“Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.”

Фирдоуси (персидский и таджикский поэт, 940-1030 гг.)

Цель урока: изучение метода решения задач на определение веса тела, движущегося по окружности в вертикальной плоскости.

Задачи урока:

• систематизировать знания по теме: “Вес тела”;
• повторить метод решения задач на определение веса тела, движущегося с ускорением по вертикали;
• научить решать задачи на определение веса тела, движущегося по окружности;
• составить алгоритм решения задач на определение веса тела, движущегося по окружности.

Ход урока

I. Актуализация знаний

Тест на повторение домашнего задания. Ученик выполняет задания теста, обменивается с соседом по парте. В ходе взаимопроверки учащиеся проверяют друг друга и выставляют отметку.

Бланк для заполнения

Тест на тему “Вес тела”

1. Вес тела - это …
   А. Сила, с которой Земля притягивает к себе тело.
   Б. Сила, с которой опора или подвес действуют на тело.
   В. Сила, с которой вследствие притяжения к земле, тело действует на опору или подвес.
2. На нити висит шарик массой 200 г. Выберите правильное утверждение.
   А. Вес шарика равен 0,2 Н.
   Б. Сила тяжести, действующая на шарик, равна 2 Н.
   В. Если нить перерезать, то вес шарика будет равен силе тяжести, действующей на тело.
3. На полу неподвижного лифта, лежит груз массой 3 кг. Выберите правильное утверждение.
   А. Если лифт начнет двигаться с ускорением вниз, то вес груза будет равен силе тяжести.
   Б. Если лифт начнет двигаться с ускорением вниз, то вес груза будет меньше 30 Н.
   В. Если лифт начнет двигаться с ускорением вниз, то вес груза будет больше 30 Н.
4. Космическая ракета при старте с поверхности Земли движется вверх с ускорением. Вес летчика массой 80 кг будет:
   А. Меньше 800 Н.
   Б. Равен 800 Н.
   В. Больше 800 Н.
5. Тело брошено вертикально вверх. В каком из нижеперечисленных случаев тело находится в состоянии невесомости?
   А. Только при движении вверх.
   Б. Только при движении вниз.
   В. Все время полета.

Проверяем ответы:

II. Объяснение нового материала

Движение по окружности весьма разнообразно. Весь спектр задач для данного вида движения можно условно поделить на два типа:

• движение тел по окружности в вертикальной плоскости (например, движение автомобиля по выпуклому (вогнутому) мосту; вращение тела на веревке; самолет выполняет “ мертвую петлю” и др.)
• движение тел по окружности в горизонтальной плоскости (например, движение ИСЗ; движение транспорта на поворотах; конический маятник и др.)

Под действием двух сил, направленных вдоль одной прямой, тело может двигаться не только по прямой, но и по окружности. Рассмотрим движение тела по окружности под действием силы тяжести и силы упругости.

III. Решение задач

Задача №1. Автомобиль массой 5 т движется по выпуклому мосту со скоростью 36 км/ч.
С какой силой автомобиль давит на середину моста, если радиус кривизны моста составляет 50 м? С какой минимальной скоростью должен двигаться автомобиль, чтобы он не действовал на мост в верхней точке?

Полеты самолетов связаны с фамилией легендарного летчика Петра Николаевича Нестерова.

Сообщение учащегося: Выдающийся летчик Петр Нестеров вошел в историю авиации как довольно яркая фигура. Он основоположник фигурного летания (высшего пилотажа), первый летчик, который доказал возможность осуществлять на самолете маневры в воздухе, в том числе как автор петли, которую назвали его именем.

Выпускник Михайловского артиллерийского училища и Петербургской офицерской воздухоплавательной школы. Военный летчик. Погиб в воздушном бою, впервые применив таран.

“Не для забавы иль задора,
А вас мне нужно убедить,
Что в воздухе везде опора.
Одного хочу лишь я,
Свою петлю осуществляя,
Чтобы “мертвая петля”
Была бы в воздухе “живая”. (П.Н.Нестеров)

Задача №2. (Выполните у доски и в тетрадях)
Самолет делает “мертвую петлю” радиусом 100 м и движется на ней со скоростью
288 км/ч. С какой силой летчик массой 80 кг будет давить на сиденье самолета в нижней точке петли? Какую перегрузку испытывает летчик в этой точке?

IV. Составление алгоритма решения задачи на динамику движения тела по окружности.

• Прочитайте условие задачи и кратко запишите условие задачи.
• Выделите взаимодействующие тела.
• Выполните рисунок, изобразив на нём взаимодействующие тела, покажите с помощью векторов силы, действующие на тело, и ускорение.
• Запишите уравнение второго закона Ньютона в векторной форме.
• Выберите вертикальную ось, направленную вверх или вниз.
• Запишите уравнение второго закона Ньютона в проекциях на выбранную координатную ось.
• Запишите формулу для вычисления центростремительного ускорения.
• Решите в общем виде полученную систему уравнений относительно силы реакции опоры.
• Используя третий закон Ньютона, запишите выражение для веса тела.

• Выразите, если нужно, неизвестную величину.
• Проверьте правильность решения задачи в общем виде путём операций с наименованиями величин, входящих в формулы.
• Подставьте числовые данные в СИ в решение общего вида и произведите вычисления.
• Оцените полученный результат решения.

V. Самостоятельное решение задач в парах.

VI. Домашнее задание

§15, решите задачи:

№1. Груз, подвешенный на нити длиной 1 м, раскачивается. Каков вес груза в нижней точке его траектории? Масса груза 1 кг, а его скорость в нижней точке 2 м/с.

№2. В нижней точке “мертвой петли” летчик давит на сиденье кресла с силой 7,1кН. Масса летчика 80 кг, радиус петли 250 м. Определите скорость самолета.

№3. Самолет выходит из пикирования, двигаясь в вертикальной плоскости по дуге окружности радиусом 1 км. Какова скорость самолета в нижней точке траектории, если летчик испытывал пятикратную перегрузку?

Спасибо за работу.

Рефлексия урока

На отдельном листке ответьте на вопросы: 1. Как ты понял тему урока? 2. Оцени свою работу на уроке..

Приложение 1

Приложение 2