Усі уроки фізики 10 клас І семестр - Рівень стандарт - 2018 рік

Розділ І. Механічний рух

1. КІНЕМАТИКА

УРОК № 10 / І.1-8. ГРАФІКИ ЗАЛЕЖНОСТІ КІНЕМАТИЧНИХ ВЕЛИЧИН ВІД ЧАСУ ДЛЯ РІВНОПРИСКОРЕНОГО ПРЯМОЛІНІЙНОГО РУХУ

Мета: 1) поглибити знання учнів про прямолінійний рівноприскорений рух, сформувати навички опису руху за допомогою графіків прискорення, швидкості, зміни координати під час рівноприскореного руху;

2) продовжити формування математичної компетентності учнів: умінь перетворювати формули, аналізувати математичні закономірності та розраховувати значення прискорення, використовуючи графіки рівноприскореного руху, сформувати вміння перетворювати графіки x = x(t), v = v(t) або a = a(t);

3) продовжити формування усвідомлення варіативності математичних методів у розв'язанні фізичних задач з обраної теми.

Очікувані результати: учні формулюють поняття рівноприскореного руху, прискорення, застосовують формули прискорення, швидкості, переміщення, координати для розв'язання задач; будують графіки прискорення, швидкості під час рівноприскореного руху.

Тип уроку: урок вивчення та засвоєння нових знань

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 0,5 хв

II. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ (ЦОР) 5 хв

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ УЧНІВ (ЦОР) 5 хв

Механічний рух

Згадаймо основні формули, що ми вивчили для рівномірного й нерівномірного руху.

Основні формули

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ 15 хв

Для більшого унаочнення рух можна описати за допомогою графіків.

За допомогою графіка руху можна визначити:

1) координати тіла в будь-який момент часу;

2) шлях, подоланий тілом за певний проміжок часу;

3) час, за який подолано певний шлях;

4) найближчу відстань між тілами в будь-який момент часу;

5) момент і місце зустрічі тощо.

Залежність a = a(t)

Залежність v = v(t)

Залежність s_x = s_x(t)

Рівномірний рух

s_x = v_xt

Тіла 2 та 3 рухаються в позитивному напрямку осі Ox.

s_x = -v_xt

Тіло 1 рухається в напрямку, протилежному осі Ox.

Залежність s_x = s_x(t)

Рівноприскорений рух

Для 1-го тіла прискорення менше нуля, початкова швидкість дорівнює нулю.

Для 2-го тіла прискорення й початкова швидкість більша за нуль.

Для 3-го тіла прискорення більше за нуль, початкова швидкість менша за нуль.

У 4-го тіла початкова швидкість і прискорення менші за нуль.

Для 5-го тіла прискорення більше за нуль, а початкова швидкість дорівнює нулю.

І, нарешті, 6-е тіло уповільнює рух, але з деякою початковою швидкістю.

За різновидом графіка залежності координати від часу можна говорити й про швидкість руху. Зрозуміло, що швидкість тим вища, чим крутіший графік, тобто чим більший кут між ним та віссю часу (чим більший цей кут, тим більші зміни координати за один і той же час).

При цьому варто пам’ятати, що графік залежності координати тіла від часу не можна плутати з траєкторією руху тіла — прямою, у всіх точках якої тіло побувало під час свого руху.

VI. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ 20 хв

Задача 1

На рисунку зображено графік залежності проекції швидкості від часу для тіла, що рухається. За графіком запишіть аналітично цю залежність.

Розв'язання

Залежність є прямою, оскільки тіло рухалось рівноприскорено. Залежність швидкості від часу під час рівноприскореного руху має такий вигляд:

Для того щоб записати цю залежність для поданого тіла, необхідно визначити проекцію початкової швидкості v_0x й проекцію прискорення a_x.

Початкова швидкість — це швидкість у початковий момент часу, тобто за t = 0. За цим графіком початкова швидкість дорівнює v_0x = 9 м/с (ціна одного ділення на осі проекції швидкості — 3 м/с).

Формула для обчислення проекції прискорення:

Початкова швидкість v_0x нам відома, а v_x визначимо в будь- який момент часу. У нашому випадку зручно визначити швидкість v_x у точці перетину прямої з віссю часу. Швидкість у цій точці дорівнює нулю v_x = 0. Час, за який швидкість змінилася з 9 м/с до 0, визначимо за графіком. Цей час дорівнює t = 6 c (ціна одного ділення на осі часу — 2 с).

Підставимо отримані дані у формулу проекції прискорення:

Підставимо значення проекції початкової швидкості й прискорення в закон зміни проекції швидкості з плином часу:

v_x = 9 - 1,5t.

Відповідь: v_x = 9 - 1,5t.

Задача 2

На рисунку зображено графік залежності v_x(t) для тіла, що рівноприскорено рухається. Відомо, що початкова координата тіла складала х₀ = -20 м. За цими даними запишіть аналітично залежність v_x(t), s_x(t) та x(t), а також побудуйте графік залежності x(t).

Розв'язання

Для того щоб побудувати графік параболи, необхідно визначити координати вершини.

Абсциса вершини визначається як відношення коефіцієнта за t до подвійного коефіцієнта за t², взятого зі знаком мінус:

Ординату вершини визначимо, підставивши значення абсциси (t_в) у рівняння залежності x(t):

Також необхідно визначити точки перетину параболи з осями.

З умови задачі відома початкова координата. Тобто за t = 0 x₀ = -20 м. Другу точку визначимо, підставивши 0 замість x(t) у рівняння залежності координати від часу.

0 = -20 = 8t + t².

Під час розв’язання цього квадратного рівняння отримуємо два корені, t = 10 та t = -2. Нас цікавить позитивний корінь t = 10 c, оскільки ми вважаємо, що тіло почало рухатися в момент часу t= 0. Отже, друга точка має абсцису t = 10 c, ординату x = 0.

За визначеними точками будуємо параболу. Гілки цієї параболи спрямовані вверх, оскільки в рівнянні перед t² стоїть знак плюс (див. рис.).

VII. РЕФЛЕКСІЯ

VIII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити відповідний параграф підручника, відповісти на запитання після параграфа, виконати завдання за задачником.