Даний відеоурок призначається для самостійного вивченнятеми "Рух тіла, кинутого вертикально вгору". У результаті заняття учні отримають уявлення про рух тіла, що у вільному падінні. Вчитель розповість про рух тіла, кинутого вертикально нагору.
На попередньому уроці ми розглянули питання руху тіла, яке було у вільному падінні. Нагадаємо, що вільним падінням (рис. 1) ми називаємо такий рух, який відбувається під дією сили тяжіння. Спрямована сила тяжіння вертикально вниз по радіусу до центру Землі, прискорення вільного падінняпри цьому одно.
Рис. 1. Вільне падіння
Чим буде відрізнятися рух тіла, кинутого вертикально вгору? Відрізнятися буде тим, що початкова швидкість буде спрямована вертикально вгору, тобто теж можна вважати радіусом, але не до центру Землі, а, навпаки, від центру Землі вгору (рис. 2). А ось прискорення вільного падіння, як ви знаєте, спрямоване вертикально донизу. Значить, можна сказати таке: рух тіла по вертикалі вгору в першій частині шляху буде рухом уповільненим, причому цей уповільнений рух відбуватиметься теж із прискоренням вільного падіння і теж під дією сили тяжіння.
Рис. 2 Рух тіла, кинутого вертикально вгору
Давайте звернемося до малюнка і подивимося, як направлені вектори і як це поєднується з системою відліку.
Рис. 3. Рух тіла, кинутого вертикально нагору
У разі система відліку пов'язані з землею. Ось Ойспрямована вертикально вгору, як і вектор початкової швидкості. На тіло діє сила тяжіння, спрямована вниз, яка повідомляє тілу прискорення вільного падіння, яке також буде спрямоване вниз.
Можна відзначити таку річ: тіло буде рухатися уповільнено, підніметься до деякої висоти , а потім почне прискоренопадати донизу.
Максимальну висоту ми позначили при цьому.
Рух тіла, кинутого вертикально вгору, відбувається поблизу Землі, коли прискорення вільного падіння вважатимуться постійним (рис. 4).
Рис. 4. Поблизу поверхні Землі
Звернемося до рівнянь, які дають можливість визначити швидкість, миттєву швидкість і пройдену відстань при русі. Перше рівняння - це рівняння швидкості: . Друге рівняння - рівняння руху за рівноприскореному русі: .
Рис. 5. Вісь Ойспрямована вгору
Розглянемо першу систему відліку - систему відліку, пов'язану із Землею, вісь Ойспрямована вертикально догори (рис. 5). Початкова швидкість теж спрямована вертикально нагору. На попередньому уроці ми вже говорили, що прискорення вільного падіння спрямоване вниз радіусом до центру Землі. Отже, якщо тепер рівняння швидкості призвести до даної системи відліку, ми отримаємо таке: .
Це проекція швидкості у певний момент часу. Рівняння руху в цьому випадку має вигляд: 
.
Рис. 6. Вісь Ойспрямована вниз
Розглянемо іншу систему відліку, коли вісь Ойспрямована вертикально донизу (рис. 6). Що зміниться від цього?
. Проекція початкової швидкості буде зі знаком мінус, тому що її вектор спрямований нагору, а вісь обраної системи відліку спрямована вниз. У цьому випадку прискорення вільного падіння буде зі знаком плюс, бо спрямоване вниз. Рівняння руху: 
.
Ще одне дуже важливе поняття, яке потрібно розглянути – поняття невагомості.
Визначення.Невагомість– стан, у якому тіло рухається лише під впливом сили тяжкості.
Визначення. Вага– сила, з якою тіло діє на опору чи підвіс унаслідок тяжіння до Землі.
Рис. 7 Ілюстрація до визначення ваги
Якщо тіло поблизу Землі або на невеликій відстані від поверхні Землі рухатиметься тільки під дією сили тяжіння, воно не впливає на опору або підвіс. Такий стан і називається невагомістю. Дуже часто невагомість плутають із поняттям відсутності сили тяжіння. У разі необхідно пам'ятати, що вага – це вплив на опору, а невагомість- Це коли на опору дію не надають. Сила тяжіння – це сила, яка завжди діє поблизу Землі. Ця сила – результат гравітаційної взаємодії із Землею.
Звернімо увагу на ще один важливий момент, пов'язаний із вільним падінням тіл та рухом вертикально вгору. Коли тіло рухається вгору і рухається з прискоренням (рис. 8), виникає дія, що призводить до того, що сила, з якою тіло діє на опору, перевершує силу тяжіння. Якщо таке відбувається, цей стан тіла називається перевантаженням, або кажуть, що саме тіло зазнає перевантаження.
Рис. 8. Перевантаження
Висновок
Стан невагомості, стан навантаження – це екстремальні випадки. В основному, коли тіло рухається горизонтальною поверхнею, вага тіла і сила тяжіння найчастіше залишаються рівними один одному.
Список літератури
- Кікоїн І.К., Кікоїн А.К. Фізика: Навч. для 9 кл. середовищ. шк. - М: Просвітництво, 1992. - 191 с.
- Сивухін Д.В. Загальний курс фізики - М: Державне видавництво техніко-
- теоретичної літератури, 2005. – Т. 1. Механіка. – С. 372.
- Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Фізика: Довідник із прикладами розв'язання задач. - 2-ге видання, переділ. – X.: Веста: Видавництво «Ранок», 2005. – 464 с.
- Інтернет-портал «eduspb.com» ()
- Інтернет-портал «physbook.ru» ()
- Інтернет-портал «phscs.ru» ()
Домашнє завдання
Запитання.
1. Чи діє сила тяжіння на підкинуте вгору тіло під час його підйому?
Сила тяжіння діє на всі тіла, незалежно від того, підкинуте воно вгору чи перебуває у стані спокою.
2. З яким прискоренням рухається підкинуте вгору тіло за відсутності тертя? Як змінюється швидкість руху тіла?
3. Від чого залежить найбільша висота підйому кинутого догори тіла в тому випадку, коли опір повітря можна знехтувати?
Висота підйому залежить від початкової швидкості. (Обчислення див. попереднє питання).
4. Що можна сказати про знаки проекцій векторів миттєвої швидкості тіла та прискорення вільного падіння при вільному русі цього тіла вгору?
При вільному русі тіла нагору знаки проекцій векторів швидкості та прискорення протилежні.
5. Як ставилися досліди, зображені на малюнку 30, і який висновок із них випливає?
Опис дослідів див. на стор. 58-59. Висновок: Якщо тіло діє лише сила тяжкості, його вага дорівнює нулю, тобто. воно перебуває у стані невагомості.
Вправи.
1. Тенісний м'яч кинули вертикально вгору початковою швидкістю 9,8 м/с. Через який проміжок часу швидкість м'яча, що піднімається, зменшиться до нуля? Яке переміщення від місця кидка при цьому здійснить м'яч?
Тема:Вільне падіння. Невагомість
- Тип уроку:комбінований.
- Мета уроку:дати учням уявлення про вільне падіння тіл, як окремий випадок рівномірного руху, при якому модуль вектора прискорення є постійною величиноювсім тіл; формувати вміння розраховувати координату та швидкість тіла у будь-який момент часу вільного падаючого тіла; дати концепцію невагомості.
- Обладнання для уроку:м'ячик, аркуш паперу, паперова кулька, металева монетка, паперова монетка, кульки різної маси, "трубка Ньютона", ПК та ВД.
- 1. Підготовка до основного матеріалу.
- 2. Вивчення нового матеріалу.
- 3. Закріплення матеріалу.
- 4. Підсумки уроку.
- 5. Домашнє завдання.
- 1. Самостійна робота:
- 1 варіант. 1) Якою є маса тіла, якому сила 10 Н повідомляє прискорення 2 м/с2?
- 2) Яким може бути модуль рівнодіючої сил 25 Н та 10 Н?
- 2 варіант.1) Яке прискорення повідомляє сила 20 Н тілу масою 2 кг?
- 2) Одна з сил, що діють на тіло, дорівнює15 Н. Чому дорівнює друга сил, якщо модуль рівнодіючої цих сил дорівнює 5Н?
- 1) Прочитати та записати математично третій закон Ньютона.
- 2) Чим відрізняється рівноприскорений рух від рівномірного?
- 3) Запишіть формулу визначення швидкості при рівноприскореному русі.
- 4) Запишіть формулу визначення переміщення при рівноприскореному русі.
- 5) Які закономірності притаманні рівноприскореному руху?
- 6) Назвіть особливості третього закону Ньютона
- Так як сила тяжіння, що діє на всі тіла поблизу поверхні Землі, постійна, то тіло, що вільно падає, повинно рухатися з постійним прискоренням, тобто рівноприскорено.
1.Історичні відомості.
- Теорія Аристотеля:Чим важче тіло, тим швидше воно падає.
- протиріччя: якщо легке тіло падає повільніше, ніж важке, то легке разом із важким падатиме повільніше(?), чи швидше оскільки одне важче?
- 1) Падіння аркуша паперу
- та паперової кулі. 2)
- 2) Падіння різних
- за масою куль.
- 3) Падіння паперової та
- металевої монети 3)
- окремо та разом.
- Досліди із кулями різної маси, які скидали з Пізанської вежі.
- Кулі приземлилися майже одночасно.
- Отже, якщо опір повітря можна знехтувати, всі тіла, падаючи, рухаються рівноприскорено з одним прискоренням.
- Такого ж висновку ми приходимо, вивчаючи стробоскопічні фотографії.
- - фотографування через рівні проміжки часу падаючої кульки (стор. 53 підручник), фото доводять, що рух кульки рівноприскорений і прискорення вільного падіння g= 9,8 м/с 2
- позначається буквою g від латинського слова gravitas («гравітас»), що означає «тяжкість».
- Досліди, що проводяться з використанням «трубки Ньютона»,
підтверджують, що прискорення вільного падіння в цій точці Землі не залежить від маси, щільності та форми падаючих тіл.
5. Пояснення падіння тіл різної маси з різною швидкістю .
- F 1 = F т + F c F 2 = F т + F c
- F c F c
- F 1 F т
- F т F т = mg = m. 9,8м/с 2
Формули, що характеризують рівноприскорений рух
Рівноприскорений рух
Вільне падіння
V x = V ox +a x t
Рух тіла, кинутого вгору
S х =V ox t+(a х t 2)/2
S у =V oy t+(gt 2)/2
V у = V o у -gt
X = X 0 +V x0 t+(a x t 2)/2
S=V oy t-(gt 2)/2
У=У 0 +V 0y t+(g y t 2)/2
У = V 0y t-(g y t 2)/2
3.Залежність швидкості та координати падаючого тіла від часу.
3.Залежність швидкості та координати тіла, кинутого вертикально вгору, від часу.
- Нехай початкове положення тіла - початок координат, вісь ОУ направимо вниз, тоді графіки V y (t) і У (t):
Невагомістю називається стан, при якому вага тіла дорівнює нулю.
- Цей стан виникає, якщо тіло діє лише сила тяжкості, тіло рухається поступально з прискоренням вільного падіння.
- Тобто тіло, підвішене на пружині, не викликає ніякої деформації пружини, а тіло, що лежить нерухомо на опорі, не чинить на неї ніякої силової дії.
- х Р = m (g - a) g = a P = 0
- 1.Упр. 13 (2) Зі столу заввишки 80 см на підлогу падає олівець. Визначте час падіння.
- 2. Чи однаковим буде час вільного падіння різних тіл з однієї і тієї ж висоти?
- 3. Камінь падав із однієї скелі 2с, з другого 6с. У скільки разів друга скеля вища за першу?
- Домашнє завдання:
- § 13, 14, упр.13 (1,3); №192, 204, 207.
- Відповісти на питання після параграфа, знати тези, виписані в зошит.
Угода
Правила реєстрації користувачів на сайті "ЗНАК ЯКОСТІ":
Забороняється реєстрація користувачів з ними подібними: 111111, 123456, йцукенб, lox і.т.п;
Забороняється повторно реєструватися на сайті (створювати дубль-акаунти);
Забороняється використовувати чужі дані;
Забороняється використовувати чужі e-mail адреси;
Правила поведінки на сайті, форумі та в коментарях:
1.2. Публікація в анкеті особистих даних для інших користувачів.
1.3. Будь-які деструктивні дії щодо даного ресурсу (деструктивні скрипти, підбір паролів, порушення системи безпеки тощо).
1.4. Використання як нікнейм нецензурних слів та виразів; виразів, що порушують закони Російської Федерації, норми етики та моралі; слів і фраз, схожих на нікнейми адміністрації та модераторів.
4. Порушення 2-ї категорії: Караються повною забороною на відправлення будь-яких видів повідомлень на строк до 7 діб. 4.1.Розміщення інформації, що підпадає під дію Кримінального Кодексу РФ, Адміністративного Кодексу РФ та суперечить Конституції РФ.
4.2. Пропаганда у будь-якій формі екстремізму, насильства, жорстокості, фашизму, нацизму, тероризму, расизму; розпалювання міжнаціональної, міжрелігійної та соціальної ворожнечі.
4.3. Некоректне обговорення роботи та образи на адресу авторів текстів та нотаток, опублікованих на сторінках "ЗНАК ЯКОСТІ".
4.4. Загрози на адресу учасників форуму.
4.5. Розміщення свідомо неправдивої інформації, наклепів та інших відомостей, що ганьблять честь і гідність як користувачів, так і інших людей.
4.6. Порнографія в аватарах, повідомленнях та цитатах, а також посилання на порнографічні зображення та ресурси.
4.7. Відкрите обговорення дій адміністрації та модераторів.
4.8. Публічне обговорення та оцінка чинних правил у будь-якій формі.
5.1. Мат та ненормативна лексика.
5.2. Провокації (особисті випади, особиста дискредитація, формування негативної емоційної реакції) та цькування учасників обговорень (систематичне використання провокацій стосовно одного чи кількох учасників).
5.3. Провокування користувачів на конфлікт один з одним.
5.4. Грубість та хамство по відношенню до співрозмовників.
5.5. Перехід на особи та з'ясування особистих відносин на гілках форуму.
5.6. Флуд (ідентичні або беззмістовні повідомлення).
5.7. Навмисне неправильне написання псевдонімів та імен інших користувачів у образливій формі.
5.8. Редагування цитованих повідомлень, що спотворює їх зміст.
5.9. Публікація особистого листування без явно вираженої згоди співрозмовника.
5.11. Деструктивний тролінг - цілеспрямоване перетворення обговорення на перепалку.
6.1. Оверквотинг (надлишкове цитування) повідомлень.
6.2. Використання шрифту червоного кольору, призначеного для коригування та зауважень модераторів.
6.3. Продовження обговорення тем, закритих модератором чи адміністратором.
6.4. Створення тем, які не несуть смислового наповнення або є провокаційними за змістом.
6.5. Створення заголовка теми або повідомлення повністю або частково великими літерами або на іноземною мовою. Виняток робиться для заголовків постійних тем і тем, відкритих модераторами.
6.6. Створення підпису шрифтом більшим, ніж шрифт посту, і використання підпису більше одного кольору палітри.
7. Санкції, які застосовуються до порушників Правил Форуму
7.1. Тимчасова або постійна заборона доступу до Форуму.
7.4. Видалення облікового запису.
7.5. Блокування ІР.
8. Примітки
8.1. Застосування санкцій модераторами та адміністрацією може проводитись без пояснення причин.
8.2. В ці правила можуть бути внесені зміни, про що буде повідомлено всім учасникам сайту.
8.3. Користувачам забороняється використовувати клони в період часу, коли заблоковано основний нік. У цьому випадку клон блокується безстроково, а основний нік отримає додаткову добу.
8.4 Повідомлення, що містить нецензурну лексику, може бути редаговано модератором або адміністратором.
9. Адміністрація Адміністрація сайту "ЗНАК ЯКОСТІ" залишає за собою право видалення будь-яких повідомлень і без пояснення причин. Адміністрація сайту залишає за собою право редагувати повідомлення та профіль користувача, якщо інформація в них лише частково порушує правила форумів. Дані повноваження поширюються на модераторів та адміністраторів. Адміністрація зберігає за собою право змінювати або доповнювати ці Правила за необхідності. Незнання правил не звільняє користувача від відповідальності за порушення. Адміністрація сайту не в змозі перевіряти всю інформацію, яку публікують користувачі. Всі повідомлення відображають лише думку автора та не можуть бути використані для оцінки думки всіх учасників форуму загалом. Повідомлення співробітників сайту та модераторів є виразом їхньої особистої думки і можуть не збігатися з думкою редакції та керівництва сайту.