Abstrakts kustība pa apli nemainīgā ātrumā. Fizikas stundas izklāsts (9. klase) par tēmu: Ķermeņa kustība pa apli

MBOU "Chubaevskaya OOSh" Urmarsky rajons Čečenijas Republikā

FIZIKAS STUNDA 9. KLASĒ

" taisnvirziena un izliekta kustība.

Ķermeņa kustība pa apli.

Skolotājs: Stepanova E.A.

Čubaevo — 2013. gads

Temats:

Taisnvirziena un līknes kustība.

Ķermeņa kustība pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu.

Nodarbības mērķi: sniegt skolēniem priekšstatu par taisnvirziena un līknes kustību, frekvenci, periodu. Iepazīstināt ar formulām šo lielumu un mērvienību atrašanai.

Izglītības uzdevumi: veidot taisnas un līknes kustības jēdzienu, to raksturojošos lielumus, šo lielumu mērvienības un aprēķinu formulas.

Attīstošie uzdevumi: turpināt veidot prasmes pielietot teorētiskās zināšanas praktisko problēmu risināšanā, attīstīt interesi par mācību priekšmetu un loģisko domāšanu.

Izglītības uzdevumi: turpināt attīstīt skolēnu redzesloku; prasme veikt pierakstus kladēs, novērot, pamanīt parādību modeļus, argumentēt to secinājumus.

Aprīkojums: Prezentācija. Dators. Multivides projektors

Bumba, bumbiņa uz auklas, slīpa tekne, bumba, rotaļu mašīna, rotējošais tops, pulksteņa modelis ar bultām, hronometri

Nodarbību laikā

es Laika organizēšana.

Skolotājas ievads.

Sveiki mani jaunie draugi!

Ļaujiet man sākt mūsu šodienas nodarbību ar šīm rindām: "Visur gaisā karājas briesmīgas dabas noslēpumi" (N. Zabolotskis, dzejolis "Trakais vilks") (1. slaids)

2. Zināšanu atjaunināšana

Kādus kustību veidus jūs zināt?

Kāda ir atšķirība starp taisnvirziena un izliektām kustībām?

- Salīdziniet instrumentu trajektoriju un ceļu taisnām un izliektām kustībām.

Mēs zinām, ka visi ķermeņi ir piesaistīti viens otram. Jo īpaši Zeme piesaista, piemēram, Mēnesi. Bet rodas jautājums: ja Mēness tiek piesaistīts Zemei, kāpēc tas griežas ap to, nevis nokrīt uz Zemi? (sl-)

Lai atbildētu uz šo jautājumu, ir jāapsver ķermeņu kustības veidi. Mēs jau zinām, ka kustība var būt vienmērīga un nevienmērīga, taču ir arī citas kustības pazīmes. (slidkalniņš)

3. Problēmsituācija: Kā atšķiras šādas kustības?

Demonstrācijas: bumba krīt taisnā līnijā, bumba ripo pa taisnu tekni. Un pa apļveida ceļu, bumbiņas griešanās uz vītnes, rotaļu automašīnas kustība uz galda, bumbiņas kustība, kas izmesta leņķī pret horizontu ... ( pēc trajektorijas veida)

Skolotājs: Pēc trajektorijas veida šīs kustības var būt sadalīt kustībām taisnā līnijā un pa izliektu līniju .(slidkalniņš)

Mēģināsim dot definīcijas izliektas un taisnas kustības. (Ieraksts piezīmju grāmatiņā) taisnvirziena kustība - kustība pa taisnu trajektoriju. Līklīnijas kustība - kustība pa netiešu (liektu) trajektoriju.

4. Tātad, nodarbības tēma

Taisnvirziena un līknes kustība. Apļveida kustība(slidkalniņš)

Skolotājs: Apsveriet divus līknes kustības piemērus: pa lauztu līniju un pa līkni (zīmējiet). Kā šīs trajektorijas atšķiras?

Skolēni: Pirmajā gadījumā trajektoriju var sadalīt taisnās daļās un izskatīt katru posmu atsevišķi. Otrajā gadījumā līkni var sadalīt apļu lokos un taisnās daļās. T.ob. šo kustību var uzskatīt par kustību secību, kas notiek pa dažādu rādiusu lokiem. Tāpēc, lai pētītu līknes kustību, ir jāmācās apļveida kustība.(15. slaids)

1. ziņa Ķermeņa kustība pa apli

Dabā un tehnoloģijāsļoti bieži ir kustības, kuru trajektorijas ir nevis taisnas, bet izliektas līnijas. Šī ir izliekta kustība. Planētas un Zemes mākslīgie pavadoņi kosmosā pārvietojas pa izliektām trajektorijām, un uz Zemes pārvietojas visa veida transporta līdzekļi, mašīnu un mehānismu daļas, upju ūdeņi, atmosfēras gaiss utt.

Ja piespiežat tērauda stieņa galu pret rotējošu slīpakmeni, tad karstās daļiņas, kas nāk no akmens, būs redzamas dzirksteļu veidā. Šīs daļiņas lido ar tādu pašu ātrumu, kāds tām bija atdalīšanas brīdī no akmens. Skaidri redzams, ka dzirksteļu kustības virziens sakrīt ar apļa pieskari vietā, kur stienis pieskaras akmenim. Pieskares kustīgs aerosols no slīdošas automašīnas riteņiem. (Zīmēt.)

Virziens un ātruma modulis

Konts: Tādējādi ķermeņa momentānajam ātrumam dažādos līknes trajektorijas punktos ir atšķirīgs virziens. Modulo, ātrums var būt vienāds visur vai mainīties no punkta uz punktu. (slaids)

Bet pat tad, ja ātruma modulis nemainās, to nevar uzskatīt par nemainīgu. Ātrums ir vektora lielums. Vektora daudzumam modulis un virziens ir vienlīdz svarīgi. Un laiks mainot ātrumu, tāpēc ir paātrinājums. Tāpēc izliekta kustība vienmēr ir paātrinājums, pat ja modulo ātrums ir nemainīgs. (slaids) (video1)

Paātrinājumsķermenis, kas vienmērīgi kustas pa apli jebkurā punktā centripetāls, t.i. vērsta pa apļa rādiusu uz tā centru. Jebkurā punktā paātrinājuma vektors ir perpendikulārs ātruma vektoram. (izlozē)

Centrpetālā paātrinājuma modulis: a c \u003d V 2 / R (uzrakstiet formulu), kur V ir līnijas ātrumsķermenis, un R ir apļa rādiuss. (slaids)

Centripetālais spēks - spēks, kas iedarbojas uz ķermeni izliektas kustības laikā jebkurā laikā, vienmēr ir vērsts pa apļa rādiusu uz centru (kā arī centripetālais paātrinājums). Spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, ir proporcionāls paātrinājumam. F=ma, tad

Ķermeņa kustības pa apli raksturojums

Kustību pa apli bieži raksturo nevis kustības ātrums, bet gan laika intervāls, kurā ķermenis veic vienu pilnu apgriezienu. Šo vērtību sauc aprites periods un to apzīmē ar burtu T. (Pierakstiet perioda definīciju). Pārvietojoties pa apli, ķermenis noteiktā laika posmā atgriezīsies sākotnējā punktā. Tāpēc apļveida kustība ir periodiska.

Periods ir vienas pilnīgas revolūcijas laiks.

Ja ķermenis veic N apgriezienus laikā t, kā atrast periodu? (formula)

Atradīsim saistību starp apgriezienu periodu T un ātruma moduli vienmērīgai kustībai pa apli ar rādiusu R. V \u003d S / t \u003d 2πR / T. (Ierakstiet formulu piezīmju grāmatiņā)

Ziņojums2 Periods ir vērtība, kas parādās pietiekami bieži daba un tehnoloģija. Jā, mēs zinām. ka zeme griežas ap savu asi un vidus periods rotācija ir vienāda ar 24 stundām. Pilnīgs Zemes apgrieziens ap Sauli aizņem apmēram 365,26 dienas. Hidraulisko turbīnu lāpstiņriteņi veic vienu pilnu apgriezienu laikā, kas vienāds ar 1 sekundi. Helikoptera propellera apgriezienu periods ir no 0,15 līdz 0,3 sekundēm. Cilvēka asinsrites periods ir aptuveni 21-22 sekundes.

Konts:Ķermeņa kustību pa apli var raksturot ar citu lielumu - apgriezienu skaitu laika vienībā. Viņi viņu sauc biežums tirāža: ν= 1/Т. Frekvences mērvienība: s -1 = Hz. (Pierakstiet definīciju, vienību un formulu) (slaids)

Kā atrast frekvenci, ja ķermenis veic N apgriezienus laikā t (formula)

Skolotājs: Kādu secinājumu var izdarīt par saistību starp šiem lielumiem? (periods un biežums ir abpusēji)

Ziņa 3 Traktoru dzinēju kloķvārpstu rotācijas ātrums ir no 60 līdz 100 apgriezieniem sekundē. Gāzes turbīnas rotors griežas ar frekvenci no 200 līdz 300 apgr./min. Lode. Atkāpjas no Kalašņikova triecienšautenes, griežas ar frekvenci 3000 apgr./min. Frekvences mērīšanai ir ierīces, tā sauktie apļi frekvences mērīšanai, pamatojoties uz optiskām ilūzijām. Uz šāda apļa tiek uzklātas melnas svītras un ir frekvences. Kad šāds aplis griežas, melnās svītras veido apli ar frekvenci, kas atbilst šim aplim. Tahometrus izmanto arī frekvences mērīšanai. (slidkalniņš)

Savienojums Rotācijas ātrums un griešanās periods

ℓ - apkārtmērs

ℓ=2πr V=2πr/T

Papildu īpašības kustībai pa apli. (slidkalniņš)

Konts: Atcerieties, kādi lielumi raksturo taisnvirziena kustību?

Kustība, ātrums, paātrinājums.

Konts: pēc analoģijas kustība pa apli - tie paši daudzumi - leņķiskā nobīde, leņķiskais ātrums un leņķiskais paātrinājums.

Leņķiskā kustība: (slaids) Šis ir leņķis starp diviem rādiusiem. Apzīmēts — mērīts rados vai grādos.

Konts: Atgādināt no algebras kursa, kā radiāns ir saistīts ar grādu?

2pi rad.=360 grādi. Pi \u003d 3,14, pēc tam 1 rad. \u003d 360 / 6,28 \u003d 57 grādi.

Leņķiskais ātrums w=

Leņķiskā ātruma mērvienība - rad/s

Skolotājs:. Padomājiet par to, ar ko būs vienāds leņķiskais ātrums, ja ķermenis ir veicis vienu pilnu apgriezienu?

Students. Tā kā ķermenis ir veicis pilnīgu apgriezienu, tā kustības laiks ir vienāds ar periodu, un leņķiskā nobīde ir 360 ° vai 2. Tāpēc leņķiskais ātrums ir .

Skolotājs: Par ko mēs šodien runājām? (par izliektu kustību)

5. Jautājumi konsolidācijai.

Kādu kustību sauc par izliektām?

Kura kustība ir īpašs līknes kustības gadījums?

Kāds ir momentānā ātruma virziens līknes kustībā?

Kāpēc paātrinājumu sauc par centripetālu?

Kas ir periods un biežums? Kādās vienībās mēra?

Kā šie daudzumi ir saistīti?

Kā var aprakstīt līknes kustību?

Kāds ir ķermeņa, kas pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu, paātrinājuma virziens?

6.Eksperimentālais darbs

Izmēriet uz vītnes piekārtā un horizontālā plaknē rotējoša ķermeņa periodu un frekvenci.

(uz galdiem jums ir uz vītnēm piekārti korpusi, hronometrs. Vienmērīgi pagrieziet korpusu horizontālā plaknē un izmēriet 10 pilnu apgriezienu laiku. Aprēķiniet periodu un biežumu)

7. Fiksācija. Problēmu risināšana. (slidkalniņš)

A.S. Puškins. "Ruslans un Ludmila"

Pie jūras ozols zaļo,

Zelta ķēde uz ozola

Un dienu un nakti kaķis ir zinātnieks

Viss iet pa apli.

J: Kā sauc šo kaķa kustību? Noteikt frekvenci un periodu un leņķisko ātrumu, ja 2 min. Viņš veic 12 apļus. (atbilde: 0,1 1/s, T=10 s, w=0,628rad/s)

P.P. Eršovs "Zirgs kuprītis"

Nu tā brauc mūsu Ivans

Aiz gredzena uz okian

Kuprītis lido kā vējš

Un iniciatīva pirmajam vakaram

Simttūkstoš jūdžu viļņoja

Un nekad nav atpūties.

J: Cik reižu Kuprīgais Zirgs apbrauca Zemi pirmajā vakarā? Zemei ir bumbiņas forma, un viena versta ir aptuveni 1066 m. (Atbilde: 2,5 reizes)

8. Tests Jauna materiāla asimilācijas pārbaude(testi uz papīra)

1. Līklīnijas kustības piemērs ir ...

a) krītošs akmens
b) pagriežot automašīnu pa labi;
c) sprinteris, kas skrien 100 metru distancē.

2. Pulksteņa minūšu rādītājs veic vienu pilnīgu apgriezienu. Kāds ir aprites periods?

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

3. Velosipēda ritenis veic vienu apgriezienu 4 sekundēs. Nosakiet rotācijas ātrumu.

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

4. Motorlaivas skrūve izdara 25 apgriezienus 1 s. Kāds ir skrūves leņķiskais ātrums?

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

5. Nosakiet elektriskās urbjmašīnas griešanās ātrumu, ja tā leņķiskais ātrums ir 400.

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

Atbildes: b; iekšā; a; iekšā; iekšā.

1. Līklīnijas kustības piemērs ir…

a) lifta kustība;
b) slēpotāja lēciens no tramplīna;
c) čiekuru nokrišana no egles apakšējā zara mierīgā laikā.

Pulksteņa sekunžu rādītājs veic vienu pilnu apgriezienu. Kāds ir tā aprites biežums?

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

3. Automašīnas ritenis izdara 20 apgriezienus 10 sekundēs. Noteikt riteņa griešanās periodu?

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

4. Jaudīgas tvaika turbīnas rotors izdara 50 apgriezienus 1 s. Aprēķiniet leņķisko ātrumu.

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

5. Nosakiet velosipēda ķēdes rata griešanās periodu, ja leņķiskais ātrums ir vienāds.

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

Atbildes: b; a; iekšā; iekšā; b.

Pašpārbaude

9. Atspulgs.

Pabeigsim to kopā ZUH mehānisms (es zinu, uzzināju, vēlos zināt)

10.Rezumējot, atzīmes par stundu

11. Mājasdarba 18., 19. rindkopa,

Mājas mācība: ja iespējams, aprēķiniet visas rotējošā korpusa īpašības (velosipēda ritenis, pulksteņa minūšu rādītājs)

Jā, I. Perelmans. Izklaidējoša fizika. Grāmata. 1 un 2 - M.: Nauka, 1979.

S. A. Tihomirova. Didaktiskais materiāls fizikā. Fizika iekšā daiļliteratūra. 7 - 11 klases. – M.: Apgaismība. 1996. gads.

Nodarbības veids: izpēti un primāro zināšanu nostiprināšanu.

Nodarbības veids: apvienots ar pētījuma elementiem, frontālais laboratorijas darbs, ar datoru atbalstu.

Apmācības organizēšanas forma: frontālā, individuāla, grupa (pāra).

Nodarbības mērķi: Apsveriet funkcijas vienmērīga kustība ap apkārtmēru. Iepazīstināt ar centripetālā paātrinājuma, apgriezienu perioda un frekvences jēdzieniem.

Uzdevumi.

Izglītojoši:

Apsveriet mehānisko kustību veidus. Ieviest jaunus jēdzienus: apļveida kustība, centripetālais paātrinājums, periods, frekvence. Praksē atklāt perioda, frekvences un centripetālā paātrinājuma saistību ar cirkulācijas rādiusu.

Praktisku problēmu risināšanai izmantot izglītības laboratorijas aprīkojumu.

Izstrāde:

Attīstīt prasmi strādāt patstāvīgi un grupā, spēju salīdzināt un izdarīt secinājumus; domāšana visos zināšanu līmeņos (uztvere, analīze, sintēze); kognitīvā darbība eksperimenta izveidē un veikšanā.

Izglītojoši:

Intereses celšana par priekšmetu un pasauli caur zināšanu prizmu; centība, disciplīna.

Audzēkņu komunikatīvās (spēja strādāt pāros) un informatīvās kultūras izglītība.

Aprīkojums: digitālais hronometrs, lineāls un korpuss uz pavediena, dators, multimediju projektors, prezentācija.

Nodarbības plāns

Nodarbību posmi	Organizatoriskās formas	Skolotāja darbība	Studentu aktivitātes
1. Organizatoriskais moments. 1. slaids	Frontālais (2 min.)	Sveic studentus; paziņo stundu plānu.	Laipni lūgti skolotāji; klausīties, saprast stundas plānu
2. Mājas darbu pārbaude	(3 min.)
3. Zināšanu aktualizēšana. 2.–5. slaids	Frontālais	Uzdodot jautājumus. Izstāsta nodarbības tēmu	Atbildi uz jautājumiem
4. Jauna materiāla apgūšana. 7.-15. slaids	Frontālais	Jauna materiāla komunikācija stāsta, sarunas veidā.	Skatieties slaidus, klausieties, atbildiet uz jautājumiem, veiciet piezīmes piezīmju grāmatiņā
5. Materiāla nostiprināšana. 16.-20. slaids	Individuāli (10 min.)	Ziņo un parāda problēmas stāvokli slaidā. Aicina vienu studentu atrisināt problēmu pie tāfeles un pēc tam pārrunāt risinājumu	Individuāli atrisināt problēmu, viens students iet uz tāfeles problēmu risināšana, apspriežot lēmumu
5. Materiāla nostiprināšana. 16.-20. slaids	Tvaika pirts (10 min.)	Iesaka veikt pētnieciska rakstura eksperimentu	Veiciet frontālo darbu un veiciet piezīmes piezīmju grāmatiņā uzdevuma un noslēguma veidā
6. Zināšanu kontrole un pašpārbaude.	Frontālais (4 min.)	Piedāvā veikt mini testu mutiski	Izlasi jautājumu, parādi atbildi
7. Rezumējot. Mājasdarbs	1 minūte.	18.punktu, nr.33, 34, 35 darba burtnīcā

Nodarbību laikā

1. Organizatoriskais moments.

2. Mājas darbu pārbaude.

3. Zināšanu atjaunināšana:

Šodien mēs turpināsim pētīt kustību veidus mehānikā.

Nosauciet divus kustību veidus, kurus jau esat izpētījis (2. slaids).

(Vienmērīga taisnvirziena un vienmērīgi paātrināta taisnvirziena kustība)

Labi. Atcerēsimies, ko sauc par trajektoriju (3. slaids).

(Trajektorija ir līnija, pa kuru pārvietojas ķermenis)

Pa labi. Kāda veida trajektorijas jūs zināt? (4. slaids).

(Taisni un izliekti ceļi)

Ja rūpīgi apsverat izliekto kustību, tad, sadalot to mazās daļās, šādu kustību var raksturot kā kustību pa dažādu rādiusu apļiem (5. slaids).

Mūsu nodarbības tēma (6. slaids) “Vienota kustība aplī”

4. Jauna materiāla apgūšana

Dabā un tehnikā izliekta kustība ir diezgan izplatīta (7. slaids): Zemes pavadoņi un citu planētu pavadoņi pārvietojas pa izliektām trajektorijām, (8. slaids) apļveida krustojumi pa ceļiem uz Zemes, (9. slaids) bērnu atrakcijas, (10. slaids) ) kustība pa izliektiem tiltiem, lidmašīnas lidojums un pat pulksteņu rādītāji. Sniedziet savus piemērus kustībai pa apli (sniedziet piemērus).

Uguns šovā dzirksteles, izplūstot no ugunsdzēsēja grieztajām lāpām, tangenciāli aizlido uz apli - lāpas trajektoriju, kas labi redzama fotogrāfijās. Līdzīgi šļakatas un oļi pārvietojas no motocikla braucēja riteņiem (11. slaids).

Tātad punkta vienmērīga kustība pa apli ir punkta kustība ar nemainīgu moduļa ātrumu (v=const) pa trajektoriju, kas ir aplis. Bet ātrums ir vektora lielums, vektora daudzumam modulis un virziens ir vienlīdz svarīgi. Jo pārvietojoties pa apli, ātrums vienmēr tiek virzīts tangenciāli kustības trajektorijai, tad tas mainās virzienā. Ja mainās ātrums (precīzāk, tā virziens), tad ir paātrinājums (12. slaids).

Punkts pārvietojas ar nemainīgu modulo ātrumu, tāpēc:. v=

Šajā gadījumā punkta ātrumu sauc par lineāro ātrumu. (l - loka garums) . Ātruma vektora izmaiņas v virziens ir raksturots normāls paātrinājums a n , ko sauc arī par centripetālo paātrinājumu.

Apsveriet paātrinājuma vektora virzienu (13. slaids). Sākumā izveidosim ātruma vektorus divos trajektorijas punktos, pārvietojoties pa apli. Mēs zinām, ka paātrinājums ir ātruma izmaiņu attiecība noteiktā laika periodā. Konstruēsim ātruma vektoru starpību. Mēs redzam, ka starpības vektors (tātad arī paātrinājuma vektors) ir vērsts uz aprakstītā apļa centru.

Katrā trajektorijas punktā vektors a n ir vērsts pa rādiusu uz apļa centru, un tā modulis ir vienāds ar:

Apļveida kustība ir atkārtota kustība. Un mums ir jādefinē vēl dažas jauna veida kustības īpašības.

Periods (14. slaids) — viena pilna apgrieziena laiks ap apkārtmēru T (s)

Frekvence (15. slaids) - svārstību skaits laika vienībā (sekundē) aplī v(s -1 = Hz)

t ir kustības laiks, n ir apgriezienu skaits.

Salīdzināsim perioda un biežuma formulas. Kādu secinājumu var izdarīt? (Biežums ir perioda reciproks)

5. Materiāla nostiprināšana.

Tagad atrisināsim problēmu: Cirka arēnā zirgs auļo ar tādu ātrumu, ka 1 minūtē noskrien 2 apļus. Cirka arēnas rādiuss ir 6,5 m Nosakiet rotācijas periodu un biežumu, ātrumu un paātrinājumu. (16. slaids)

Pārbaudīsim risinājumu. (17. slaids)

Pārejam pie praktiska uzdevuma (18. slaids). (strādāt pāros)

Uz galdiem ir aprīkojums: digitālais hronometrs, lineāls un korpuss (laicīga rotaļlieta) uz vītnes. Uzdevums: Noteikt periodu, frekvenci, ātrumu un centripetālo paātrinājumu rotācijas kustība. Priekš šī :

Izmēra laiku t 10 pilni rotācijas kustības apgriezieni, rotācijas rādiuss R.

Aprēķināt periodu T un frekvenci v, griešanās ātrums v, centripetālais paātrinājums a c.

Izdevums uzdevuma formā (19. slaids).

Mainiet griešanās rādiusu (vītnes garumu), atkārtojiet eksperimentu, cenšoties saglabāt tādu pašu ātrumu, pieliekot pūles.

Izdariet secinājumu par perioda, frekvences un paātrinājuma atkarību no griešanās rādiusa (jo mazāks griešanās rādiuss, jo mazāks apgriezienu periods un lielāka frekvences vērtība).

6. Kontrole un pašpārbaude.

Tagad slaidā redzēsiet testa uzdevumus, izpildiet tos un parādīsiet atbildi tā, lai uz rokas parādīto pirkstu skaits būtu vienāds ar atbildes skaitu

Mājas darbu apkopošana un izsniegšana un instruktāža par mājasdarbu izpildi: klades ar laboratorijas pieredzi savākšana, vērtēšana. DZ: 18.punkts, Nr.33, 34, 35 darba burtnīcā.

Aleksandrova Zinaida Vasiļjevna, fizikas un datorzinātņu skolotāja

Izglītības iestāde: SM 5. vidusskola, Pečenga, Murmanskas apgabals

Ķermeņa kustība pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu

Mērķis:

sniegt priekšstatu par līknes kustību, iepazīstināt ar jēdzieniem frekvence, periods, leņķiskais ātrums, centripetālais paātrinājums un centripetālais spēks.

Attīstīt prasmes pielietot teorētiskās zināšanas risināšanai konkrēti uzdevumi attīstīt kultūru loģiskā domāšana attīstīt interesi par tēmu.

fizikas studiju procesā veidot pasaules uzskatu un argumentēt savus secinājumus, izkopt patstāvību, precizitāti.

Nodarbības aprīkojums: dators, projektors, ekrāns, prezentācija nodarbībaiĶermeņa kustība pa apli, izdrukas kartītes ar uzdevumiem.

Demonstrācijas aprīkojums: tenisa bumba, badmintona atspole, rotaļu mašīna, bumba uz auklas, statīvs.

Nodarbības veids: jauna materiāla apguves nodarbība, apvienota.

Nodarbību laikā

Laika organizēšana.

1. slaids. ( Pārbauda gatavību stundai, izziņo nodarbības tēmu un mērķus.)

Skolotājs. Šodien nodarbībā uzzināsiet, kas ir paātrinājums, kad ķermenis vienmērīgi kustas pa apli un kā to noteikt.

Pamatzināšanu atjaunināšana.

2. slaids.

Ffiziskais diktāts:

Ķermeņa stāvokļa izmaiņas telpā laika gaitā.(Satiksme)

Fizikāls lielums, ko mēra metros.(Kustēties)

Fizikāls vektora lielums, kas raksturo kustības ātrumu.(ātrums)

Garuma pamatvienība fizikā.(metrs)

Fizikāls lielums, kura mērvienības ir gads, diena, stunda.(Laiks)

Fizikāls vektora lielums, ko var izmērīt, izmantojot akselerometra instrumentu.(Paātrinājums)

Trajektorijas garums. (Ceļš)

Paātrinājuma vienības(jaunkundze 2 ).

(Diktāta vadīšana ar sekojošu pārbaudi, studentu darba pašvērtējums)

Jauna materiāla apgūšana.

3. slaids.

Skolotājs. Mēs diezgan bieži novērojam šādu ķermeņa kustību, kurā tā trajektorija ir aplis. Pārvietojoties pa apli, piemēram, riteņa loka punkts tā griešanās laikā, darbgaldu rotējošo daļu punkti, pulksteņa rādītāja gals.

Pieredzes demonstrācijas 1. Tenisa bumbiņas kritiens, badmintona atspoles lidojums, rotaļu mašīnas kustība, bumbiņas svārstības uz statīva fiksēta diega. Kas šīm kustībām kopīgs un kā tās atšķiras pēc izskata?(Skolēnu atbildes)

Skolotājs. Taisnā kustība ir kustība, kuras trajektorija ir taisna līnija, līknes ir līkne. Sniedziet taisnvirziena un līknes kustības piemērus, ar kuriem esat saskārušies savā dzīvē.(Skolēnu atbildes)

Ķermeņa kustība riņķī irīpašs izliekuma kustības gadījums.

Jebkuru līkni var attēlot kā apļu loku summuatšķirīgs (vai vienāds) rādiuss.

Līklīnijas kustība ir kustība, kas notiek pa apļa lokiem.

Iepazīstinām ar dažām līknes kustības īpašībām.

4. slaids. (skatīties video " speed.avi" saite uz slaida)

Līklīnijas kustība ar nemainīgu modulo ātrumu. Kustība ar paātrinājumu, tk. ātrums maina virzienu.

5. slaids . (skatīties video “Centrpetālā paātrinājuma atkarība no rādiusa un ātruma. avi » no saites uz slaida)

6. slaids. Ātruma un paātrinājuma vektoru virziens.

(darbs ar slaidu materiāliem un zīmējumu analīze, zīmējuma elementos iestrādāto animācijas efektu racionāla izmantošana, 1. att.)

1. att.

7. slaids.

Kad ķermenis vienmērīgi pārvietojas pa apli, paātrinājuma vektors vienmēr ir perpendikulārs ātruma vektoram, kas ir vērsts tangenciāli aplim.

Ķermenis pārvietojas pa apli, ar nosacījumu ka lineārais ātruma vektors ir perpendikulārs centripetālā paātrinājuma vektoram.

8. slaids. (darbs ar ilustrācijām un slaidu materiāliem)

centripetālais paātrinājums - paātrinājums, ar kādu ķermenis pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu, vienmēr ir vērsts pa apļa rādiusu uz centru.

a c =

9. slaids.

Pārvietojoties pa apli, ķermenis pēc noteikta laika atgriezīsies sākotnējā punktā. Apļveida kustība ir periodiska.

Aprites periods - tas ir laika periodsT , kura laikā ķermenis (punkts) veic vienu apgriezienu pa apkārtmēru.

Perioda vienība -otrais

Ātrums ir pilnu apgriezienu skaits laika vienībā.

[  ] = ar -1 = Hz

Frekvences vienība

Studentu ziņa 1. Periods ir daudzums, kas bieži sastopams dabā, zinātnē un tehnoloģijā. Zeme griežas ap savu asi, vidējais šīs rotācijas periods ir 24 stundas; pilnīgs Zemes apgrieziens ap Sauli aizņem apmēram 365,26 dienas; helikoptera dzenskrūves vidējais griešanās periods ir no 0,15 līdz 0,3 s; asinsrites periods cilvēkam ir aptuveni 21 - 22 s.

Studenta ziņa 2. Frekvenci mēra ar speciāliem instrumentiem – tahometriem.

Tehnisko ierīču rotācijas ātrums: gāzturbīnas rotors griežas ar frekvenci no 200 līdz 300 1/s; No Kalašņikova triecienšautenes izšauta lode griežas ar frekvenci 3000 1/s.

10. slaids. Saikne starp periodu un biežumu:

Ja laikā t ķermenis ir veicis N pilnus apgriezienus, tad apgriezienu periods ir vienāds ar:

Periods un biežums ir apgriezti lielumi: biežums ir apgriezti proporcionāls periodam, un periods ir apgriezti proporcionāls biežumam

11. slaids. Ķermeņa griešanās ātrumu raksturo leņķiskais ātrums.

Leņķiskais ātrums(cikliskā frekvence) - apgriezienu skaits laika vienībā, izteikts radiānos.

Leņķiskais ātrums - griešanās leņķis, par kādu punkts griežas laikā t .

Leņķisko ātrumu mēra rad/s.

12. slaids. (skatīties video "Ceļš un nobīde izliektajā kustībā.avi" saite uz slaida)

13. slaids . Apļveida kustības kinemātika.

Skolotājs. Ar vienmērīgu kustību aplī tā ātruma modulis nemainās. Bet ātrums ir vektora lielums, un to raksturo ne tikai skaitliskā vērtība, bet arī virziens. Vienmērīgi kustoties aplī, ātruma vektora virziens visu laiku mainās. Tāpēc šāda vienmērīga kustība tiek paātrināta.

Līnijas ātrums: ;

Lineārie un leņķiskie ātrumi ir saistīti ar attiecību:

Centripetālais paātrinājums: ;

Leņķiskais ātrums: ;

14. slaids. (strādā ar ilustrācijām uz slaida)

Ātruma vektora virziens.Lineārais (momentānais ātrums) vienmēr ir vērsts tangenciāli uz trajektoriju, kas novilkta līdz punktam, kurā pašlaik atrodas apskatāmais fiziskais ķermenis.

Ātruma vektors ir vērsts tangenciāli uz aprakstīto apli.

Ķermeņa vienmērīga kustība aplī ir kustība ar paātrinājumu. Ar vienmērīgu ķermeņa kustību pa apli υ un ω vērtības paliek nemainīgas. Šajā gadījumā, pārvietojoties, mainās tikai vektora virziens.

15. slaids. Centripetālais spēks.

Spēku, kas notur rotējošu ķermeni uz apļa un ir vērsts uz rotācijas centru, sauc par centripetālo spēku.

Lai iegūtu formulu centripetālā spēka lieluma aprēķināšanai, jāizmanto Ņūtona otrais likums, kas ir piemērojams jebkurai līknes kustībai.

Aizstāšana formulā centripetālā paātrinājuma vērtībaa c = , mēs iegūstam centripetālā spēka formulu:F=

No pirmās formulas var redzēt, ka pie tāda paša ātruma, jo mazāks ir apļa rādiuss, jo lielāks centripetālais spēks. Tātad ceļa stūros kustīgam ķermenim (vilcienam, automašīnai, velosipēdam) jādarbojas virzienā uz izliekuma centru, jo lielāks spēks, jo stāvāks pagrieziens, t.i., jo mazāks ir izliekuma rādiuss.

Centrpetālais spēks ir atkarīgs no lineārā ātruma: palielinoties ātrumam, tas palielinās. Tas ir labi zināms visiem slidotājiem, slēpotājiem un riteņbraucējiem: nekā ar lielāks ātrums kustoties, jo grūtāk ir veikt pagriezienu. Autovadītāji ļoti labi zina, cik bīstami ir strauji pagriezt automašīnu lielā ātrumā.

16. slaids.

rakurstabula fizikālie lielumi kas raksturo līknes kustību(lielumu un formulu atkarību analīze)

17., 18., 19. slaidi. Apļveida kustību piemēri.

Apļveida kustība uz ceļiem. Satelītu kustība ap Zemi.

20. slaids. Atrakcijas, karuseļi.

Studenta ziņa 3. Viduslaikos sacensību turnīrus sauca par karuseļiem (toreiz šim vārdam bija vīriešu dzimte). Vēlāk, 18. gadsimtā, lai sagatavotos turnīriem, tā vietā, lai cīnītos ar īstiem pretiniekiem, viņi sāka izmantot rotējošu platformu, moderna izklaides karuseļa prototipu, kas pēc tam parādījās pilsētas gadatirgos.

Krievijā pirmais karuselis tika uzbūvēts 1766. gada 16. jūnijā iepretim Ziemas pilij. Karuselis sastāvēja no četrām kadriļām: slāvu, romiešu, indiešu, turku. Otro reizi karuselis tika uzbūvēts tajā pašā vietā, tajā pašā gadā 11. jūlijā. Detalizēts apraksts no šiem karuseļiem ir doti 1766. gada laikrakstā Sanktpēterburgas Vedomosti.

Karuselis, padomju laikos izplatīts pagalmos. Karuselis var darboties gan ar dzinēju (parasti elektrisku), gan ar pašu spiningotāju spēkiem, kuri, pirms sēsties karuselī, to sagriež. Šādus karuseļus, kas jāgriež pašiem braucējiem, nereti uzstāda bērnu rotaļu laukumos.

Papildus atrakcijām karuseļi bieži tiek saukti par citiem mehānismiem, kuriem ir līdzīga uzvedība - piemēram, automātiskajās līnijās dzērienu iepildīšanai pudelēs, beztaras materiālu iepakošanai vai apdrukas izstrādājumiem.

Pārnestā nozīmē karuselis ir strauji mainīgu objektu vai notikumu virkne.

Jauna materiāla konsolidācija.

Skolotājs. Šodien šajā nodarbībā iepazināmies ar līknes kustības aprakstu, ar jauniem jēdzieniem un jauniem fizikāliem lielumiem.

Saruna par:

Kas ir periods un biežums? Kā šie daudzumi ir saistīti? Kādās vienībās tās mēra? Kā tos var identificēt?

Ko sauc par leņķisko ātrumu? Kādās vienībās to mēra? Kā to var aprēķināt?

Ko sauc par leņķisko ātrumu? Kāda ir leņķiskā ātruma mērvienība?

Kā ir saistīti ķermeņa kustības leņķiskie un lineārie ātrumi?

Kāds ir centripetālā paātrinājuma virziens? Kāda formula tiek izmantota, lai to aprēķinātu?

21. slaids.

1. vingrinājums. Aizpildiet tabulu, risinot uzdevumus pēc sākotnējiem datiem (2. att.), tad mēs pārbaudīsim atbildes. (Skolēni strādā patstāvīgi ar tabulu, katram skolēnam iepriekš jāsagatavo tabulas izdruka)

2. att

22. slaids. 2. uzdevums.(mutiski)

Pievērsiet uzmanību attēla animācijas efektiem. Salīdziniet zilās un sarkanās bumbiņas vienmērīgās kustības raksturlielumus. (Darbs ar ilustrāciju uz slaida)

23. slaids. 3. uzdevums.(mutiski)

Piedāvāto transporta veidu riteņi veic vienādu apgriezienu skaitu vienā un tajā pašā laikā. Salīdziniet to centripetālos paātrinājumus.(Darbs ar slaidu materiāliem)

24.-29. slaidi.

Frontālais darbs ar interaktīvo testu.

Jāizvēlas viena no trim iespējamajām atbildēm, ja izvēlēta pareizā atbilde, tad tā paliek slaidā, un sāk mirgot zaļais indikators, nepareizās atbildes pazūd.

Ķermenis pārvietojas pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu. Kā mainīsies tā centripetālais paātrinājums, ja apļa rādiuss samazināsies 3 reizes?

Centrifūgā veļas mašīna veļa centrifūgas cikla laikā pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu horizontālā plaknē. Kāds ir tā paātrinājuma vektora virziens?

Slidotājs pārvietojas ar ātrumu 10 m/s pa apli, kura rādiuss ir 20 m Nosakiet viņa centripetālo paātrinājumu.

Kur tiek virzīts ķermeņa paātrinājums, kad tas pārvietojas pa apli ar nemainīgu ātrumu absolūtā vērtībā?

Materiāls punkts pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu. Kā mainīsies tā centripetālā paātrinājuma modulis, ja punkta ātrums tiks trīskāršots?

Automašīnas ritenis veic 20 apgriezienus 10 sekundēs. Noteikt riteņa griešanās periodu?

30. slaids. Problēmu risināšana(patstāvīgs darbs, ja nodarbībā ir laiks)

1. iespēja.

Ar kādu periodu jāgriežas karuselim ar rādiusu 6,4 m, lai karuselī esošā cilvēka centripetālais paātrinājums būtu 10 m/s 2 ?

Cirka arēnā zirgs auļo ar tādu ātrumu, ka 1 minūtē noskrien 2 apļus. Arēnas rādiuss ir 6,5 m Nosakiet griešanās periodu un biežumu, ātrumu un centripetālo paātrinājumu.

2. iespēja.

Karuseļa griešanās frekvence 0,05 s -1 . Cilvēks, kas griežas karuselī, atrodas 4 m attālumā no rotācijas ass. Nosakiet cilvēka centripetālo paātrinājumu, apgriezienu periodu un karuseļa leņķisko ātrumu.

Velosipēda riteņa loka punkts veic vienu apgriezienu 2 sekundēs. Riteņa rādiuss ir 35 cm Kāds ir riteņa loka punkta centripetālais paātrinājums?

Apkopojot stundu.

Novērtēšana. Atspulgs.

31. slaids .

D/z: 18.-19.lpp., 18. uzdevums (2.4).

32. slaids . Izmantoto interneta resursu saraksts.

Literatūra

Fizika. 9. klase Mācību grāmata. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. 14. izd., ster. - M.: Bustards, 2009

Fizikas uzdevumu krājums 7.-9.klasei. Periškins A.V., 2010

L S. A. Tihomirova. Didaktiskais materiāls fizikā. Fizika daiļliteratūrā. 7 - 11 klases. – M.: Apgaismība. 1996. gads

Stunda 9. klasē “Ķermeņa kustība pa apli”

Nodarbības mērķi: sniegt priekšstatu par līknes kustību, iepazīstināt ar jēdzieniem frekvence, periods, centripetālais paātrinājums un centripetālais spēks.

Uzdevumi.

Izglītojoši:

Izstrāde:

Attīstīt prasmi pielietot teorētiskās zināšanas konkrētu problēmu risināšanā, attīstīt loģiskās domāšanas kultūru, attīstīt interesi par mācību priekšmetu;kognitīvā darbība eksperimenta izveidē un veikšanā.

Izglītojoši:

Fizikas studiju procesā veidot pasaules uzskatu un argumentēt savus secinājumus, izkopt patstāvību, precizitāti.

Studentu komunikatīvās un informatīvās kultūras izglītība.

Nodarbības aprīkojums:dators, projektors, ekrāns, prezentācija nodarbībai "Ķermeņa kustība aplī", kartīšu izdruka ar uzdevumiem.

Demonstrācijas aprīkojums:tenisa bumba, badmintona atspole, rotaļu mašīna, bumba uz auklas, statīvs.

Apmācību organizēšanas forma:frontāls, individuāls, grupa.

Nodarbības veids: izpēti un primāro zināšanu nostiprināšanu.

Nodarbības veids: apvienojumā ar izpētes elementiem, frontālo laboratorijas darbu

Nodarbību laikā

Laika organizēšana.

Motivācija mācību aktivitātēm

Skolotājs. Sveikas meitenes un puiši. Es ļoti priecājos jūs redzēt.

Ļaujiet man sākt mūsu šodienas nodarbību ar šīm rindām: "Visur gaisā karājas briesmīgas dabas noslēpumi" (N. Zabolotskis, dzejolis "Trakais vilks")(1. slaids)

Bet, pirms sākam risināt mīklas, nedaudz atkārtosim:

II. Pamatzināšanu atjaunināšana.

2. slaids.

F fiziskais diktāts:

Ķermeņa stāvokļa izmaiņas telpā laika gaitā.(Satiksme)
Fizikāls vektora lielums, ko mēra metros.(Kustēties)
Fizikāls vektora lielums, kas raksturo kustības ātrumu.(ātrums)
Garuma pamatvienība fizikā.(metrs)
Fizikāls lielums, kura mērvienības ir gads, diena, stunda.(Laiks)
Trajektorijas garums. (Ceļš)
Paātrinājuma vienības(m/s 2)

(Diktāta vadīšana ar sekojošu pārbaudi, studentu darba pašvērtējums)

III. Jauna materiāla apgūšana.

Nosauc divus kustību veidus, kurus jau esi izpētījis.

(Vienmērīga taisnvirziena un vienmērīgi paātrināta taisnvirziena kustība)

Labi. Atcerēsimies to, ko sauc par trajektoriju.

(Trajektorija ir līnija, pa kuru pārvietojas ķermenis)

Pa labi. Kāda veida trajektorijas jūs zināt? (Taisnas un izliektas trajektorijas) (3. slaids)

Ja rūpīgi apsveram izliekto kustību, tad, sadalot to mazās daļās, šādu kustību varam raksturot kā kustību pa dažādu rādiusu apļiem.

Mūsu nodarbības (4. slaids) tēma ir “Ķermeņa kustība pa apli”

Skolotājs. Mēs diezgan bieži novērojam šādu ķermeņa kustību, kurā tā trajektorija ir aplis. Pārvietojoties pa apli, piemēram, riteņa loka punkts tā griešanās laikā, darbgaldu rotējošo daļu punkti, pulksteņa rādītāja gals.

Skolotājs. Taisnā kustība ir kustība, kuras trajektorija ir taisna līnija, līknes ir līkne. Sniedziet taisnvirziena un līknes kustības piemērus, ar kuriem esat saskārušies savā dzīvē.(Skolēnu atbildes)

Ķermeņa kustība pa apli ir īpašs līknes kustības gadījums.

Jebkuru līkni var attēlot kā dažādu (vai vienādu) rādiusu apļu loku summu.

Līklīnijas kustība ir kustība, kas notiek pa apļa lokiem.

Iepazīstinām ar dažām līknes kustības īpašībām.

Līklīnijas kustība ar nemainīgu modulo ātrumu. Kustība ar paātrinājumu, tk. ātrums maina virzienu.

5., 6. slaids. Ātruma un paātrinājuma vektoru virziens.

Ļaujiet ķermenim pārvietoties pa izliektu ceļu no punkta A līdz punktam B. Ķermeņa noietais ceļš ir loka AB garums, un nobīde ir vektors, kas virzīts gar hordu AB. Uzzīmēsim virkni akordu starp punktiem un iedomāsimies, ka ķermenis pārvietojas pa šiem akordiem. Uz katras no tām ķermenis pārvietojas pa taisnu līniju, un ātruma vektors ir vērsts pa hordu, t.i., pa pārvietošanās vektoru. Turpinot samazināt taisno posmu garumu, mēs tos saraujam punktos, un lauztā līnija pārvēršas gludā līknē. Izrādās, ka ātrums šajā punktā ir pieskares līknei.

Ķermeņa momentānais ātrums jebkurā līknes trajektorijas punktā ir vērsts tangenciāli trajektorijai šajā punktā.

Ķermeņa paātrinājums ir vērsts uz apļa centru.

7. slaids.

Kad ķermenis vienmērīgi pārvietojas pa apli, paātrinājuma vektors vienmēr ir perpendikulārs ātruma vektoram, kas ir vērsts tangenciāli aplim.

Ķermenis pārvietojas pa apli, ar nosacījumuka lineārais ātruma vektors ir perpendikulārs centripetālā paātrinājuma vektoram.

8. slaids. (darbs ar ilustrācijām un slaidu materiāliem)

centripetālais paātrinājums- paātrinājums, ar kādu ķermenis pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu, vienmēr ir vērsts pa apļa rādiusu uz centru.

a c =

9. slaids.

Pārvietojoties pa apli, ķermenis pēc noteikta laika atgriezīsies sākotnējā punktā. Apļveida kustība ir periodiska.

Aprites periods- tas ir laika periods T , kura laikā ķermenis (punkts) veic vienu apgriezienu pa apkārtmēru.

Perioda vienība - otrais

Rotācijas biežums ir pilnu apgriezienu skaits laika vienībā.

Frekvences vienība

Studentu ziņa 1.Periods ir daudzums, kas bieži sastopams dabā, zinātnē un tehnoloģijā. Zeme griežas ap savu asi, vidējais šīs rotācijas periods ir 24 stundas; pilnīgs Zemes apgrieziens ap Sauli aizņem apmēram 365,26 dienas; helikoptera dzenskrūves vidējais griešanās periods ir no 0,15 līdz 0,3 s; asinsrites periods cilvēkam ir aptuveni 21 - 22 s.

Studenta ziņa 2.Frekvenci mēra ar speciāliem instrumentiem – tahometriem.

Tehnisko ierīču rotācijas ātrums: gāzturbīnas rotors griežas ar frekvenci no 200 līdz 300 1/s; No Kalašņikova triecienšautenes izšauta lode griežas ar frekvenci 3000 1/s.

10. slaids. Saikne starp periodu un biežumu:

Ja laikā t ķermenis ir veicis N pilnus apgriezienus, tad apgriezienu periods ir vienāds ar:

Periods un biežums ir apgriezti lielumi: biežums ir apgriezti proporcionāls periodam, un periods ir apgriezti proporcionāls biežumam

13. slaids. Apļveida kustības kinemātika.

Skolotājs. Ar vienmērīgu kustību aplī tā ātruma modulis nemainās. Bet ātrums ir vektora lielums, un to raksturo ne tikai skaitliskā vērtība, bet arī virziens. Vienmērīgi kustoties aplī, ātruma vektora virziens visu laiku mainās. Tāpēc šāda vienmērīga kustība tiek paātrināta.

Līnijas ātrums: ;

Centripetālais paātrinājums: ;

15. slaids. Centripetālais spēks.

Spēku, kas notur rotējošu ķermeni uz apļa un ir vērsts uz rotācijas centru, sauc par centripetālo spēku.

Lai iegūtu formulu centripetālā spēka lieluma aprēķināšanai, jāizmanto Ņūtona otrais likums, kas ir piemērojams jebkurai līknes kustībai.

Aizstāšana formulācentripetālā paātrinājuma vērtība a c = , mēs iegūstam centripetālā spēka formulu: F=

Centrpetālais spēks ir atkarīgs no lineārā ātruma: palielinoties ātrumam, tas palielinās. Tas ir labi zināms visiem slidotājiem, slēpotājiem un riteņbraucējiem: jo ātrāk pārvietojaties, jo grūtāk ir veikt pagriezienu. Autovadītāji ļoti labi zina, cik bīstami ir strauji pagriezt automašīnu lielā ātrumā.

Spēku iedarbībā ķermeņi var kustēties pa apli dažādi veidi. Nr: vieglatlētikas āmura bumbiņa pārvietojas pa apli troses elastīgā spēka iedarbībā; planētas riņķo ap sauli, un pavadoņi ap planētām griežas spēka ietekmē smagums. Šo spēku iedarbībā notiek paātrinājums, kas maina ķermeņa ātruma virzienu, kā rezultātā tas pārvietojas pa apli vai tā loku.

20. slaids. Atrakcijas, karuseļi.

Studenta ziņa 3.Viduslaikos sacensību turnīrus sauca par karuseļiem (toreiz šim vārdam bija vīriešu dzimte). Vēlāk, 18. gadsimtā, lai sagatavotos turnīriem, tā vietā, lai cīnītos ar īstiem pretiniekiem, viņi sāka izmantot rotējošu platformu, moderna izklaides karuseļa prototipu, kas pēc tam parādījās pilsētas gadatirgos.

Krievijā pirmais karuselis tika uzbūvēts 1766. gada 16. jūnijā iepretim Ziemas pilij. Karuselis sastāvēja no četrām kadriļām: slāvu, romiešu, indiešu, turku. Otro reizi karuselis tika uzbūvēts tajā pašā vietā, tajā pašā gadā 11. jūlijā. Detalizēts šo karuseļu apraksts ir sniegts 1766. gada laikrakstā Sanktpēterburgas Vedomosti.

Pārnestā nozīmē karuselis ir strauji mainīgu objektu vai notikumu virkne.

Slaids Fizkulminutka acīm

Jauna materiāla konsolidācija.

Skolotājs. Šodien šajā nodarbībā iepazināmies ar līknes kustības aprakstu, ar jauniem jēdzieniem un jauniem fizikāliem lielumiem.

Saruna par:

Kas ir periods un biežums? Kā šie daudzumi ir saistīti? Kādās vienībās tās mēra? Kā tos var identificēt?
Kas ir lineārais ātrums? Kādās vienībās to mēra? Kā to var aprēķināt?
Kāds ir centripetālā paātrinājuma virziens? Kāda formula tiek izmantota, lai to aprēķinātu?
Kā tiek virzīts centripetālais spēks? Kāda formula tiek izmantota, lai to aprēķinātu?

4. Zināšanu un prasmju pielietošana jaunā situācijā.

Pārejam pie praktiska uzdevuma (18. slaids). (Grupas darbs)

Uz galdiem ir aprīkojums: digitālais hronometrs, lineāls un korpuss uz vītnes. Uzdevums: Noteikt rotācijas kustības periodu, frekvenci, ātrumu un centripetālo paātrinājumu. Priekš šī :

Mērs laiks t 10 pilni rotācijas kustības apgriezieni, griešanās rādiuss R.

Aprēķināt periods T un biežums v , griešanās ātrums v, centripetālais paātrinājums a c. Iestatiet to kā uzdevumu.

Mainīt griešanās rādiuss (vītnes garums), atkārtojiet eksperimentu, mēģinot saglabāt tādu pašu ātrumu,pieliekot pūles.

Izdariet secinājumu par perioda, frekvences un paātrinājuma atkarību no griešanās rādiusa (jo mazāks griešanās rādiuss, jo īsāks apgriezienu periods un lielāka frekvences vērtība).

24.-29. slaidi.

Frontālais darbs ar interaktīvo testu.

Jums jāizvēlas viena no trim iespējamām atbildēm.

Ķermenis pārvietojas pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu. Kā mainīsies tā centripetālais paātrinājums, ja apļa rādiuss samazināsies 3 reizes?
Veļas mazgājamās mašīnas centrifūgā veļa centrifūgas cikla laikā pārvietojas pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu horizontālā plaknē. Kāds ir tā paātrinājuma vektora virziens?
Slidotājs pārvietojas ar ātrumu 10 m/s pa apli, kura rādiuss ir 20 m Nosakiet viņa centripetālo paātrinājumu.
Kur tiek virzīts ķermeņa paātrinājums, kad tas pārvietojas pa apli ar nemainīgu ātrumu absolūtā vērtībā?
Materiāls punkts pārvietojas pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu. Kā mainīsies tā centripetālā paātrinājuma modulis, ja punkta ātrums tiks trīskāršots?
Automašīnas ritenis veic 20 apgriezienus 10 sekundēs. Noteikt riteņa griešanās periodu?

Apkopojot stundu.

Novērtēšana. Atspulgs.

Vai visi mērķi ir sasniegti?

Ko tu esi iemācījies?

ES nezināju… -

Tagad es zinu …

D / z: 18.-19. lpp., 18. vingrinājums (2.4).

L S. A. Tihomirova. Didaktiskais materiāls fizikā. Fizika daiļliteratūrā. 7 - 11 klases. – M.: Apgaismība. 1996. gads

Nodarbība #9

Temats. Vienmērīga ķermeņa kustība pa apli. Rotācijas periods un biežums. Leņķiskais ātrums

Mērķis: veidot zināšanas par kustību, ceļu, ātrumu un paātrinājumu, par momentānā ātruma virzienu līknes kustības laikā, ķermeņa rotācijas periodu un biežumu; salīdzināt kustību, ceļu, ātrumu taisnvirziena vienmērīgu, nevienmērīgu un izliektu kustību laikā; pastāstīt par plašs pielietojums līknes kustības tehnoloģijā, lauksaimniecībā.

Nodarbības veids: jauna mācību materiāla apguves nodarbība.

Vizuāli: izliektas kustības demonstrēšana, apļveida kustība, momentānā ātruma virziens līknes kustības laikā

Frontālais apsekojums par taisnās kustības trajektoriju, ceļu, nobīdi, momentāno ātrumu.

II. Motivācija mācībām. Ziņojums par nodarbības tēmu un mērķiem

III. Jauna materiāla apgūšana

Heiristiskās sarunas laikā skolēni, klausoties skolotāju, veido zīmējumus kladēs, veic pierakstus.

Vienkāršākais ķermeņa līklīniskās translācijas kustības veids ir tā kustība pa apli, kad visi ķermeņa punkti pārvietojas pa vienādiem apļiem. Šāda kustība ir diezgan reta: šādi pārvietojas skatu ratu kabīnes pilsētas parkos. Tajā pašā laikā jebkuru ķermeņa sarežģītu līknes kustību pietiekami mazā tā trajektorijas posmā var aptuveni uzskatīt par vienmērīgu kustību pa apli. Tāpēc, lai pētītu patvaļīgu izliektu kustību, jāsāk no vienkārša: vienmērīgas kustības apļa izpēte. Aptuveni var aplūkot vienveidīgas kustības piemērus: Zemes mākslīgo pavadoņu kustība, mehānismos rotējošo daļu kustība utt.

Sāksim šīs kustības izpēti ar svarīgo momentānā ātruma kinemātisko vērtību. Momentānais ātrums jebkurā ķermeņa līknes trajektorijas punktā ir vērsts tangenciāli trajektorijai šajā punktā.

Par to varat pārliecināties, skatoties darbu pie dzirnaviņas. Ja piespiedīsiet tērauda šautriņas galu pret rotējošu slīpakmeni, jūs redzēsiet, kā karstas daļiņas no akmens atdalās dzirksteļu veidā. Šīs daļiņas lido ar tādu pašu ātrumu, kāds tām bija atdalīšanas brīdī no akmens. Dzirksteles kustības virziens sakrīt ar apļa pieskari vietā, kur šautra pieskaras akmenim. Arī šļakatas no automašīnas riteņiem tangenciāli virzās uz apli, kas izslīd.

Momentānā ātruma modulis vienmērīgas kustības laikā pa apli laika gaitā nemainās. Vienota apļveida kustība ir kustība, kuras laikā ķermenis ( materiālais punkts) jebkuros vienādos laika intervālos iziet vienādus loku segmentus. Aptuveni var aplūkot vienveidīgas kustības piemērus: Zemes mākslīgo pavadoņu kustība, mehānismos rotējošo daļu kustība utt. Šādas materiāla punkta kustības ātrums pa līniju (apļa) moduli ir nemainīgs un ir vērsts tangenciāli katrā apļa punktā.

Punkta A, kas virzās pa apli, novietojumu nosaka rādiusa vektors, kas novilkts no apļa O centra uz šo punktu (1. att.). Rādiusa vektora modulis ir vienāds ar šī apļa R rādiusu.

Ķermeņa ātrumu aplī (lineārais ātrums) pēc analoģijas ar vienmērīgu taisnvirziena kustību var atrast pēc formulas:

kur l ir tāda riņķa loka garums, ko šķērso materiāls punkts laikā t (2. att.).

Ļaujiet ķermenim veikt vienu apgriezienu aplī, tad ātruma noteikšanas formula būs šāda:

kur T ir viena apgrieziena laiks ap apli ar rādiusu R. Šo laiku sauc par rotācijas periodu. Lineāro ātrumu mēra metros sekundē (m/s).

Daudz biežāk dabā un tehnikā notiek ķermeņa rotācijas kustība, kad viens punkts vai punktu kopa, kas atrodas uz rotācijas ass, paliek nekustīgs. Tāda ir topu kustība, stacionāra velosipēda ritenis, pulksteņa rādītāji utt. Rotējot ap fiksēto asi O, dažādiem ķermeņa punktiem 1, 2, 3 (3. att.) būs dažādi lineārie ātrumi 1, 2, 3, tāpēc nevar runāt par ķermeņa ātrumu. Vēlams atrast tādus ķermeņa rotācijas kustības raksturlielumus, kas būtu kopīgi, vienādi visiem tā punktiem.

Kā redzams no att. 3, katram no šī diska punktiem ir savs lineārais ātrums, jo tajā pašā laikā tie iet garām attiecīgi loka segmentiem l 1 > l 2 > l 3 . Šiem punktiem tas pats būs griešanās leņķiskais ātrums. Punkta, kas vienmērīgi pārvietojas pa apli, leņķiskais ātrums ω ir skaitliski vienāds ar leņķa φ attiecību, par kuru rādiusa vektors griežas līdz laikam t un paliek nemainīgs:

Fizikā leņķus mēra radiānos (rad). Lai atrastu leņķa φ vērtību radiānos, no tā virsotnes jāizvelk patvaļīgs loks un jāatrod šī loka garuma attiecība pret rādiusu R (4. att.):

Tāpēc leņķiskā ātruma mērvienība ir 1 rad/s, kas atbilst tāda punkta ātrumam, kurš griežas vienmērīgi un kura rādiusa vektors apraksta 1 rad leņķi 1 s. Un formula vienam apgriezienam ap apli būs šāda:

Rotācijas periodam apgriezto vērtību sauc par griešanās frekvenci, un to mēra ar apgriezienu skaitu laika vienībā ([ ν ] \u003d 1 / c ):

Patvaļīgam apgriezienu skaitam rotācijas ātrumu nosaka pēc formulas:

kur N ir apgriezienu skaits, t ir ķermeņa griešanās laiks.

Pēc ātruma izteiksmes aizstāšanas mums ir:

Atradīsim lineāro un leņķisko ātrumu attiecību, pamatojoties uz formulu:

Tā kā lineārais ātrums mainās virzienā, materiālais punkts pārvietojas pa apli un iegūst paātrinājumu. Ķermeņa paātrinājums, kas vienmērīgi pārvietojas pa apli jebkurā punktā, ir centripetāls, tas ir, taisns pa apļa rādiusu līdz tā centram. Jebkurā punktā paātrinājuma vektors ir perpendikulārs ātruma vektoram. Šī vienmērīgas kustības paātrinājuma iezīme aplī ir parādīta attēlā. 5.

Kāds ir centripetālā paātrinājuma modulis? Skaitliskā vērtība(moduļa) paātrinājumu var viegli atrast no att. 5.

Trīsstūris, ko veido vektori 0 un Δ, ir vienādsānu, jo = 0 . Trijstūris OAB att. 5 ir arī vienādsānu, jo malas OA un OB ir apļa rādiusi. Abu trīsstūru virsotnēs leņķi ir vienādi, jo tos veido savstarpēji perpendikulāras malas: 0 OA un OB. Tāpēc trijstūri ir līdzīgi kā vienādsānu ar vienādiem leņķiem virsotnēs. No trīsstūru līdzības izriet atbilstošo malu proporcionalitāte:

kur un Δ ir ātruma un ātruma maiņas moduļi pārejas laikā no punkta A uz punktu B, R ir apļa rādiuss. Ja punkti A un B atrodas ļoti tuvu viens otram, tad hordu AB nevar atšķirt no loka AB. Un loka AB garums ir ceļš, ko ķermenis nobrauc ar nemainīgu modulo ātrumu. Tas ir vienāds ar t. Tāpēc mēs varam rakstīt:

Tā kā aplūkojamais laika intervāls t ir ļoti mazs, tad Δ / t ir paātrinājuma modulis. Sekojoši,

Citas centripetāla paātrinājuma izteiksmes:

Tādējādi, vienmērīgi kustoties pa apli visos apļa punktos, centripetālais paātrinājums absolūtā vērtībā ir vienāds. Taču tas vienmēr ir taisns pa rādiusu virzienā uz centru (6. att.), lai paātrinājuma virziens no punkta uz punktu mainītos. Tāpēc ķermeņa vienmērīgu kustību aplī nevar uzskatīt par vienmērīgi paātrinātu.

Jebkuru kustību pa līknes trajektoriju var attēlot kā kustību pa dažādu rādiusu apļu lokiem. Attēlā parādīta viena no sarežģītajām trajektorijām, pa kuru ķermenis pārvietojas, un ķermeņa centripetālais paātrinājums tā dažādos punktos. 7:

Līdz ar to jebkurā līknes trajektorijas punktā ķermenis pārvietojas ar paātrinājumu, kas vērsts uz apļa centru, kura daļa ir šī punkta tuvumā esošais trajektorijas posms. Un paātrinājuma modulis ir atkarīgs no ķermeņa ātruma un no atbilstošā apļa rādiusa.

IV. Nodarbības kopsavilkums

Pabeigt teikumu:

Es uzzināju, ka...

Tagad es varu.. .

Tātad,...

V. Mājas darbs

1. Izpētīt attiecīgo mācību grāmatas sadaļu, stundu kopsavilkumu, formulas; sagatavoties tematiskajai vērtēšanai, prezentāciju aizsardzībai.

2. Atrisiniet problēmas:

Cik akas rotatora roktura apgriezienus jāizdara, lai no 8 m dziļas akas paceltu ūdens spaini? Ķēde, uz kuras karājas spainis, ir aptīta ap vārpstu ar rādiusu 10 cm.

Atrodiet attēlā redzamā hronometra minūtes rādītāja leņķisko ātrumu un griešanās frekvenci, ja mazās ciparnīcas dalījuma vērtība ir 2 minūtes.

Uz studenta kopsavilkumu

Vienota kustība aplī ir kustība pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu.

Vienmērīgas kustības galvenie raksturlielumi aplī: apļa rādiuss r, griešanās periods T, griešanās frekvence v, leņķiskais ātrums ω.

Attiecība starp šīm vērtībām:

Momentānais ātrums noteiktā trajektorijas punktā ir vērsts tangenciāli trajektorijai šajā punktā, tas ir, perpendikulāri rādiusam, kas novilkts no apļa centra līdz šim punktam. Vienmērīgas kustības laikā pa apli paātrinājums katrā laika momentā tiek virzīts pa rādiusu uz apļa centru. Centrpetālā paātrinājuma moduli var atrast ar jebkuru no formulām: