Доклад на тему перемещение по физике 9 класс

Обновлено: 18.05.2024

Первой характеристикой движения, введенной нами ранее, был пройденный путь. Напомним, что обозначается он буквой S (иногда встречается обозначение L) и измеряется в системе СИ в метрах.

Но путь – это скалярная величина, т.е. величина, которая характеризуется только числовым значением. А значит, предсказать, где тело окажется в нужный нам момент времени, мы не сможем. Можно говорить только о пройденном телом общем расстоянии.

Перемещение

Для характеристики местоположения тела, где оно находилось в данный произвольный момент, вводится величина, которая называется перемещение.

Определение: перемещение – это направленный отрезок прямой, который соединяет начало движения и конец движения.

Перемещение векторная величина, т.е. это величина, которая характеризуется не только числовым значением, но и направлением. Перемещение обозначается так же, как пройденный путь, буквой S, но, в отличие от пройденного пути, над буквой, обозначающей перемещение, ставится стрелочка, подчеркивая тем самым, что это величина векторная: .

То, что перемещение и пройденный путь обозначаются одной буквой, вводит в некоторое заблуждение, но мы должны четко понимать разницу между пройденным путем и перемещением. Еще раз отметим, что иногда путь обозначается L. Это позволяет избежать путаницы.

Напомним, что пройденный путь – это длина траектории. А значит, путь и перемещение – это совершенно разные физические величины, хотя иногда случаются ситуации, когда они численно совпадают.

Некоторые частные случаи

Давайте рассмотрим некоторые частные случаи на рисунках.

Рис. 1. Путь и перемещение совпадают

Обратимся к первому рисунку. Здесь рассмотрен самый простой случай, когда тело движется вдоль прямой оси Ох. Тело начинает свое движение из точки 0 и попадает в точку А. В этом случае мы можем говорить о том, что модуль перемещения равен пройденному пути: .

Примером такого движения может служить перелет самолета (например, из Санкт-Петербурга в Москву). Если движение было строго прямолинейным, то тогда модуль перемещения будет равен пройденному пути.

Рис. 2. Величина пути больше модуля перемещения

На втором рисунке тело движется вдоль кривой линии, т.е. движение криволинейное (из точки А в точку В). Здесь из рисунка видно, что модуль перемещения (прямая линия) будет меньше пройденного пути, т.е. длина пройденного пути и длина вектора перемещения не равны.

Рис. 3. Замкнутая траектория

И третий, пожалуй, наиболее любопытный случай. Тело движется по замкнутой кривой. Выходит из точки А и в эту же точку возвращается. Вы видите, что модуль перемещения равен , а пройденный путь – это длина всей этой кривой, он не равен нулю S≠0. Третий случай, о котором мы только что проговорили, можем характеризовать следующим примером. Ученик вышел из дома утром, пошел в школу, целый день отзанимался, кроме этого, побывал еще в нескольких местах (магазин, спортзал, библиотека) и вернулся домой. Обратите внимание: самое интересное заключается в том, что в итоге он остался дома, а значит, его перемещение равно 0. Он не изменил своего местоположения, никуда не передвинулся, остался, где был.

Перемещение в системе координат

Когда мы говорим о перемещении, важно помнить, что перемещение зависит от системы отсчета, в которой рассматривается движение. Обратите внимание на рисунок.

Рис. 4. Определение модуля перемещения тела

Тело движется в плоскости XOY. Точка А – начальное положение тела. Ее координаты А(х₁; у₁). Тело перемещается в точку В (х₂; у₂). Вектор – это будет перемещение тела:

Рассчитать его можно как гипотенузу прямоугольного треугольника АВС, используя теорему Пифагора: АВ 2 = АС 2 + ВС 2 .

Заключение

В заключение можно отметить, что мы познакомились с важной величиной – перемещением. Еще раз обратите внимание на то, что перемещение и путь могут совпадать только в случае прямолинейного движения, без смены направления такого движения.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Доклад на тему: Траектория, путь и перемещение (9 класс)

Траектория - это линия, которую тело описывает при движении.

Путь - это длина траектории. То есть длина той, возможно, кривой линии, по которой двигалось тело. Путь скалярная величина ! Перемещение - векторная величина ! Это вектор, который проведен из начальной точки отправления тела в конечную точку. Имеет численное значение, равное длине вектора. Путь и перемещение - это существенно разные физические величины.

Обозначения пути и перемещения вы можете встретить разное:

Пусть в течение промежутка времени t ₁ тело совершило перемещение s ₁ , а в течение следующего промежутка времени t ₂ - перемещение s ₂ . Тогда за все время движения перемещение s ₃ - это векторная сумма

Движение с постоянной по модулю и по направлению скоростью. Что это значит? Рассмотрим движение машины. Если она едет по прямой линии, на спидометре одно и то же значение скорости (модуль скорости), то это движение равномерное. Стоит машине изменить направление (повернуть), это будет означать, что вектор скорости изменил свое направление. Вектор скорости направлен туда же, куда едет машина. Такое движение нельзя считать равномерным, несмотря на то, что спидометр показывает одно и то же число.

Направление вектора скорости всегда совпадает с направлением движения тела

Можно ли движение на карусели считать равномерным (если не происходит ускорение или торможение)? Нельзя, постоянно изменяется направление движения, а значит и вектор скорости. Из рассуждений можно сделать вывод, что равномерное движение - это всегда движение по прямой линии! А значит при равномерном движении путь и перемещение одинаковы (поясни почему).

Нетрудно представить, что при равномерном движении за любые равные промежутки времени тело будет перемещаться на одинаковое расстояние.

Состояние покоя тела - это особый вид равномерного движения. Скорость не изменяется и равна нулю.

Формула равномерного движения

Формула в координатах

1) Путь - длина траектории, расстояние;
2) Перемещение - вектор, направлен из начальной точки движения в конечную;
3) Равномерное движение - это движение по прямой линии;
4) При равномерном движении путь и перемещение совпадают;
5) При равномерном движении скорость не изменяется (по числу и по направлению);
6) Формулу, единицы измерения в СИ

Одним из больших разделов физики является механика. Это наука, изучающая виды траектории, пути и перемещения. Доклад на эту тему можно сделать довольно интересным, но для этого потребуется разобраться в процессах. В этом помогут общие сведения и примеры рассказов, рассчитанные на учащихся восьмых — девятых классов средней школы. При написании реферата, конечно же, следует стараться, чтобы текст был логичным, структурированным, и в нём не было фактических ошибок.

Общие сведения

Природа так устроена, что всё находится в движении. Галактики перемещаются относительно друг друга, планеты вращаются вокруг своей оси и звёзд. Даже в микромире происходят постоянные колебания, вызванные космическим действием ионизирующих лучей и теплом. Человеческая жизнь немыслима без движения. Поэтому существует даже целая наука — механика, состоящая из нескольких больших разделов. Она изучает не только, как происходит перемещение, но и причину, по которой физические тела двигаются.

Готовясь к написанию реферата по физике на тему перемещения нужно особое внимание уделить формулировкам понятий и примерам. Обязательно дать определение, что же учёные называют движением. Далее, кратко рассмотреть основные его виды, акцентируя внимание на относительность перемещения. Пожалуй, это главная теория в механике объясняющая, что в природе не существует тел, находящихся в абсолютном покое.

В работе не следует использовать сложные термины и громоздкие формулы. Нужно оценивать уровень аудитории, для которой она предназначена. Последовательность изложения материала можно выполнить в следующем порядке:

Следует отметить, что будь то реферат, презентация или какой-либо иной вид доклада при подготовке к нему не следует использовать один источник. При этом если работа планируется с научным уклоном, то в ней можно привести рисунки, дополняющие излагаемый материал.

Пример реферата

Любое изменение положения тела в пространстве называют перемещением. Иное состояние предмета называют покоем. Но здесь следует отметить, что абсолютного такого значения не существует. Всё дело в теории относительности движения, разработанной в 1906 году Максом Планком. Выдвинутые им предположения заставили учёных в корне пересмотреть классическую механику Ньютона. Причём основное развитие она получила из-за трудов Эйнштейна, создавшего теорию пространства-времени.

Согласно утверждениям учёных состояния абсолютного покоя не существует. Наблюдать перемещение любого тела, возможно, если правильно выбрать систему координат. То есть точку относительно которой происходит изменение положения. Например, можно представить плот плывущий по реке с двумя людьми и отдыхающим стоящим на берегу. Людям находящихся на судне кажется, что перемещается только плот, а они относительно друг друга не двигаются. Но в то же время человек на берегу наблюдает, как положение изменяет не только судно, но и люди, находящиеся на нём.

Таким образом, относительность движения хоть и не является физической величиной, но во многом определяет основные характеристики движения. К ним же относят:

скорость — векторный параметр, определяющий быстроту, с которой происходит перемещение и сторону его направления;
путь — расстояние которое прошло тело при движении;
траекторию — линия, чаще всего воображаемая, по которой происходит перемещение из одной точки в другую.

Это важные характеристики. Учитывая их, можно сказать, что перемещение — это прохождение телом пути по определённой траектории соединяющей начальное и конечное положение. Все эти характеристики зависят от выбранной системы отсчёта. То есть совокупности тел или материальных точек относительно которых рассматривается движение.

Перемещение связано со временем, поэтому, кроме системы координат, двухмерной или трёхмерной, часто добавляется временная шкала, позволяющая определить нахождение объекта в любой момент. В качестве точки отсчёта может приниматься не только неподвижная система, но и подвижная, инерциальная, неинерциальная.

Перемещение тела в пространстве может быть охарактеризовано несколькими параметрами. Но самым важным из них является путь, описываемый, в свою очередь, траекторией и расстоянием. Термин абсолютное перемещение, как и покоя, в механики не имеет смысла. Пассажир, сидящий в вагоне движущего поезда по отношению к нему, находится в недвижимом состоянии, но при этом перемещается относительно деревьев за окном, совершает вместе с Землёй вращение вокруг Солнца.

Для удобства выполнения измерений водится система координат. С её помощью задаётся начальное положение, а также отслеживается, как со временем поменялось расположение тела. За определённый интервал времени тело переместится из одной точки в другую, то есть произойдёт движение. Характеризуется оно расстоянием — пространством, разделяющим объекты друг от друга. По сути, это длина которую преодолело тело, чтобы оказаться в иной точке.

В первом приближении существует два вида расстояний:

Одно и то же изменение положения тело может выполнить за разный интервал времени. Определяется это видом движения, скоростью и ускорением. Простейшим перемещением является равномерное и прямолинейное. Например, автомобиль, двигаясь с постоянной скоростью, совершает первый вид перемещения, а притормаживая или разгоняясь второй.

Кроме этого, выделяют поступательное движение. Под ним понимают выполнение переноса, при котором любые две точки тела, соединённые линией, передвигаются параллельно своему первоначальному положению. Например, весы, пантограф. Ещё одним видом движения является вращательное. В качестве яркого примера можно привести колесо. При его движении любые точки, взятые в теле, будет описывать окружности, лежащие в параллельных плоскостях.

Следует различать понятие перемещение — отрезок, соединяющий начальное и конечное положения и путь тела. Они могут быть равны, если движение выполняется по прямой, или различаться. Так, если тело вернётся в первоначальную точку то фактически перемещения не произойдёт, в то же время пройденное расстояние может достигать тысячи километров.

Простая презентация

Вот пример такой последовательности слайдов рассчитанный на подготовленных слушателей:

Предложенную презентацию можно дополнить различными рисунками и чертежами. Например, нелишним будет нарисовать различные траектории движения, выделив их разным цветом. Здесь же указать и перемещение. Это позволит слушателям лучше воспринимать подаваемую им информацию.

С понятием пути вы уже неоднократно сталкивались. Познакомимся теперь с новым для вас понятием – перемещением, которое более информативно и полезно в физике, чем понятие пути.

Перемещением называют вектор, проведённый из начального положения тела в его конечное положение. Вектор перемещения показывает расстояние, на которое переместилось тело, и направление перемещения. Обратите внимание, что направление перемещения и направление движения – два разных понятия. Поясним это.

Рассмотрим, например, траекторию движения автомобиля от пункта А до середины моста. Обозначим промежуточные точки – В1, В2, В3 (см. рисунок). Вы видите, что на отрезке АВ1 автомобиль ехал на северо-восток (первая синяя стрелка), на отрезке В1В2 – на юго-восток (вторая синяя стрелка), а на отрезке В2В3 – на север (третья синяя стрелка). Итак, в момент проезда моста (точки В3) направление движения характеризовалось синим вектором В2В3, а направление перемещения – красным вектором АВ3.

Итак, перемещение тела – векторная величина, то есть имеющая пространственное направление и числовое значение (модуль). В отличие от перемещения, путь – скалярная величина, то есть имеющая только числовое значение (и не имеющая пространственного направления). Путь обозначают символом l, перемещение обозначают символом (важно: со стрелочкой). Символом s без стрелочки обозначают модуль перемещения. Примечание: изображение любого вектора на чертеже (в виде стрелки) или упоминание его в тексте (в виде слова) делает необязательным наличие стрелочки над обозначением.

Почему в физике не ограничились понятием пути, а ввели более сложное (векторное) понятие перемещения? Зная модуль и направление перемещения, всегда можно сказать, где будет находиться тело (по отношению к своему начальному положению). Зная путь, положение тела определить нельзя. Например, зная лишь, что турист прошёл путь 7 км, мы ничего не можем сказать о том, где он сейчас находится.

Задача. В походе по равнине турист прошёл на север 3 км, затем повернул на восток и прошел ещё 4 км. На каком расстоянии от начальной точки маршрута он оказался? Начертите его перемещение.

Решение 1 – с измерениями линейкой и транспортиром.

Перемещение – это вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела. Начертим его на клетчатой бумаге в масштабе: 1 км – 1 см (чертёж справа). Измерив линейкой модуль построенного вектора, получим: 5 см. Согласно выбранному нами масштабу, модуль перемещения туриста равен 5 км. Но напомним: знать вектор – значит знать его модуль и направление. Поэтому, применив транспортир, определим: направление перемещения туриста составляет 53° с направлением на север (проверьте сами).

Решение 2 – без использования линейки и транспортира.

Поскольку угол между перемещениями туриста на север и на восток составляет 90°, применим теорему Пифагора и найдём длину гипотенузы, так как она одновременно является и модулем перемещения туриста:

Как видите, это значение совпадает с полученным в первом решении. Теперь определим угол α между перемещением (гипотенузой) и направлением на север (прилежащим катетом треугольника):

Путь — скалярная величина (т. е. величина, не имеющая направления).

Для решения различных практических задач в разных сферах деятельности (например, в диспетчерской службе наземного и воздушного транспорта, в космонавтике, астрономии и др.) необходимо уметь рассчитывать, где будет находиться движущееся тело в заданный момент времени.

Покажем, что не всегда можно решить такую задачу, даже зная, какой путь прошло тело за данный промежуток времени. Для этого обратимся к рисунку 3, а.

Рис. 3. Знание пройденного телом пути не является достаточным для определения конечного положения тела

Допустим, нам известно, что некоторое тело (которое можно принять за материальную точку) начинает двигаться из точки О и за 1 ч проходит путь, равный 20 км.

Для ответа на вопрос, где будет находиться это тело спустя 1 ч после его выхода из точки О, у нас не хватает информации о его движении. Тело могло, например, двигаясь прямолинейно в северном направлении, попасть в точку А, находящуюся на расстоянии 20 км от точки О (расстояние между точками измеряется по прямой, соединяющей эти точки). Но оно могло также, дойдя до точки В, находящейся на расстоянии 10 км от точки О, повернуть на юг и вернуться в точку О, при этом пройденный им путь тоже будет равен 20 км. При заданном значении пути тело также могло оказаться и в точке С, если бы оно двигалось прямолинейно на юго-восток, и в точке D, если бы его движение происходило по изображённой криволинейной траектории.

Перемещением тела (материальной точки) называется вектор, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением

Согласно определению перемещение — векторная величина (т. е. величина, имеющая направление). Оно обозначается s, т. е. той же буквой, что и путь, только со стрелкой над ней. Как и путь, в СИ 1 перемещение измеряется в метрах. Для измерения перемещения используются и другие единицы длины, например километры, мили и т. д.

На рисунке 3, б показаны векторы перемещений, которые совершило бы тело, если бы прошло 20 км следующим образом: по прямолинейной траектории ОА в северном направлении (вектор s_ОA), по прямолинейной траектории ОС в юго-восточном направлении (вектор s_ОС) и по криволинейной траектории OD (вектор s_ОD). А если бы тело прошло 20 км, дойдя до точки В и вернувшись обратно в точку О, то в этом случае вектор его перемещения был бы равен нулю.

Зная начальное положение и вектор перемещения тела, т. е. его направление и модуль, можно однозначно определить, где это тело находится. Например, если известно, что вектор перемещения тела, вышедшего из точки О, направлен на север, а его модуль равен 20 км, то мы с уверенностью можем утверждать, что тело находится в точке А (см. рис. 3,б).

Таким образом, на чертеже, где перемещение изображается стрелочкой определённой длины и направления, можно найти конечное положение тела, отложив от его начального положения вектор перемещения.

Вопросы

Всегда ли можно определить положение тела в заданный момент времени t, зная начальное положение этого тела (при t₀ = 0) и путь, пройденный им за промежуток времени t? Ответ подтвердите примерами.
Что называют перемещением тела (материальной точки)?
Можно ли однозначно определить положение тела в заданный момент времени t, зная начальное положение этого тела и вектор перемещения, совершённого телом за промежуток времени t? Ответ подтвердите примерами.

Упражнение 2

Какую физическую величину определяет водитель автомобиля по спидометру — пройденный путь или перемещение?
Как должен двигаться автомобиль в течение некоторого промежутка времени, чтобы по спидометру можно было определить модуль перемещения, совершённого автомобилем за этот промежуток времени?

1 Напомним, что в СИ (Международная система единиц) единицей массы является килограмм (кг), длины — метр (м), времени — секунда (с). Они называются основными, так как выбраны независимо от единиц других величин. Единицы, определяемые через основные, называются производными. Примерами производных единиц СИ могут служить м/с, кг/м 3 и многие другие.

Читайте также: