Урок-презентация по теме "Перемещение"

Перемещение – первая новая физическая величина, изучаемая в 9 классе. Перемещение – векторная величина. К сожалению, на начало 9 класса учащиеся испытывают определенные трудности при работе с векторными величинами. Поэтому введение понятия «перемещение» требует предельной наглядности и доступности. В этом может помочь компьютерная презентация.

Урок-презентация знакомит учащихся с новой физической величиной – перемещением тела. На примерах решения задач показано, что при расчете пути и перемещения на данном этапе изучения физики необходимо:

1) знать определение физических величин;
2) делать пояснительные чертежи;
3) использовать знания из области математики (теорема Пифагора, формула для расчета длины окружности и т.д.). 
Урок-презентация «Перемещение» формирует у учащихся правильный подход к решению физических задач и способствует расширению их научного кругозора.

Цели урока-презентации:

• Повторить и углубить понятия: «механическое движение», «траектория», «путь», «материальная точка».
• Ввести понятие «перемещение».
• Акцентировать внимание учащихся на то, что путь и перемещение – разные физические величины.
• Показать связь между перемещением тела и его координатами.

Для повторения материала прошлого урока учащимся предлагаются следующие вопросы (слайд № 3).

1. Что называют механическим движением?
2. Что такое траектория?
3. Что называют путем, пройденным телом?
4. Что называется материальной точкой?
5. Приведите пример, показывающий, что одно и то же тело в одной ситуации можно считать материальной точкой, а в другой – нет.
6. Что такое система отсчета ?
7. Как можно определить положение тела?
8. В каком случае положение движущегося тела можно задать с помощью одной координатной оси? [2]

Эти вопросы позволяют подготовить учеников для восприятия нового материала.

Для введения понятия «перемещение» учащимся  предлагается указать различные траектории  движения тела из точки 1 в точку 2 (слайд № 4). Тело из точки 1 может оказаться в точке 2, двигаясь по разным траекториям (в качестве примера приводятся три траектории) и пройти разные пути (L₁, L₂, L₃). Но тело может совершить одно перемещение.

Перемещение тела (материальной точки) – вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением. [2]

Понятие вектора играет важную роль в физике вообще и в кинематике в частности. По этой причине следует остановиться на определении вектора.
Вектор – это направленный отрезок прямой, конец которого обозначается стрелкой. Любой вектор характеризуется направлением и численным значением (модулем).

Вектор перемещения обозначается . Длина (модуль) перемещения в системе СИ измеряется в метрах.[1]
Для закрепления нового материала учащимся предлагаются 4 задачи (слайды № 5-8).
Первые три задачи подобраны таким образом, что проходя одинаковые пути, тела совершают разные перемещения. В задаче № 4 тело, двигаясь по кругу, возвращается в исходную точку. В этом случае его перемещение, в отличие от пути, равно нулю.
После решения задач 1-4 учащимся предлагается сделать выводы: чем отличаются путь и перемещение и что между ними общего (слайд № 9)?

Выводы.

• Путь – скалярная величина (характеризуется только численным значением), перемещение – векторная (характеризуется численным значением и направлением).
• Путь и перемещение измеряются в единицах длины (метрах, км и т.д.).
• Путь и перемещение совпадают по численным значениям при прямолинейном движении тела в одном направлении. В остальных случаях путь больше перемещения.
• При движении тела по замкнутой траектории его перемещение равно 0.

Работа с векторными величинами предполагает умение работать с их проекциями на координатные оси (слайд № 10 ).
Проекцией вектора a на какую-либо ось называется длина отрезка А1B1 между проекциями начала и конца вектора на эту ось, взятая со знаком «+» или «–».
Проекция вектора обозначается той же буквой, что и вектор, но,  во-первых, без стрелки над ней и, во-вторых, с индексом внизу, указывающим, на какую ось проектируется вектор.
Проекция вектора на ось представляет собой алгебраическую величину. Она выражается в тех же единицах, что и модуль вектора.
Условимся считать проекцию вектора на ось положительной, если от проекции начала вектора к проекции его конца надо идти в положительном направлении оси проекций. В противном случае она считается отрицательной. [3]
Перемещение является одной из главных характеристик механического движения. Зная перемещение и положение тела в начальный момент, можно решить главную задачу механики: определить положение тела в любой момент времени.
Связь между перемещением тела и его координатами показана на примере задачи 5 (слайд № 11 ).
Тело из точки М₁ с координатами x₁ = – 5 м, y₁ = –3 м переместилось в точку М₂ с координатами x₂ = 7 м, y₂ = 6 м. Сделать чертеж, найти перемещение и его проекции на оси координат.

Решение.

1. На координатной плоскости покажем точки М₁ и М₂.
2. Проведем вектор перемещения.
3. Найдем проекции вектора перемещения на координатные оси:

s_x = x₂ – x₁;
s_x = 7 м – (– 5 м) = 12 м;
s_y = y₂ – y₁;
s_y = 6 м – (–3 м) = 9 м.

4. Выделим прямоугольный треугольник, у которого s_x и s_y – катеты, а s – гипотенуза.
5. По теореме Пифагора найдем модуль перемещения: s = ; s =  =  =  =15 (м).

Решая данную задачу можно прийти к следующим выводам (слайд № 12):

• зная проекции вектора на координатные оси, можно найти модуль этого вектора, например, вектора перемещения:  s = ;

• зная начальные координаты тела (точки) и проекции вектора перемещения на координатные оси за время t, можно найти координаты тела в момент времени t:

x = x₀ + s_x;
y = y₀ + s_y, 

где   x₀  и y₀ – начальные координаты (координаты тела в момент времени  t = 0).

Домашнее задание: параграфы 2, 3 и задачи (слайд № 13).

Задачи.

1. Определить путь и перемещение конца минутной стрелки Кремлевских курантов за 15 минут, 30 минут, 45 минут, 1 час. Длина минутной стрелки 3,3 м. [5, 6]

2. Тело переместилось из точки с координатами x₁ = 0, y₁ = 2 м в точку с   координатами x₂ = 4 м, y₂ = – 1 м. Сделать чертеж, найти перемещение и его проекции на оси координат. [4]

Литература

1. Гринченко Б. И.  Физика 10-11. Теория решения задач. Для старшеклассников и поступающих в вузы. – Великие Луки: Великолукская городская типография, 2005.
2. Перышкин А. В. Физика. 9 кл./А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. – М.: Дрофа, 2011.
3. Мякишев Г. Я. Физика. 10 кл./ Г. Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. – М.: Просвещение, 2011.
4. Рымкевич А. П. Физика. Задачник. 10-11 кл.– М.: Дрофа,2006.

Интернет-ресурсы

5. http://images.yandex.ru/
6. ru.wikipedia.org