Нерівномірний рух. Середня швидкість нерівномірного  руху.

Мета.

Освітня. Ввести поняття нерівномірного руху, середньої швидкості нерівномірного руху. Вчитися розв’язування задач на розрахунок середньої швидкості прямолінійного нерівномірного руху тіла.

Розвиваюча. Розвивати логічне та алгоритмічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру запису розв’язків задач та наукового мовлення.

Тип уроку. Комбінований.

Дидактичні матеріали:

• Підручник. Фізика 7 клас, Бар'яхтар В. Г. Довгий С. О., видавництво "Ранок"  

План

Хід уроку

1. Актуалізація опорних знань.

Самостійна робота №1. Прямолінійний рух. Швидкість руху.

2. Нерівномірний рух. Середня швидкість нерівномірного руху.

Міркуємо разом. Лише звук і світло за певних умов поширюються зі сталою швидкістю. Швидкості решти тіл змінюються під час руху. Наприклад, автобус, відхо­дячи від зупинки, за однакові інтервали часу проходить все більший шлях, а наближаючись до зупинки, — навпаки. Бігун, беручи участь у змаганнях, витрачає на проходження однакових кіл різний час. Рух автобуса і бігуна — це приклади нерівномірного руху.

 Нерівномірний рух. Рух, при якому тіло за рівні проміжки часу проходить не однакові відрізки шляху, називається нерівномірним. 

Графіки нерівномірного руху. Для опису нерівномірного руху тіла зручно використовувати графіки. Графік шляху у разі нерівномірного руху будувати значно складніше. У загальному випадку він може мати вигляд кривої або ламаної лінії.

Коли нерівномірний рух складається з ділянок, на яких тіло рухалося рівномірно, графік шляху має більш простий вигляд.

З якою швидкістю рухалося тіло, протягом якого часу, який шлях подолало на окремій ділянці шляху, можна визначити, проаналізувавши відповідну ділянку графіка.

Шлях не може зменшуватися, тому графік шляху або піднімається, або залишається горизонтальним, але ніколи не опускається.

Графік швидкості при нерівномірному русі може мати вигляд відрізка.

Як і для прямолінійного рівномірного руху за графіком швидкості нерівномірного руху можна визначити шлях пройдений тілом. Шлях пройдений тілом чисельно рівний площі під графіком швидкості (рис. б).

Середня швидкість нерівномірного руху. Під час нерівномірного руху тіла його швидкість може значно змінюватися у різних точках траєкторії. Для спрощення часто користуються середньою швидкістю нерівномірного руху на певній ділянці шляху, або за певний час руху, умовно покладаючи його рівномірним.

Середня (шляхова) швидкість дорівнює відношенню всього шляху до часу, за який тіло пройшло даний шлях.

Тільки у випадку, якщо час руху на всіх ділянках шляху є однаковим , середню швидкість нерівномірного руху, можна розрахувати як середнє арифметичне значення швидкостей на цих ділянках:

  .

Середня швидкість, як і швидкість тіла при рівномірному русі, вимірюється в метрах на секунду (м/с), є величиною скалярною (не має напрямку).

Для того, щоб охарактеризувати рух точніше, у фізиці застосовують миттєву швидкість. Швидкість тіла у даний момент часу або у даній точці траєкторії називається миттєвою швидкістю. Миттєва швидкість є векторною величиною і спрямована так само, як вектор переміщення. Виміряти миттєву швидкість можна за допомогою спідометра. У СІ миттєва швидкість вимірюється в метрах на секунду (м/с).

3. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 19.1. Автомобіль проїхав 100 км за 1 год, а потім ще 300 км за 4 год. Яка середня швидкість автомобіля на всьому шляху?

Задача 19.2. Турист за 2,25 год пройшов 11,2 км, потім 0,5 год відпочивав, а потім пробіг ще 800 м за 15 хв. Яка його середня швидкість на всьому шляху?

Задача 19.3. Хлопчик пройшов деякий час зі швидкістю 4 км/год, ведучи велосипед, а потім стільки ж часу їхав на велосипеді зі швидкістю 16 км/год. Обчисліть середню швидкість руху хлопчика на всьому шляху.

4. Запитання до уроку.

Запитання 19.1. Який рух називають нерівномірним?

Запитання 19.2. Що таке середня швидкість нерівноміроного руху?

Запитання 19.3. За якою формулою обчислюють середню швидкість нерівномірного руху?

Запитання 19.4. За яких обставин середню швидкість руху на всьому шляху можна визначити як середнє арифметичне значення швидкостей на ділянках руху?

Запитання 19.5. Кожні 15 хв. тіло долає 150 м. Чи можна стверджувати, що тіло обов’язково рухається рівномірно?

Запитання 19.6. На малюнку зображено траєкторію руху штучного супутника Землі. Ділянки траєкторії АnB i CmD супутник проходить за однаковий час. На якій з них середня швидкість супутника більша?

Запитання 19.7. На рисунку наведено графік залежності шляху від часу. Яку помилку допущено при побудові графіка? Відповідь обґрунтуйте.

5. Домашнє завдання.

Підручник: §11 (ст. 73-77).

Задача 19.4. Юнак пройшов 5 км за 1 год, а потім проїхав автобусом 25 км за 0,5 год. Обчисліть середню швидкість юнака на всьому шляху. (В. 20 км/год)

Задача 19.5. Мотоцикліст першу половину часу їхав зі швидкістю 100 км/год, а другу - зі швидкістю 80 км/год. Обчисліть середню швидкість мотоцикліста на всьому шляху. (В. 90 км/год)

Усне опитування по запитаннях до уроку.

6. Перевір себе.

Задачі середнього рівня:

Задача 19.1.С. Автомобіль проїхав 50 км за 0,5 год, а потім ще 150 км за 2 год. Обчисліть середню швидкість автомобіля на всьому шляху.

Задача 19.2.С. Людина проїхала за першу половину часу всього руху на   автомобілі зі  швидкістю 100 км/год, а другу половину часу – на велосипеді  зі швидкістю 20 км/год. Яка середня швидкість руху на всьому шляху?

Задача 19.3.С. Мотоцикліст проїхав за 2 год по прямому шосе 150 км, а за наступну годину - 60 км у зворотному напрямку. Визначте середню швидкість на всьому шляху.

7. Для допитливих.

Задачі підвищеної складності:

Задача 19.1.О. Туристична група йшла рівниною зі швидкістю 3 км/год, піднімалася пагорбом зі швидкістю 2 км/год, потім спускалася униз тією самою стежиною зі швидкістю 6 км/год та знову йшла рівниною до свого табору зі швидкістю 3 км/год. Якою була середня швидкість групи на всьому шляху?  (В. 3 км/год)

Задача 19.2.О. На рисунку зображено графік залежності швидкості від часу для тіла у вигляді півкола. Який шлях проходить тіло за весь час руху? (В.15,7 км)

Задача 19.3.О. Два зустрічні потяги проходять один повз одного зі швидкостями 48 км/год і 60 км/год відповідно. Пасажир першого потягу помітив, що другий потяг пройшов повз його вікно за 10 с. Яка довжина другого потягу? (В. 300 м)

Задача 19.4.О. Дві електрички довжиною 200 м кожна рухаються назустріч одна одній. Швидкість першої електрички менша, ніж другої, і дорівнює 40 км/год. Відстань між точкою зустрічі перших вагонів електричок і точкою розходження останніх вагонів електричок дорівнює 40 м. Визначити швидкість другої електрички. (В. 60 км/год)