Рівномірний прямолінійний рух. Графіки прямолінійного рівномірного руху.


   


Мета.

Освітня. Вивести рівняння рівномірного прямолінійного руху. Навчитися будувати графіки рівномірного прямолінійного рух та розв’язувати задачі на рух графічним і аналітичним способами. Ввести закон додавання швидкостей при рівномірному прямолінійному русі.

Розвиваюча. Розвивати логічне, абстрактне та алгоритмічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру запису задач, наукове мовлення.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

Прилади та матеріали для роботи з учнями:

План

  1. Актуалізація опорних знань.
  2. Рівномірний прямолінійний рух.
  3. Вчимося розв’язувати задачі.
  4. Запитання до уроку.
  5. Домашнє завдання.
  6. Перевір себе.
  7. Для допитливих.

Хід уроку


  1. Актуалізація опорних знань.

Перевіряємо розв’язки домашніх задач:

Задача 03.8. Група туристів пройшла на північ 15 км, а потім повернула на захід і пройшла ще 20 км. Знайдіть шлях, пройдений групою, модуль і напрямок її переміщення.

Задача 03.9. Велосипедист, рухаючись по коловому велотреку, подолав півкола. Яке переміщення здійснив велосипедист, якщо пройдений ним шлях дорівнює 157 м?

Задача 03.10. Пасажирський потяг їде зі швидкістю 72 км/год. Назустріч рухається товарний потяг довжиною 140 м зі швидкістю 54 км/год. Скільки часу пасажир, який стоїть біля вікна вагона, буде бачити товарний потяг, що проходить повз нього?

Самостійна робота №1: “Система відліку. Траєкторія, шлях і переміщення”.


  1. Рівномірний прямолінійний рух.

Рівномірний прямолінійний рух. Найпростішим видом механічного руху є рівномірний прямолінійний рух. Рівномірний прямолінійний рух - це рух, під час якого тіло, рухаючись уздовж прямої за будь-які однакові інтервали часу здійснює однакові переміщення.

        Швидкість прямолінійнго рівномірного руху -це векторна фізична величина, що дорівнює відношенню переміщення до часу, протягом якого воно відбулося:  (1).

Так як траєкторією рівномірного прямолінійного руху є пряма лінія, його можна описати зміною в часі однієї з координат, наприклад , якщо систему відліку обрати так, щоб координатна вісь збігалася з напрямом руху.

imagxcxcxces.jpg

 У разі рівномірного прямолінійного руху значення швидкості залишається сталим: , напрям вектора переміщення збігається з напрямом вектора швидкості. При розв’язуванні задач векторні фізичні величини, що характеризують рух тіла, записують у проекціях на відповідну вісь: .

images (4).jpg

Мал. Проекції вектора швидкості на вісь Ох при різних напрямках руху.

Середня швидкість переміщення тіла - векторна величина: .

Рівняння рівномірного прямолінійного руху. 

images (3).jpg

Графіки рівномірного прямолінійного руху.

Графік координати прямолінійного рівномірного руху . Проаналізуємо рівняння координати прямолінійного рівномірного руху:  () - лінійна функція залежності координати тіла від часу.  

 ferterter.PNG images (1) (1).jpg

Мал. Графік координати рівномірного прямолінійного руху.

Залежність координати руху тіла від часу не дає підстав для висновку щодо прямолінійності чи криволінійності його руху за виключенням випадку, якщо  (графік координати паралельний вісі часу).

Щоб за графіком координати визначити швидкість потрібно на ділянці вибрати дві довільні точки, наприклад  і й підставити відповідні координати у формулу: . 

Графік шляху рівномірного прямолінійного руху .  () - лінійна функція залежності шляху від часу, що проходить через початок координат.

im31.gif

Важливо пам’ятати, що шлях з плином часу зменшуватись не може. Чим менший кут нахилу прямої графіка руху до вісі часу, тим менша швидкість тіла.

images (12).jpg 

Мал. Графік шляху прямолінійного рівномірного руху.

Щоб за графіком шляху визначити проекцію швидкості руху тіла потрібно на прямій взяти дві довільні точки, наприклад  і й підставити відповідні координати у формулу: .  

Графік проекції переміщення рівномірного прямолінійного руху .   () - лінійна функція залежності проекції переміщення від часу, що проходить через початок координат.

images (11).jpg

Мал. Графіки проекції переміщення прямолінійного рівномірного руху тіл.

Графік проекції швидкоcті прямолінійного рівномірного руху. Графіком проекції швидкості прямолінійного рівномірного руху є пряма паралельна до вісі часу. Залежність проекції швидкості від часу не дає підстав для висновку щодо прямолінійності чи криволінійності руху тіла.

images (5).jpgзагруженное (2).jpg

Мал. Графіки проекції швидкості прямолінійного рівномірного руху тіл.

За графіком швидкості (для будь-якого руху) шлях пройдений тілом за певний проміжок часу чисельно рівний площі фігури обмеженої віссю часу, графіком швидкості та прямими, що обмежують проміжок часу руху.


  1. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 04.1.  На малюнку зображено графіки залежності шляху від часу для прямолінійного рівномірного руху до зупинки в одному напрямку, після зупинки  - у зворотному.

1wgr9nHJZBFnZlukeYFQwY-yNBWRsh74.jpg

  1. Накреслити за даним графіком шляху графік залежності координати від часу, вважаючи рух прямолінійним до зупинки в одному напрямку, а після зупинки - у зворотному.
  2. Як довго тіло: а) рухалося вперед; б) стояло; в) рухалося назад?
  3. Який загальний шлях пройшло тіло за час спостереження?
  4. Обчислити середню шляхову швидкість впродовж всього часу руху.
  5. Обчислити швидкість руху: а) до зупинки; б) після зупинки.
  6. Який модуль та напрям результуючого переміщення?

Задача 04.2. На рисунку зображено графік залежності шляху від часу для певного тіла. Побудуйте графік залежності швидкості від часу.

fdfffd.PNG

Задача 04.3. На рисунку зображено графік залежності швидкості від часу для певного тіла. Побудуйте графік залежності шляху від часу.

gfgfg.PNG


  1. Запитання до уроку.

Запитання 04.1. Який рух називають прямолінійним рівномірним?

Запитання 04.2. Дайте визначення швидкості рівномірного руху, як її позначають? за якою формулою обраховують? в яких одиницях вимірюють в СІ?

Запитання 04.3. Як визначити середню швидкість нерівномірного прямолінійного руху?

Запитання 04.4. Яким рівнянням описується рівномірний прямолінійний рух?

Запитання 04.5. Вкажіть особливості побудови графіка шляху  прямолінійного рівномірного руху.

Запитання 04.6. Вкажіть особливості побудови графіка проекції переміщення  прямолінійного рівномірного руху.

Запитання 04.7. Вкажіть особливості побудови графіка координати прямолінійного рівномірного руху.

Запитання 04.8. Вкажіть особливості побудови графіка проекції швидкості прямолінійного рівномірного руху. Як за допомогою даного графіка можна визначити пройдений тілом шлях?


  1. Домашнє завдання.

Підручник: параграфи 3-7.

Задача 04.4. На малюнку зображено графіки залежності шляху від часу для прямолінійного рівномірного руху до зупинки в одному напрямку, після зупинки  - у зворотному.

images (3).jpg

  1. Накреслити за даним графіком шляху графік залежності координати від часу, вважаючи рух прямолінійним до зупинки в одному напрямку, а після зупинки - у зворотному.
  2. Як довго тіло: а) рухалося вперед; б) стояло; в) рухалося назад?
  3. Який загальний шлях пройшло тіло за час спостереження?
  4. Обчислити середню шляхову швидкість впродовж всього часу руху.
  5. Обчислити швидкість руху: а) до зупинки; б) після зупинки.
  6. Який модуль і напрямок результуючого переміщення?

  1. Перевір себе.

Тестові завдання

Запитання 04.1. Тіло рухається рівномірно. Визначте форму траєкторії руху тіла.

А. Пряма лінія;

Б. Коло;

В. Парабола;

Г. Гіпербола.

Запитання 04.2.Т. 

132705_os-fizika-2016-03.png

Запитання 04.3.Т.

144830_os-fizika-2017-01.png

Запитання 04.4.Т. На якому рисунку зображено графік прямолінійного рівномірного руху тіла по площині? (ст.53)


  1. Для допитливих.

Задачі підвищеної складності

Задача 04.1.П. Коли два човни рівномірно рухаються назустріч один одному - один за течією, а другий проти течії, то відстань між ними скорочується на 20 м за кожні 10 с. Якщо ж човни з тими самими (за модулем) швидкостями будуть рухатися за течією річки, то відстань між ними за той самий час буде збільшуватись на 10 м. Які швидкості човнів відносно води? (В. 1,5 м/с; 0,5 м/с)