Урок по физике для 9 класса «Прямолинейное движение с постоянным ускорением»

Урок по физике для 9 класса

«Прямолинейное движение с постоянным ускорением»

Зенкова Ю.Н.

(Свердловская обл.,

г.Краснотурьинск, Россия,

МАОУ «СОШ № 17»

school17-kt@yandex.ru)

Тема урока: Обобщающий урок по теме «Прямолинейно движение с постоянным ускорением». 9 класс.

Цель: обобщить и систематизировать знания учащихся по теме: «Прямолинейное равнопеременное движение»;

Задачи: 1.составить обобщающие таблицы; 2.пользуясь таблицами, научиться легко ориентироваться при решении конкретных задач; 3.приводить примеры равнопеременного движения в природе , технике и быту.

Ожидаемый результат:

учащиеся должны уметь применять теоретические знания по кинематике при решении аналитических и графических задач.

Основной задачей механики является определение координаты движущегося тела в произвольный момент времени. Изменение положение движущегося тела в пространстве характеризуют векторная величина - перемещение и скалярная - путь. Однако эти величины не содержат информацию о том, как быстро происходит это перемещение. Поэтому введена пространственно-временная характеристика движения - скорость. Изменение же во времени скорости характеризует ускорение, являющееся также пространственно-временной характеристикой движения.

Поэтому составляется таблица кинематических характеристик: «Скорость, ускорение, перемещение и координата при равнопеременном движении».

Характеристики движения

Равнопеременное движение

Равномерное движение

Свободное падение.

Ускорение

a_x = V_x - V_0x

t

a_x = 0

a_x = g_у ≈ 10 м/c²

Скорость

V_x=V_0x + a_x·t

V_x=V_0x

V_у=V_0у + g_у·t

Перемещение

S_x= V_0x·t + a_x·t²

2

S_x = -

2· a_x

S_x= V_0x·t

S_у= V_0у·t + g_у·t²

2

S_у = -

2· g_у

Закон движение

x = x₀ + V_0x·t + a_x·t²

2

x = x₀ + V_0x·t

у = у₀ + V_0у·t + g_у·t²

2

В школьной программе рассматривается только равнопеременное движение - движение с постоянным по модулю и направлению ускорением: а = const.

Но: 1. Прямолинейное равномерное движение - это движение, при котором

а = 0.

2. Прямолинейное равноускоренное движение - это движение, при котором ускорение параллельно (сонаправлено) скорости и постоянно по модулю: а V , а = const.

3. Прямолинейное равнозамедленное движение - это движение, при котором ускорение антипараллельно (противоположно) скорости и постоянно по модулю: а V , а = const.

4. Свободное падение - это падение тел на Землю в отсутствии сил сопротивления воздуха с одинаковым ускорением, называемым ускорением свободного падения, т.е. а = g.

Таким образом, прямолинейно равномерное, равноускоренное, равнозамедленное движения, а также свободное падение тел можно считать частными случаями равнопеременного движения.

Используя это важно обратить внимание учащихся на запоминание формул равнопеременного движения, т.е. формул второй колонки таблицы.

Методика использования таблицы:

1. Прочитать условие задачи.

2. Определить тип движения.

3. Выбрать соответствующий столбик таблицы.

4. Решать задачу, используя необходимые формулы.

Примеры работы по таблице.

Задача № 1.

Движение грузового уравнения описывается уравнением х = -270 + 12t. Опишите характер движения автомобиля. Найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости, координату и перемещение автомобиля за 20 с. Когда автомобиль пройдет через начало координат. Постройте график зависимости х(t) и V_x(t).

Дано: Решение:

х = -270 + 12t т.к. в уравнении движения время в первой степени, то

t= 20 с характер движения - прямолинейное равномерное и,

1)характер движения; поэтому работает третья колонка таблицы.

2) х₀;Из уравнения определяются: х₀ = -270, V₀ = 12.

3) V; Т.к. проекция скорости V_0х>0, то движение сонаправ-

4) S; лено с положительным направление оси Ох.

5) t^|. Через 20 с координата х(20) = -270+12· 20 = - 30,

S_х (20) = V_0x·t = 12·20 = 240.

Если автомобиль проходит через начало координат, то его координата х = 0, следовательно, 0 = -270 + 12·t, откуда t = 22,5 с.

V

-270 S -30 0 X

Задача № 2.

Уравнение движения тела имеет вид х = 15 - 3t + 0,5t². Опишите характер движения тела. Найдите начальную координату, модуль и направление начальной скорости, модуль и направление вектора ускорения. Напишите уравнение зависимости V_х(t) и постройте её график. Найдите скорость точки через 2 с и 4 с после начала движения. Найдите координату через 3 с после начало движения. Какое перемещение совершило тело за это время? Найдите перемещение тела за 6 с. Найдите путь, пройденный телом за 6 с.

Дано: Решение:

х = 15 - 3t + 0,5t² т.к. в уравнении движения время во второй степени,

t₁= 2 c а проекция ускорения a_x >0, то характер движения -

t₂= 4 c прямолинейно равноускоренное

t₃= 3 c поэтому, работает первая колонка таблицы.

t₄= 6 c Из уравнения определяются: х₀ = 15, V_0х = -3, а_х=1.

1) характер движения; Уравнение зависимости V_х(t) будет иметь вид:

2) х₀ ,V_0x , a_xV_х(t)=-3+t.

3) V_x(t) V(t₁)=-3+2=-1

4) V(t₁), V(t₂) V(t₂)=-3+4=1

5) х(t₃), S_x (t₃) х(t₃)= 15 - 3·3 + 0,5·3² = 10,5

6) S_x (t₄). S_x (t₃) = - 3·3 + 0,5·3² = -4,5

S_x (t₄) = - 3·6 + 0,5·6²=0

а V

0 15 X

Задача № 3.

При свободном падении тело достигает поверхности земли через 5 с. Какова скорость в момент падения и с какой высоты оно упало, если начальная скорость тела равна нулю?

Дано:

а=g≈10 м/c² Т.к. в задаче идёт речь о свободном падении тела, то пользу-

V₀= 0 м/c емся третьей колонкой таблицы.

t= 5 с Скорость в момент падения найдем по формуле V_у=V_0у + g_у·t.

V, H - ? Учитывая, что V₀= 0, V_у =V, g_у = g, получаем

V= 10· 5 = 50 м/с.

H=S_y=V_0у·t + g_у·t² = 10· 5²/2 = 125 м.

2

0

S g

Y V

Ответ: V =50 м/с, H = 125 м.

Задача № 4.

Мяч брошен вертикально вверх со скоростью 24 м/с. На какую высоту он поднимется? Чему равно время полёта?

Дано: Решение:

V₀=24 м/с Y

H, t_полёта-? g

H S V₀

0

Т.к. в задаче идёт речь о свободном падении тела, то пользуемся третьей колонкой таблицы. При подъёме тела его скорость уменьшается и на максимальной высоте подъёма равна нулю. Учитывая, что V_0y=V₀, H=S_y, g_y=-g решим задачу.

H= S_у = - =24²/20 = 28 м.

2· g_у

Т.к.к концу полёта координата y=0, а начальная y₀=0, то время полёта найдем по формуле: у = у₀ + V_0у·t + g_у·t²

2

0=0+24t-5t², откуда t_полёта = 4,8 с.

Ответ: H=28 м, t_полёта = 4,8 с.

Также может быть составлена таблица:

«Графики зависимости координаты, скорости, ускорения от времени при равнопеременном движении».

График

Равнопеременное движение

Равномерное движение

Свободное падение.

Ускорение

а_х

р/у

t

р/з

а_х

t

а_х=g_y

₁₀

или t

_-10

Скорость

V

р/у

р/з

t

V

или t

V

или

t

Перемещение

s

или t

Закон движение

х р/у

р/з

t

х

или

t

y

t

Задачи для работы на уроке.

1.Движение велосипедиста описывается уравнением х = 150-10t. Опишите характер движения велосипедиста, найдите начальную координату, модуль и направление вектора скорости. В какой момент времени велосипедист проедет мимо станции, если её координата равна х = 100 м?

2. Уравнения движения двух тел имеют вид х₁ = 10t+0,4t² и х₂=-6t+2t². Опишите характер движения каждого тела. Найдите место и время их встречи. В какой момент времени тела будут иметь одинаковые по модулю скорости и совпадать по направлению? Будут ли тела находиться в какой-нибудь из этих моментов времени в одной точке пространства? Каким будет расстояние между ними через 5 с после начала движения?

3.Над шахтой глубиной 40 м вертикально вверх бросила камень со скоростью 12 м/с. Через сколько времени будет услышан звук от удара камня о дно шахты, если скорость звука 330 м/с?

Домашнее задание:

Переписать таблицы, составленные на уроке в справочник по физике и выучить формулы.

Используемая литература:

1.Перышкин А.В., Гутник Е.М., Физика. 9 кл.:учебник для общеобразоват.учреждений. - 15-е изд., стереотип. - М.:Дрофа, 2010 г.

2.Степанова Г.Н. Сборник задач по физике: для 9 - 11 кл. общеобразоват. учреждений. - 2-е изд., - М.: Просвещение,1996 г.