Решение задач по теме "Равномерное прямолинейное движение"

Разделы: Физика


Тип урока: повторение и закрепление знаний, использую метод ключевых учебных ситуаций.

Образовательная цель: получение учащихся, усвоивших основные знания в данной теме:

  • механическое движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени;
  • основная задача механики – определение положения тела в любой момент времени;
  • траектория движения – линия, вдоль которой движется тело;
  • путь – физическая величина, равная длине траектории, пройденной телом за некоторый промежуток времени;
  • перемещение – отрезок соединяющий начальное и конечное положение;
  • при равномерном движении путь прямо пропорционален времени движения;
  • график прямой пропорциональности – прямая, проходящая через начало координат;
  • скорость равномерного движения – это физическая величина, характеризующая быстроту движения тела; она определяется отношением пути, пройденного телом, к отрезку времени, за которое был пройден этот путь.

Цель по развитию учащихся: подготовка учащихся, овладевших следующими видами деятельности:

  • получать понятие “механическое движение”;
  • получать понятие о физических величинах “путь”, “перемещение”, “координата”, “скорость”;
  • получать график прямо пропорциональной зависимости пути от времени, координаты от времени с учетом погрешности;
  • строить графики зависимости пути от времени, координаты от времени и скорости равномерного движения от времени;
  • вычислять скорость, путь, перемещение и координату равномерного движения.

Задачи урока:

  • повторить основные понятия и физические величины прямолинейного равномерного движения;
  • создать условия для развития личности учеников в процессе их деятельности;
  • способствовать развитию практических навыков и умений;
  • научить выделять главное, сравнивать, развивать способности к обобщению, систематизации полученных знаний.

Этапы проведения урока:

  1. Организационный момент.
  2. Актуализация ранее усвоенных знаний.
  3. Системная актуализация.
  4. Контроль и самопроверка знаний.
  5. Рефлексия.

Ход урока

I. Актуализация раннее усвоенных знаний. (Решение качественных задач. Они позволяют учителю понять, как учащиеся усвоили теоретический материал по данной теме.)

1. Туристы перешли с одного берега озера, где располагалась их база, на другой и, посмотрев на часы, решили устроить краткий отдых. Стояла тихая погода, и им были хорошо слышны передачи радиоузла базы; поэтому последние известия они смогли прослушать, выключив свой транзистор. После этого один из туристов заявил, что расстояние до базы – почти 3 км. Каким образом он определил это расстояние? (Турист знал, что скорость звука воздухе при 20oС 340м/с. Он заметил, что сигналы точного времени, передаваемые по радио, слышны вначале из радиоприемника, а спусти некоторое время – с базы. Определив время запаздывания, он по формуле s = vзвt рассчитал расстояние до базы.)

2. Выехав рано утром из города на ровное и пустынное шоссе, шофер решил устроить первую остановку ровно через час. Как ему выполнить свое намерение, не смотря на часы? Радиоприёмник в автомобиле отсутствует. (В любом автомобиле есть счетчик пути и спидометр. Поэтому шофер должен поддерживать постоянной взятую скорость движения и дождаться увеличение километража пробега на величину, численно равную этой скорости.)

3. “Мировой рекорд” по прыжкам в высоту среди животных принадлежит маленькой южноафриканской антилопе. На какую высоту прыгнет антилопа, если она отталкивается от земли вверх со скоростью 12 м/с? (7,2 м.)

4. Человек, плывущий по реке на лодке, держится середины реки, если плывет по течению, и старается держаться около берега, если плывет против течения. Почему он так делает? (В первом случае скорость его перемещения возрастает благодаря значительной помощи течения, у которого скорость на середине реки наибольшая. Во втором случае течение реки будет мало мешать движению, поскольку у берегов скорость воды в реке всегда меньше, чем на середине.)

II. Решение задач

1. Даны уравнения движения трех различных тел, заданные в одной и той же системе координат: x1 = -20 +5t; x2 = 10 -4t; x3 = 2t. Все данные указаны в СИ.

Определите начальные координаты и проекции скоростей для каждого тела. Постройте графики зависимости координаты и проекции скорости от времени для каждого из движущихся тел.

Деятельность учителя Деятельность учеников
Запишите значения начальных координат для каждого из тел. х01=______;

х02=______;

х03=______.

Запишите значения проекций скоростей для каждого из тел с учетом знака проекций. vх1=______;

vх2=______;

vх3=______;

Заполните таблицы значений координат тел для двух выбранных моментов времени.
х1,м    
t,c    

 

х2,м    
t,c    

 

х2,м    
t,c    
Изобразите на графике координаты, которые занесены в таблицы для каждого из тел. Проведите через построенные точки графики зависимости координаты от времени для каждого из тел.  
Пользуясь результатами нахождения проекций скоростей, изобразите точки, соответствующие проекциям скоростей тел и постойте графики для каждого из тел.  

Первую задачу решают учащиеся совместно с учителем. Потом предлагаем учащимся самим сформулировать задачи на нахождения начальной координаты, проекции скорости, координаты в определенный момент времени и построение графиков зависимости координаты и проекции скорости от времени.

2. Из двух пунктов А и В, расположенных на расстоянии S = 800 м друг от друга, одновременно навстречу друг другу начинают двигаться прямолинейно и равномерно два пешехода. Первый из них, вышедший из пункта А, движется равномерно со скоростью 4,5 км/ч. С какой скоростью движется второй пешеход, вышедший из пункта В, если встреча пешеходов произошла через 6 мин после начала движения? На каком расстоянии от пункта А встретились пешеходы?

Деятельность учителя Деятельность учеников
Выберете систему координат для описания движения пешеходов. Координатную ось направим _________

Тело отчета поместим в точку ________

Запишите уравнение движения пешехода, вышедшего из пункта А, в выбранной системе координат. х1(t)=_______________________
Чему равна начальная координата первого пешехода? х01=______
Чему равна конечная координата первого пешехода в момент времени со вторым пешеходом? х1=______
Чему равна величина проекции скорости первого пешехода? vх1=______
Запишите уравнение движения второго пешехода, вышедшего из пункта В, в выбранной системе координат. х2(t)=_______
Чему равна начальная координата второго пешехода? х02=______
Чему равна конечная координата второго пешехода в момент времени с первым пешеходом? х2= ______
Чему равна величина проекции скорости второго пешехода? vх2=______;
Каков знак проекции скорости второго пешехода?  
Составьте систему из уравнений движения обоих пешеходов с учетом того, что в момент встречи координаты пешеходов одинаковы. х1 = х2
Проанализируйте данную систему уравнений и покажите, что она может быть решена относительно неизвестных v2 и х. v2 __________

х _________

Запишите ответ в общем виде для координаты точки встречи пешеходов.  
Проверьте наименование искомых величин по полученным формулам.  

Вторую задачу решают учащиеся совместно с учителем. Потом предлагаем учащимся самим сформулировать задачи на определение скорости движения, место встречи и время встречи.

III. Решение теста по теме “равномерное прямолинейное движение” с последующий проверкой и разбором заданий 3 и 5. (15 минут)

1. Движутся три тела: улитка по стеблю растения (1), моторная лодка по поверхности воды (2) и реактивный самолет в небе (3). Движение тела можно характеризовать траекторией

1) только в случае 1

2) только в случае 2

3) только в случае 3

4) во всех трех случаях

2. Наблюдатель у палатки фиксирует с помощью прибора расстояние до всадников, которые скачут в степи с постоянной скоростью. Результаты его измерений представлены в таблице.

t, с 0 4 8 12 16
S1, м 430 410 390 370 350
S2, м 170 210 270 310 350

1) оба всадника удаляются от палатки

2) расстояние между всадниками постоянно сокращается

3) первый всадник приближается к палатке, второй – удаляется от нее

4) на шестнадцатой секунде всадники встретились

3. Муха равномерно переместилась по отрезку длиной 80 мм за 2 с. Чему равна скорость мухи?

Ответ: _________ м/с (0,04)

4. Уравнение движения тел имеют вид: x1 = -200 + t; x2 = -20t; x3 =0. Как и в каком направлении движутся тела?

К каждой позиции первого столбика подберите соответствующую позицию второго столбика. Цифры могут повторяться. (231)

Тело Вид движения
А) первое 1) покоится
Б) второе 2) равномерно по оси
В) третье 3) равномерно против оси

5. Тело движется прямолинейно вдоль оси ОX согласно зависимости координаты от времени x(t) = -8t + 3 (м). Чему равна координата этого тела через 5 с после начала движения?

После решения теста, учащиеся совместно с учителем проверяют ответы теста и разбирают у доски 3 и 5 задания.

3. Муха равномерно переместилась по отрезку длиной 80 мм за 2 с. Чему равна скорость мухи?

Деятельность учителя Деятельность учеников
Читаем внимательно условие задачи. Читают условие и вникают в смысл задачи.
Выясняем что известно в данной задачи. Путь, время.
Что необходимо найти в задании? Скорость мухи.
Записываем условие задачи. Записывают условие задачи.
Какая основная единица измерения пути? м
Формула по которой вычисляется скорость? =
Все ли физические величины известны для вычисления скорости? Да.
Вычисляем скорость равномерного движения. Записывают решение задачи.

5. Тело движется прямолинейно вдоль оси ОX согласно зависимости координаты от времени x(t) = -8t + 3 (м). Чему равна координата этого тела через 5 с после начала движения?

Деятельность учителя Деятельность учеников
Читаем внимательно условие задачи. Читают условие и вникают в смысл задачи.
Выясняем что известно в данной задачи. x0, v, t
Что необходимо найти в задании? x
Записываем условие задачи. Записывают условие задачи.
По какой формуле вычисляется координата тела равномерного движения. x = x0 + vxt
Все ли физические величины известны для вычисления координаты? Да.
Подставляем значения и вычисляем координату движения. Записывают решение задачи.

IV. Рефлексия. Подведение итогов урока. Домашнее задание.

Вспоминаем цель урока. Анализируем степень ее достижения. Формулируем выводы. Оцениваем успешность своей работы на уроке и уровень усвоения знаний.