 1/s dažniu; Iš Kalašnikovo automato paleista kulka sukasi 3000 1/s dažniu.

skaidrė 10. Laikotarpio ir dažnumo ryšys:

Jei per laiką t kūnas padarė N pilnų apsisukimų, tada apsisukimo laikotarpis yra lygus:

Laikotarpis ir dažnis yra abipusiai dydžiai: dažnis yra atvirkščiai proporcingas periodui, o periodas yra atvirkščiai proporcingas dažniui

skaidrė 13. Sukamųjų judesių kinematika.

Mokytojas. Tolygiai judant apskritime, jo greičio modulis nesikeičia. Bet greitis yra vektorinis dydis, jam būdinga ne tik skaitinė reikšmė, bet ir kryptis. Tolygiai judant apskritimu, greičio vektoriaus kryptis visą laiką kinta. Todėl toks tolygus judėjimas pagreitėja.

Linijos greitis: ;

Centripetinis pagreitis: ;

skaidrė 15. Centripetinė jėga.

Jėga, kuri laiko besisukantį kūną ant apskritimo ir nukreipta į sukimosi centrą, vadinama įcentrine jėga.

Norint gauti įcentrinės jėgos dydžio apskaičiavimo formulę, reikia naudoti antrąjį Niutono dėsnį, kuris taikomas bet kokiam kreiviniam judėjimui.

Pakeitimas į formulęįcentrinio pagreičio vertė a c = , gauname įcentrinės jėgos formulę: F=

Įcentrinė jėga priklauso nuo tiesinio greičio: didėjant greičiui, ji didėja. Visiems riedutininkams, slidininkams ir dviratininkams puikiai žinoma: kuo greičiau judi, tuo sunkiau apsisukti. Vairuotojai puikiai žino, kaip pavojinga staigiai pasukti automobilį dideliu greičiu.

Veikiami jėgų, kūnai gali judėti ratu skirtingi tipai. Nr: lengvosios atletikos plaktuko rutulys juda ratu, veikiamas troso tamprios jėgos; planetos sukasi aplink saulę, o palydovai aplink planetas sukasi veikiami jėgos gravitacija. Veikiant šioms jėgoms, atsiranda pagreitis, kuris keičia kūno greičio kryptį, dėl kurio jis juda apskritimu arba jo lanku.

skaidrė 20. Atrakcionai, karuselės.

Studento žinutė 3.Viduramžiais jousting turnyrai buvo vadinami karuselėmis (tuomet šis žodis turėjo vyrišką lytį). Vėliau, XVIII amžiuje, ruošdamiesi turnyrams, užuot kovoję su tikrais priešininkais, imta naudoti besisukančią platformą – modernios pramogų karuselės prototipą, kuris tuomet pasirodydavo miesto mugėse.

Rusijoje pirmoji karuselė buvo pastatyta 1766 metų birželio 16 dieną priešais Žiemos rūmus. Karuselė susidėjo iš keturių kadrilių: slavų, romėnų, indų, turkų. Antrą kartą karuselė buvo pastatyta toje pačioje vietoje, tais pačiais metais liepos 11 d. Išsamus šių karuselių aprašymas pateiktas 1766 metų laikraštyje Sankt Peterburgo Vedomosti.

Perkeltine prasme karuselė yra greitai besikeičiančių objektų ar įvykių serija.

Skaidrė Kūno lavinimas akims

Naujos medžiagos konsolidavimas.

Mokytojas. Šiandien šioje pamokoje susipažinome su kreivinio judėjimo aprašymu, naujomis sąvokomis ir naujais fizikiniais dydžiais.

Pokalbis klausimais:

Kas yra periodas ir dažnis? Kaip šie kiekiai susiję? Kokiais vienetais jie matuojami? Kaip juos galima apibrėžti?
Kas yra linijinis greitis? Kokiais vienetais jis matuojamas? Kaip tai galima apskaičiuoti?
Kokia yra įcentrinio pagreičio kryptis? Kokia formulė naudojama jai apskaičiuoti?
Kaip nukreipiama įcentrinė jėga? Kokia formulė naudojama jai apskaičiuoti?

4. Žinių ir įgūdžių pritaikymas naujoje situacijoje.

Pereikime prie praktinės užduoties (18 skaidrė). (Grupinis darbas)

Ant stalų turite įrangą: skaitmeninį chronometrą, liniuotę ir korpusą ant virvelės. Užduotis: Nustatyti sukimosi judesio periodą, dažnį, greitį ir įcentrinį pagreitį. Už tai:

Išmatuoti laikas t 10 pilnų sukimosi apsisukimų, sukimosi spindulys R.

Apskaičiuoti periodas T ir dažnis v , sukimosi greitis v, įcentrinis pagreitis a c. Nustatykite tai kaip užduotį.

Keisti sukimosi spindulys (sriegio ilgis), pakartokite eksperimentą, bandydami išlaikyti tą patį greitį,dedant pastangas.

Padarykite išvadą apie periodo, dažnio ir pagreičio priklausomybę nuo sukimosi spindulio (kuo mažesnis sukimosi spindulys, tuo mažesnis apsisukimo periodas ir tuo didesnė dažnio reikšmė).

24-29 skaidrės.

Frontalinis darbas su interaktyviu testu.

Turite pasirinkti vieną atsakymą iš trijų galimų.

Kūnas juda ratu pastoviu modulio greičiu. Kaip pasikeis jo įcentrinis pagreitis, kai apskritimo spindulys sumažės 3 kartus?
Skalbimo mašinos centrifugoje skalbiniai gręžimo ciklo metu juda ratu pastoviu modulio greičiu horizontalioje plokštumoje. Kokia jo pagreičio vektoriaus kryptis?
Čiuožėjas juda 10 m/s greičiu apskritimu, kurio spindulys 20 m. Nustatykite jo įcentrinį pagreitį.
Kur nukreipiamas kūno pagreitis, kai jis juda apskritimu pastoviu greičiu absoliučia verte?
Materialus taškas juda apskritimu pastoviu modulio greičiu. Kaip pasikeis jo įcentrinio pagreičio modulis, jei taško greitis padidės trigubai?
Automobilio ratas 20 apsisukimų padaro per 10 sekundžių. Nustatyti rato sukimosi periodą?

Apibendrinant pamoką.

Įvertinimas. Atspindys.

Ar visi tikslai pasiekti?

ko išmokai?

Aš nežinojau… -

Dabar aš žinau …

D / z: 18-19 p., 18 pratimas (2.4).

L S. A. Tikhomirova. Fizikos didaktinė medžiaga. Fizika grožinėje literatūroje. 7-11 klasės. – M.: Švietimas. 1996 m

9 pamoka

Tema. Tolygus kūno judėjimas apskritime. Sukimosi laikotarpis ir dažnis. Kampinis greitis

Tikslas: formuoti žinias apie judėjimą, kelią, greitį ir pagreitį, apie momentinio greičio kryptį kreivinio judėjimo metu, kūno sukimosi periodą ir dažnį; lyginti judėjimą, kelią, greitį tiesių vienodų, nelygių ir kreivių judesių metu; papasakoti apie platus pritaikymas kreiviniai judesiai technikoje, žemės ūkyje.

Pamokos tipas: naujos mokomosios medžiagos mokymosi pamoka.

Vaizdas: kreivinio judėjimo demonstravimas, sukamasis judėjimas, momentinio greičio kryptis kreivinio judėjimo metu

Frontalinis tyrimas apie tiesinio judėjimo trajektoriją, kelią, poslinkį, momentinį greitį.

II. Motyvacija mokytis. Ataskaita apie pamokos temą ir tikslus

III. Naujos medžiagos mokymasis

Euristinio pokalbio metu mokiniai, klausydami mokytojo, piešia sąsiuviniuose, užsirašo.

Paprasčiausias kūno kreivinio transliacinio judėjimo tipas yra jo judėjimas apskritimu, kai visi kūno taškai juda tais pačiais apskritimais. Toks judėjimas gana retas: taip miesto parkuose juda apžvalgos ratų kabinos. Tuo pačiu metu bet koks sudėtingas kreivinis kūno judėjimas pakankamai mažoje jo trajektorijos atkarpoje gali būti apytiksliai laikomas tolygiu judėjimu išilgai apskritimo. Todėl norint ištirti savavališką kreivinį judesį, reikia pradėti nuo paprasto: tolygaus judėjimo apskritime tyrimo. Apytiksliai galima laikyti tolygaus judėjimo apskritime pavyzdžius: dirbtinių Žemės palydovų judėjimą, besisukančių dalių judėjimą mechanizmuose ir kt.

Pradėkime šio judėjimo tyrimą nuo svarbios momentinio greičio kinematinės vertės. Momentinis greitis bet kuriame kūno kreivinės trajektorijos taške yra nukreiptas tangentiškai į trajektoriją šiame taške.

Tuo galite įsitikinti stebėdami šlifuoklio darbą. Jei prispausite plieninės smiginio galą prie besisukančio šlifavimo akmens, pamatysite, kaip nuo akmens kibirkščių pavidalu iškyla karštos dalelės. Šios dalelės skrenda tokiu pačiu greičiu, koks buvo atsiskyrimo nuo akmens metu. Kibirkščių judėjimo kryptis sutampa su apskritimo liestine taške, kur smiginis paliečia akmenį. Aptaškymai nuo automobilio ratų taip pat liečiasi į apskritimą, kuris paslysta.

Momentinio greičio modulis tolygiai judant apskritimu laikui bėgant nekinta. Tolygus sukamasis judesys – tai judesys, kurio metu kūnas ( materialus taškas) bet kuriais vienodais laiko intervalais kerta tuos pačius lankų ruožus. Apytiksliai galima laikyti tolygaus judėjimo apskritime pavyzdžius: dirbtinių Žemės palydovų judėjimą, besisukančių dalių judėjimą mechanizmuose ir kt. Tokio materialaus taško judėjimo išilgai tiesės (apskritimo) modulio greitis yra pastovus ir yra nukreiptas tangentiškai į kiekvieną apskritimo tašką.

Taško A, kuris juda išilgai apskritimo, padėtis nustatoma spindulio vektoriumi, nubrėžtu nuo apskritimo centro O iki šio taško (1 pav.). Spindulio vektoriaus modulis lygus šio apskritimo spinduliui R .

Kūno greitis apskritime (tiesinis greitis), pagal analogiją su tolygiu tiesiniu judėjimu, gali būti rastas pagal formulę:

čia l – apskritimo lanko, kurį kerta materialus taškas laiko momentu t, ilgis (2 pav.).

Tegul kūnas daro vieną apsisukimą apskritime, tada greičio nustatymo formulė bus tokia:

čia T yra vieno apsisukimo aplink apskritimą, kurio spindulys R, laikas. Šis laikas vadinamas sukimosi periodu. Linijinis greitis matuojamas metrais per sekundę (m/s).

Daug dažniau gamtoje ir technikoje yra sukamasis kūno judėjimas, kai vienas taškas ar taškų rinkinys, esantis ant sukimosi ašies, lieka nejudantis. Toks yra viršaus judėjimas, stacionaraus dviračio ratas, laikrodžio rodyklės ir pan. Sukant aplink fiksuotą ašį O skirtingi kūno taškai 1, 2, 3 (3 pav.) turės skirtingus tiesinius greičius 1, 2, 3, todėl apie kūno greitį kalbėti negalime. Pageidautina rasti tokias kūno sukamojo judėjimo charakteristikas, kurios būtų bendros, vienodos visiems jo taškams.

Kaip matyti iš fig. 3, kiekvienas šio disko taškas turi savo linijinį greitį, nes per tą patį laiką jie praeina atitinkamai lanko atkarpas l 1 > l 2 > l 3 . Šių taškų kampinis sukimosi greitis bus toks pat. Tolygiai išilgai apskritimo judančio taško kampinis greitis ω yra lygus kampo φ, kuriuo spindulio vektorius sukasi iki laiko t, santykiui ir išlieka pastovus:

Fizikoje kampai matuojami radianais (rad). Norint rasti kampo φ reikšmę radianais, iš jo viršūnės reikia nubrėžti savavališką lanką ir rasti šio lanko ilgio santykį su spinduliu R (4 pav.):

Todėl kampinio greičio matavimo vienetas yra 1 rad/s, o tai atitinka taško, kuris sukasi tolygiai ir kurio spindulio vektorius nusako 1 rad kampą per 1 s, greitį. Ir vieno apsisukimo aplink apskritimą formulė bus tokia:

Vertė, atvirkštinė sukimosi periodui, vadinama sukimosi dažniu ir matuojama apsisukimų skaičiumi per laiko vienetą ([ ν ] \u003d 1 / c ):

Savavališkam apsisukimų skaičiui sukimosi greitis randamas pagal formulę:

kur N – apsisukimų skaičius, t – kūno sukimosi laikas.

Pakeitę greitį išraiška, gauname:

Raskime tiesinių ir kampinių greičių santykį pagal formulę:

Kadangi linijinis greitis keičiasi kryptimi, materialus taškas juda apskritimu ir įgyja pagreitį. Tolygiai apskritimu bet kuriame taške judančio kūno pagreitis yra įcentrinis, tai yra tiesus išilgai apskritimo spindulio iki jo centro. Bet kuriame taške pagreičio vektorius yra statmenas greičio vektoriui. Ši vienodo judėjimo apskritime pagreičio ypatybė parodyta fig. 5.

Koks yra įcentrinio pagreičio modulis? Skaitinė reikšmė(modulio) pagreitį galima lengvai rasti iš fig. 5.

Vektorių 0 ir Δ sudarytas trikampis yra lygiašonis, nes = 0 . Trikampis OAB pav. 5 taip pat yra lygiašonis, nes kraštinės OA ir OB yra apskritimo spinduliai. Abiejų trikampių viršūnėse esantys kampai yra lygūs, nes juos sudaro viena kitai statmenos kraštinės: 0 OA ir OB. Todėl trikampiai yra panašūs, kaip lygiašoniai, kurių kampai viršūnėse yra vienodi. Iš trikampių panašumo išplaukia atitinkamų kraštinių proporcingumas:

kur ir Δ yra greičio ir greičio kitimo moduliai pereinant iš taško A į tašką B, R yra apskritimo spindulys. Jei taškai A ir B yra labai arti vienas kito, tai stygos AB negalima atskirti nuo lanko AB. O lanko AB ilgis yra kūno nueitas kelias pastoviu moduliniu greičiu. Jis lygus t. Todėl galime rašyti:

Kadangi laiko intervalas t yra labai mažas, Δ / t yra pagreičio modulis. Vadinasi,

Kitos įcentrinio pagreičio išraiškos:

Taigi, vienodai judant apskritimu visuose apskritimo taškuose, įcentrinis pagreitis yra vienodas absoliučia verte. Tačiau jis visada yra tiesus išilgai spindulio link centro (6 pav.), todėl pagreičio kryptis nuo taško iki taško keičiasi. Todėl tolygus kūno judėjimas apskritime negali būti laikomas tolygiai pagreitėjusiu.

Bet koks judėjimas kreivine trajektorija gali būti pavaizduotas kaip judėjimas išilgai įvairių spindulių apskritimų lankų. Viena iš sudėtingų trajektorijų, kuria kūnas juda, ir kūno įcentrinis pagreitis skirtinguose jo taškuose parodyta Fig. 7:

Vadinasi, bet kuriame kreivinės trajektorijos taške kūnas juda pagreičiu, nukreiptu į apskritimo centrą, kurio dalis yra šalia šio taško esanti trajektorijos atkarpa. O pagreičio modulis priklauso nuo kūno greičio ir nuo atitinkamo apskritimo spindulio.

IV. Pamokos santrauka

Baigti sakinį:

Sužinojau, kad...

Dabar aš galiu.. .

Taigi,...

V. Namų darbai

1. Išstudijuoti atitinkamą vadovėlio skyrių, pamokos santrauką, formules; pasiruošti teminiam vertinimui, pristatymų apsaugai.

2. Išspręskite problemas:

Kiek reikia padaryti gręžinio rotatoriaus rankenos apsisukimų, kad iš 8 m gylio šulinio būtų iškeltas vandens kibiras? Grandinė, ant kurios kabo kaušas, apvyniojama aplink veleną 10 cm spinduliu.

Raskite paveikslėlyje pavaizduoto chronometro minutinės rodyklės kampinį greitį ir sukimosi dažnį, jei mažojo ciferblato dalybos reikšmė yra 2 minutės.

Į mokinio santrauką

Vienodas judėjimas ratu – tai judėjimas apskritimu pastoviu moduliniu greičiu.

Pagrindinės tolygaus judėjimo apskritime charakteristikos: apskritimo spindulys r, sukimosi periodas T, sukimosi dažnis v, kampinis greitis ω.

Santykis tarp šių verčių:

Momentinis greitis tam tikrame trajektorijos taške yra nukreiptas tangentiškai į trajektoriją šiame taške, tai yra statmenai spinduliui, nubrėžtam nuo apskritimo centro iki šio taško. Tolygiai judant apskritime, pagreitis kiekvienu laiko momentu nukreipiamas išilgai spindulio apskritimo centro link. Išcentrinio pagreičio modulį galima rasti pagal bet kurią iš formulių: