Конспект скорость и ускорение
Обновлено: 06.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Образовательная : Обеспечить и сформировать осознанное усвоение знаний о ускорении;
Развивающая : Продолжить развитие навыков самостоятельной деятельности, навыков работы в группах.
Воспитательная : Формировать познавательный интерес к новым знаниям; воспитывать дисциплину поведения.
Тип урока: урок усвоения новых знаний
Оборудование и источники информации:
Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 9 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2015
Исаченкова, Л. А. Сборник задач по физике. 9 класс : пособие для учащихся учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, В. В. Дорофейчик. Минск : Аверсэв, 2016, 2017.
Структура урока:
Организационный момент(5 мин)
Актуализация опорных знаний(5мин)
Изучение нового материала (15 мин)
Физкультминутка (2 мин)
Закрепление знаний (13мин)
Итоги урока(5 мин)
Содержание урока
Организационный момент
Здравствуйте, садитесь! (Проверка присутствующих). Сегодня на уроке мы должны разобраться с понятием ускорение. А это значит, что Тема урока : Ускорение
Актуализация опорных знаний
Всем известно, что плавное торможение автомобиля практически неощутимо, а резкое — очень опасно. Значит, важно знать не только изменение скорости, но и уметь определять, насколько быстро она изменяется. Какая физическая величина характеризует быстроту изменения скорости?
Изучение нового материала
Рассмотрим движение самолета при разбеге перед взлетом (рис. 79). Пусть в точке В , в конце четвертой секунды движения самолета, модуль его скорости = 8, а в конце десятой секунды, в точке С, = 17 .
Изменение скорости движения самолета на участке АВ равно вектору = . На участке ВС — вектору = . Так как || = 8,0 ,
|| = 9,0 , то на втором участке изменение скорости было больше.
А на каком участке скорость изменялась быстрее? Разделив изменение скорости Δ на промежуток времени Δ t , за который оно произошло, мы найдем, что за одну секунду на участке АВ модуль скорости изменялся на 2 , а на участке ВС — на 1,5. На первом участке изменение скорости происходило быстрее.
Таким образом, быстроту изменения скорости характеризует отношение Величину а = называют ускорением.
Ускорение — это физическая векторная величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за который это изменение произошло:
Формула ( 1 ) определяет среднее ускорение. Оно показывает, насколько в среднем изменяется скорость за единицу времени. Формулу ( 1 ) можно исполь зовать и для определения мгновенного ускорения а. Следует лишь (как и при переходе от средней скорости к мгновенной, см. § 9) вычислять ускорение за как можно меньший промежуток времени:
Единицей ускорения в СИ является 1 — ускорение прямолинейно движущегося тела, модуль скорости которого изменяется на 1 за секунду.
Ускорение — одна из самых важных величин в механике. Контролировать ускорение необходимо при движении транспорта, при работе различных механизмов, при запуске космических кораблей и т. д. Для измерения ускорения существуют специальные приборы — акселерометры (рис. 80) (лат. accelero — ускоряю и греч. metreo — измеряю).
В автомобиле можно установить устройство, снабженное акселерометром и передатчиком, которое в случае аварии практически мгновенно сообщит о ней в службу спасения. Устройство сработает от огромного кратковременного ускорения, возникающего при столкновении.
Большие ускорения при соударении тел получаются из-за малой длительности удара. Рассмотрим пример. Стальной шарик ударяется о стенку со скоростью ц, перпендикулярной стенке, и отражается от нее со скоростью (рис. 81).
Пусть = 10 продолжительность удара Δt = . Тогда модуль изменения скорости шарика в результате удара | Δ | = | | = 2, = 20 , а модуль его ускорения а = а = = 210 5 . Ускорение шарика во время удара в тысячи раз больше, чем ускорение космической ракеты на участке разгона!
Ускорение — векторная величина. Куда направлено ускорение?
Из формулы (1) видно, что направление среднего ускорения совпадает с направлением вектора изменения скорости Δ =
А как направлено ускорение по отношению к скорости в тот же момент времени?
Как видно из рисунка 82, a, при разбеге самолета направления ускорения и скорости самолета совпадают.
При посадке самолет замедляет свое движение (рис. 82, б). В этом случае ускорение и скорость имеют противоположные направления. Сделаем выводы.
При прямолинейном движении ускорение направлено либо по скорости, либо противоположно ей.
В первом случае модуль скорости растет, и тело движется ускоренно. Во втором — модуль скорости убывает, и тело движется замедленно.
Прямолинейное движение с постоянным ускорением называют равнопеременным движением.
А как направлено ускорение при криволинейном движении? Этот вопрос мы рассмотрим в § 15. Отметим лишь, что при криволинейном движении из-за изменения направления скорости ускорение будет отлично от нуля, даже если модуль скорости не изменяется. Только при равномерном прямолинейном движении скорость постоянна, а ускорение в любой момент времени равно нулю.
Закрепление знаний
Решим задачи из сборника:
Модуль скорости движения автомобиля от до = 54 за промежуток времени Δ t = 5 с. Определите модуль ускорения автомобиля, считая его движение равноускоренным и прямолинейным.
Санки двигались со скоростью, модуль которой , и начали тормозить с постоянным ускорением, модуль которого a =0,40 . Определите промежуток времени, в течение которого останавливались санки.
Модуль скорости автомобиля, движущегося прямолинейно с постоянным ускорением, изменился от до за промежуток времени Δ t = 10 с. Определите модуль и направление ускорения автомобиля.
Итоги урока
Ускорение характеризует быстроту изменения скорости.
Среднее ускорение направлено по вектору изменения скорости.
При прямолинейном движении ускорение направлено либо по скорости, либо противоположно ей.
Если ускорение направлено по скорости, то движение будет ускоренным, если противоположно — то замедленным.
Только при равномерном прямолинейном движении ускорение в любой момент времени равно нулю.
Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта.
Средняя скорость - скалярная физическая величина характеризующая быстроту перемещения тела , численно равная пройденному пути к затраченному времени.
Мгновенная скорость - скалярная физическая величина, характеризующая скорость в короткий промежуток времени.
Формулы скорости будут зависеть, от вида движения. Смотрите Равноускоренное, равномерное, прямолинейное и поступательное движение тела. Отдельный пласт занимает Угловая скорость.
Определение ускорения
Ускорение - векторная физическая величина характеризующая быстроту изменения скорости с течением времени.
Мгновенное ускорение - векторная физическая величина, численно равная пределу к которому стремится среднее ускорение. (Ускорение которое развивает тело за очень короткий отрезок времени).
В прошлой статье мы немножко разобрались с тем, что такое механика и зачем она нужна. Мы уже знаем, что такое система отсчета, относительность движения и материальная точка. Что ж, пора двигаться дальше! Здесь мы рассмотрим основные понятия кинематики, соберем вместе самые полезные формулы по основам кинематики и приведем практический пример решения задачи.
Траектория, радиус-вектор, закон движения тела
Кинематикой занимался еще Аристотель. Правда, тогда это не называлось кинематикой. Затем очень большой вклад в развитие механики, и кинематики в частности, внес Галилео Галилей, изучавший свободное падение и инерцию тел.
Итак, кинематика решает вопрос: как тело движется. Причины, по которым оно пришло в движение, ее не интересуют. Кинематике не важно, сама поехала машина, или ее толкнул гигантский динозавр. Абсолютно все равно.
Сейчас мы будем рассматривать самую простую кинематику – кинематику точки. Представим, что тело (материальная точка) движется. Не важно, что это за тело, все равно мы рассматриваем его, как материальную точку. Может быть, это НЛО в небе, а может быть, бумажный самолетик, который мы запустили из окна. А еще лучше, пусть это будет новая машина, на которой мы едем в путешествие. Перемещаясь из точки А в точку Б, наша точка описывает воображаемую линию, которая называется траекторией движения. Другое определение траектории – годограф радиус вектора, то есть линия, которую описывает конец радиус-вектора материальной точки при движении.
Радиус-вектор – вектор, задающий положение точки в пространстве.
Для того, чтобы узнать положение тела в пространстве в любой момент времени, нужно знать закон движения тела – зависимость координат (или радиус-вектора точки) от времени.
Перемещение и путь
Тело переместилось из точки А в точку Б. При этом перемещение тела – отрезок, соединяющий данные точки напрямую – векторная величина. Путь, пройденный телом – длина его траектории. Очевидно, перемещение и путь не стоит путать. Модуль вектора перемещения и длина пути совпадают лишь в случае прямолинейного движения.
В системе СИ перемещение и длина пути измеряются в метрах.
Перемещение равно разнице радиус-векторов в начальный и конечный моменты времени. Другими словами, это приращение радиус вектора.
Скорость и ускорение
Средняя скорость – векторная физическая величина, равная отношению вектора перемещения к промежутку времени, за которое оно произошло
А теперь представим, что промежуток времени уменьшается, уменьшается, и становится совсем коротким, стремится к нулю. В таком случае о средней скорости говорить на приходится, скорость становится мгновенной. Те, кто помнит основы математического анализа, тут же поймут, что в дальнейшем нам не обойтись без производной.
Мгновенная скорость – векторная физическая величина, равная производной от радиус вектора по времени. Мгновенная скорость всегда направлена по касательной к траектории.
В системе СИ скорость измеряется в метрах в секунду
Если тело движется не равномерно и прямолинейно, то у него есть не только скорость, но и ускорение.
Ускорение (или мгновенное ускорение) – векторная физическая величина, вторая производная от радиус-вектора по времени, и, соответственно, первая производная от мгновенной скорости
Ускорение показывает, как быстро изменяется скорость тела. В случае прямолинейного движения, направления векторов скорости и ускорения совпадают. В случае же криволинейного движения, вектор ускорения можно разложить на две составляющие: ускорение тангенциальное, и ускорение нормальное.
Тангенциальное ускорение показывает, как быстро изменяется скорость тела по модулю и направлено по касательной к траектории
Нормальное же ускорение характеризует быстроту изменения скорости по направлению. Векторы нормального и тангенциального ускорения взаимно перпендикулярны, а вектор нормального ускорения направлен к центру окружности, по которой движется точка.
Здесь R – радиус окружности, по которой движется тело.
Закон равноускоренного движения
Рассмотрим далее закон равноускоренного движения, то есть движения с постоянным ускорением. Будем рассматривать простейший случай, когда тело движется вдоль оси x.
Здесь - x нулевое- начальная координата. v нулевое - начальная скорость. Продифференцируем по времени, и получим скорость
Производная по скорости от времени даст значение ускорения a, которое является константой.
Пример решения задачи
Теперь, когда мы рассмотрели физические основы кинематики, пора закрепить знания на практике и решить какую-нибудь задачу. Причем, чем быстрее, тем лучше.
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.
Решим такую задачу: точка движется по окружности радиусом 4 метра. Закон ее движения выражается уравнением S=A+Bt^2. А=8м, В=-2м/с^2. В какой момент времени нормальное ускорение точки равно 9 м/с^2? Найти скорость, тангенциальное и полное ускорение точки для этого момента времени.
Решение: мы знаем, что для того, чтобы найти скорость нужно взять первую производную по времени от закона движения, а нормальное ускорение равняется частному квадрата скорости и радиуса окружности, по которой точка движется. Вооружившись этими знаниями, найдем искомые величины.
Нужна помощь в решении задач? Профессиональный студенческий сервис готов оказать ее.
Мы уже познакомились с тем, как описать движение, если тело двигается равномерно и прямолинейно. Но как быть, если скорость тела меняется? В этом случае, необходимо ввести физическую величину, характеризующую изменение скорости – ускорение. Об этой величине и об её единицах измерения мы и поговорим.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Ускорение. Единица ускорения"
Мы уже говорили о том, что чаще всего тела двигаются неравномерно. Например, при свободном падении тело набирает скорость. В этом случае, меняется модуль скорости.
Если же мы возьмём в качестве примера вращение с постоянной частотой оборотов, то каждая точка будет двигаться с одинаковой по модулю скоростью, но направление будет меняться в каждый момент времени. Наконец, ядро, выпущенное из пушки под углом к горизонту, будет менять свою скорость и по модулю, и по направлению.
Как вы знаете, тело может изменять скорость быстро или медленно. Например, мяч, катящийся по земле, плавно снижает скорость. Если же мы бросим этот мяч в стену, то при ударе, он изменит скорость мгновенно. Для того, чтобы описать, насколько быстро меняется скорость тела, необходимо ввести физическую величину, которая называется ускорением.
Как вы уже знаете, мгновенная скорость — это величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло, при ∆𝑡→0:
Разумеется, ускорение, как и скорость, является векторной величиной. В отличие от направления скорости, направление ускорения нельзя определить исходя из траектории движения. О том, как определить направление ускорения мы узнаем чуть позже.
Конечно, может возникнуть вопрос: а что если и ускорение изменяется с течением времени? Примеры такого движения действительно существуют, но пока что, мы не будем их рассматривать, а остановимся на примерах с постоянным ускорением.
Единицей измерения ускорения является метр на секунду в квадрате:
В этом легко можно убедиться, выполнив проверку размерности в формуле, по которой рассчитывается ускорение.
Физический смысл этой единицы измерения можно объяснить так: модуль ускорения показывает, на сколько м/с изменилась скорость за 1 с. Например, если ускорение равно 3 м/с 2 , то это означает, что ежесекундно скорость увеличивается на 3 м/с.
Если тело двигается прямолинейно с постоянным ускорением, при котором модуль скорости увеличивается, то такое движение называется равноускоренным.
Аналогично, прямолинейное движение с постоянным ускорением, при котором модуль скорости уменьшается, называется равнозамедленным.
Пример решения задачи.
Задача. Определите скорость в начальный момент времени и скорость спустя 2 мин после начального момента времени.
На данном уроке мы с вами рассмотрим важную характеристику неравномерного движения – ускорение. Кроме того, мы рассмотрим неравномерное движение с постоянным ускорением. Такое движение еще называется равноускоренным или равнозамедленным. Наконец, мы поговорим о том, как графически изображать зависимости скорости тела от времени при равноускоренном движении.
Читайте также: