Определение неравномерного движения в физике. Ускорение. Равномерное, равноускоренное прямолинейное движение

Система отсчета.

Система отсчёта — это совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел

Траектория, путь и перемещение.

Вектор перемещения - вектор начальная точка которого совпадает с начальным положением движущейся точки и конец вектора с ее конечным положением.

Траектория движения материальной точки – линия, описываемая этой точкой в пространстве (прямолинейная или криволинейная).

Путь точки – сумма длин всех участков траектории, пройденных точкой за рассматриваемый участок времени.

Материальная точка.

Материа́льная то́чка — тело, обладающее массой и скоростью, но размеры и формы которого в условиях данной задачи существенного значения не имеют.

Средняя скорость.

Сре́дняя ско́рость движущейся точки за промежуток времени t - векторная величина, равная отношению вектора перемещения к промежутку времени за которое это перемещение произошло.

Средняя (путевая) скорость

Средняя скорость по перемещению (средневекторная)

Относительность движения.

Относительность механического движения – это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта.

Закон сложения скоростей в классической механике.

Vабс= Vотн + Vпер

Абсолютная скорость материальной точки равна векторной сумме переносной и относительной скорости.

Прямолинейное равномерное движение.

Прямолинейное равномерное движение — движения с постоянной по модулю и направлению скоростью.

Уравнения движения и графики x(t), vx(t), s(t) для равномерного прямолинейного движения.

уравнение равномерного прямолинейного движения материальной точки :

(17)

Или

Формулы равномерного прямолинейного движения

= const	= const
	S = v (t – t 0)

Графики зависимости скорости, проекции скорости,пути и координаты от времени для равномерного прямолинейного движения

График скорости v = v(t)

= const
График скорости равномерного движения – прямая линия, параллельная оси абсцисс (оси t).
По графику v = v(t) можно найти пройденный путь за интервал времени t: он численно равен площади фигуры ОАВС (прямоугольника):
q (площадь прямоугольника OABC) = OA OC v 1 t 1 S
График пути S = S(t)

S = v t , где v = const
График пути равномерного движения – прямая линия, которая образует угол с осью времени.
На этом графике , но v ~ tg (скорость равномерного движения пропорциональна тангенсу угла , который график пути составляет с осью времени).
График зависимости координаты точки от времени : x = x(t)
Уравнение x = x 0 + v x (t – t 0) – линейная функция, поэтому график x = x(t) – прямая линия, которая образует угол с осью времени.

Механика -раздел физики, изучающий законы движения и взаимодействия тел. Кинематика - раздел механики, не изучающий причины движения тел.

Механическое движение – изменение положение тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Материальной точкой называется тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь.

Поступательным называется движение, при котором все точки тела движутся одинаково. Поступательным называется движение, при котором любая прямая, проведенная через тело, остаётся параллельной сама себе.

Кинематические характеристики движения

Траектория – линия движения. S - путь – длина траектории .

S – перемещение – вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.

Относительность движения. Система отсчёта - совокупность тела отсчёта, системы координат и прибора для измерения времени (часов)

система координат

Прямолинейным равномерным движением называют такое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Скорость - физическая величина, равная отношению вектора перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло. Скорость равномерного прямолинейного движения численно равна перемещению за единицу времени.

Средняя скорость неравномерного движения

Основная задача механики (ОЗМ)– определение положения тела в пространстве в любой момент времени. Мгновенная скорость - скорость – тела в данный момент момент времени.

Классический закон сложения скоростей

Скорость тела в подвижной СО равна векторной сумме скорости тела в неподвижной СО и скорости самой подвижной СО

Ускорением называется векторная физическая величина, равная отношению очень малого изменения вектора скорости к малому промежутку времени, за которое произошло это изменение, т.е. это мера быстроты изменения скорости:

;
.

Метр в секунду за секунду – это такое ускорение, при котором скорость тела, движущегося прямолинейно и равноускоренно, за время 1 с изменяется на 1 м/с.

Направление вектора ускорения совпадает с направлением вектора изменения скорости (
) при очень малых значениях промежутка времени, за который происходит изменение скорости.

Если тело движется по прямой и его скорость возрастает, то направл­ение вектора ускорения совпадает с направлением вектора скорости; при убывании скорости – противоположно направлению вектора скорости.

При движении по криволинейной траектории направление вектора скорости изменяется в процессе движения, вектор ускорения при этом может оказаться направлен под любым углом к вектору скорости.

Равномерное, равноускоренное прямолинейное движение

Движение с постоянной скоростью называется равномерным прямолинейным движением . При равномерном прямолинейном движении тело движется по прямой и за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает неодинаковые перемещения, называют неравномерным движением . При таком движении скорость тела изменяется с течением времени.

Равнопеременным называется такое движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину, т.е. движение с постоянным ускорением.

Равноускоренным называется равнопеременное движение, при котором величина скорости возрастает.Равнозамедленным – равнопеременное движение, при котором величина скорости уменьшается.

Сложение скоростей

Рассмотрим перемещение тела в подвижной системе координат. Пусть – перемещение тела в подвижной системе координат,– перемещение подвижной системы координат относительно неподвижной, тогда– перемещение тела в неподвижной системе координат равно:

.

Если перемещения исовершаются одновременно, то:

.

Таким образом

.

Мы получили, что скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной. Это утверждение называется классическим законом сложения скоростей .

Графики зависимости кинематических величин от времени в равномерном и равноускоренном движении

При равномерном движении:

График скорости – прямая y=b;

График ускорения – прямая y= 0;

График перемещения – прямая y=kx+b.

При равноускоренном движении:

График скорости – прямая y=kx+b;

График ускорения – прямая y=b;

График перемещения – парабола:

если a>0, ветви вверх;

чем больше ускорение, тем уже ветви;

вершина совпадает по времени с моментом, когда скорость тела равна нулю;

как правило, проходит через начало отсчета.

Свободное падение тел. Ускорение свободного падения

Свободным падением называется такое движение тела, когда на него действует только сила тяжести.

При свободном падении ускорение тела направлено вертикально вниз и примерно равно 9,8 м/с 2 . Это ускорение называетсяускорением свободного падения и одинаково для всех тел.

Равномерное движение по окружности

При равномерном движении по окружности значение скорости постоянно, а ее направление изменяется в процессе движения. Мгновенная скорость тела всегда направлена по касательной к траектории движения.

Т.к. направление скорости при равномерном движении по окружности постоянно изменяется, то это движение всегда равноускоренное.

Промежуток времени, за который тело совершает полный оборот при движении по окружности, называется периодом:

.

Т.к. длина окружности sравна 2R, период обращения при равномерном движении тела со скоростьюvпо окружности радиусомRравен:

.

Величина, обратная периоду обращения, называется частотой обращения и показывает, сколько оборотов по окружности совершает тело в единицу времени:

.

Угловой скоростью называется отношение угла, на который повернулось тело, к времени поворота:

.

Угловая скорость численно равна числу оборотов за 2секунд.

Как вы думаете, движетесь вы или нет, когда читаете этот текст? Практически каждый из вас сразу ответит: нет, не двигаюсь. И будет неправ. Некоторые могут сказать: двигаюсь. И тоже ошибутся. Потому, что в физике некоторые вещи не совсем такие, какими кажутся на первый взгляд.

Например, понятие механического движения в физике всегда зависит от точки (или тела) отсчета. Так летящий в самолете человек перемещается относительно оставшихся дома родных, но находится в состоянии покоя относительно друга, сидящего рядом. Так вот скучающие родственники или спящий на плече друг - это, в данном случае, тела отсчета для определения, движется наш вышеупомянутый человек или нет.

Определение механического движения

В физике определение механического движения, изучаемое в седьмом классе, следующее: изменение положения тела относительно других тел с течением времени называется механическим движением. Примерами механического движения в быту будут движение автомобилей, людей и пароходов. Комет и кошек. Пузырьков воздуха в закипающем чайнике и учебников в тяжелом рюкзаке школьника. И всякий раз высказывание о движении либо покое одного из этих предметов (тел) будет лишенным смысла без указания тела отсчета. Поэтому в жизни мы чаще всего, когда говорим о движении, имеем в виду движение относительно Земли или статичных объектов - домов, дорог и так далее.

Траектория механического движения

Нельзя также не упомянуть такую характеристику механического движения, как траектория. Траектория - это линия, по которой движется тело. Например, отпечатки ботинок на снегу, след самолета в небе и след слезы на щеке - все это траектории. Могут они быть прямыми, изогнутыми или ломаными. А вот длина траектории, или же сумма длин - это путь, пройденный телом. Обозначается путь буквой s. И измеряется в метрах, сантиметрах и километрах, либо же в дюймах, ярдах и футах, в зависимости от того, какие в этой стране приняты единицы измерения.

Виды механического движения: равномерное и неравномерное движение

Какие бывают виды механического движения? Например, во время поездки на машине водитель движется с разной скоростью, когда едет по городу и практически с одинаковой скоростью, когда выезжает на трассу за городом. То есть он движется либо неравномерно, либо равномерно. Так вот движение, в зависимости от пройденного пути за равные промежутки времени называют равномерным либо неравномерным.

Примеры равномерного и неравномерного движения

Примеров равномерного движения в природе очень мало. Почти равномерно движется вокруг Солнца Земля, капают капли дождя, всплывают пузырьки в газировке. Даже пуля, выпущенная из пистолета, движется прямолинейно и равномерно только на первый взгляд. От трения о воздух и притяжения Земли полет ее постепенно становится медленнее, а траектория снижается. Вот в космосе пуля может двигаться действительно прямолинейно и равномерно, пока не столкнется с каким-либо другим телом. А с неравномерным движением дело обстоит куда как лучше - примеров множество. Полет мяча во время игры в футбол, движения льва, охотящегося на добычу, путешествия жвачки во рту семиклассника и бабочки, порхающей над цветком, - все это примеры неравномерного механического движения тел.

План-конспект урока по теме «Обобщение и систематизация знаний по теме « »

Дата :

Тема: «Обобщение и систематизация знаний по теме « Равномерное и неравномерное движение. Сложение скоростей »

Цели:

Образовательная : формирование практических умений по решению задач на тему «Неравномерное движение. Сложение скоростей»;

Развивающая : совершенствовать интеллектуальные умения (наблюдать, сравнивать, размышлять, применять знания, делать выводы), развивать познавательный интерес;

Воспитательная : прививать культуру умственного труда, аккуратность, учить видеть практическую пользу знаний, продолжить формирование коммуникативных умений, воспитывать внимательность, наблюдательность.

Тип урока: обобщение и систематизация 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

Структура урока:

Организационный момент (5 мин)

Актуализация опорных знаний (5 мин)

Закрепление знаний(30 мин)

Итоги урока (5 мин)

Содержание урока

Организационный момент

Здравствуйте, садитесь! (Проверка присутствующих). Сегодня на уроке мы должны закрепить полученные знания по решению А это значит, что Тема урока : « Обобщение и систематизация знаний по теме « Равномерное и неравномерное движение. Сложение скоростей »

Актуализация опорных знаний

Какое движение называется равномерным?

Какое движение называется неравномерным? Можно ли утверждать, что тело движется равномерно, если пути, проходимые телом за каждый час. одинаковы?

Что показывает средняя скорость пути? Средняя скорость перемещения? Как их вычисляют?

В чем смысл закона сложения скоростей Галилея?

Закрепление знаний

А сейчас перейдем к решению задач:

№ 1

Если два тела движутся вдоль одной прямой в одном направлении со скоростями, модули которых и, то модуль относительной скорости движения тел всегда равен:

a ) ; в) ;

б);г) ;

№ 2

Какой путь прошел пешеход, двигавшийся со средней путевой скоростью < > = 4,8 за промежуток времени Δ t = 0,5 ч?

№ 3

Первую часть дистанции конькобежец пробежал за время Δ = 20 с со скоростью, модуль которой = 7,6, а вторую - за время Δ t 2 = 36 с со скоростью, модуль которой v 2 = 9,0 . Определите среднюю скорость движения конькобежца на всей дистанции.

№ 4

Автомобиль, двигаясь по прямолинейному участку шоссе со скоростью, модуль которой = 82 , обгоняет мотоциклиста. Чему равен модуль скорости движения мотоциклиста, если через промежуток времени Δ t = 2,8 мин от момента обгона расстояние между автомобилем и мотоциклистом стало L =1,4 км?

№ 5

Первую половину пути автомобиль проехал со средней скоростью v 1 = 60 км/ч , а вторую – со средней скоростью v 2 = 40 км/ч. Определить среднюю скорость автомобиля на всем пути.

Закрепление знаний

Быстрота неравномерного движения на участке траектории характеризуется средней скоростью, а в данной точке траектории - .мгновенной скоростью.

Мгновенная скорость приближенно равна средней скорости, определенной за малый промежуток времени. Чем меньше этот промежуток времени, тем меньше отличие средней скорости от мгновенной.

Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения.

Если модуль мгновенной скорости возрастает, то движение тела называют ускоренным, если он убывает - замедленным.

При равномерном прямолинейном движении мгновенная скорость одинакова в любой точке траектории.

Перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета равно векторной сумме его перемещения относительно движущейся системы и перемещения движущейся системы относительно неподвижной.

Скорость тела в неподвижной системе отсчета равна векторной сумме его скорости относительно движущейся системы и скорости движущейся системы относительно неподвижной.

Итоги урока

Итак, подведем итоги. Что вы сегодня узнали на уроке?

Организация домашнего задания

§6-10, упр. 3 № 5, упр. 6 № 11.

Рефлексия.

Продолжите фразы:

Сегодня на уроке я узнал…

Было интересно…

Знания, которые я получил на уроке, пригодятся