До ЗНО з ФІЗИКИ залишилося:
0
5
міс.
2
0
дн.
0
0
год.
Готуйся до ЗНО разом із «Всеосвітою»!

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТА ЗАНЯТТЯ "Рух тіла під дією кількох сил. Розв’язування вправ"

Опис документу:
На даному навчальному занятті ставлю перед собою мету сформувати вміння студентів використовувати закони динаміки Ньютона для опису руху тіл по горизонтальній площині, з’ясувати кінематику і динаміку руху тіла по вертикалі та по колу; формувати вміння студентів розв’язувати задачі на рух із тертям. Навчити студентів складати рівняння руху з урахуванням усіх сил, що діють на тіло; формувати знання про спосіб розв'язування задач з механіки коли на тіло дію кілька сил.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код Поділитися

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТА ЗАНЯТТЯ

Предмет: Фізика

Розділ: 2. Динаміка

Тема. Рух тіла під дією кількох сил. Розв’язування вправ.

Тип заняття: комбінований

Навчальна (дидактична) мета:

Сформувати вміння студентів використовувати закони динаміки Ньютона для опису руху тіл по горизонтальній площині, з’ясувати кінематику і динаміку руху тіла по вертикалі та по колу; формувати вміння студентів розв’язувати задачі на рух із тертям. Навчити студентів складати рівняння руху з урахуванням усіх сил, що діють на тіло; формувати знання про спосіб розв'язування задач з механіки коли на тіло дію кілька сил

Виховна мета:

Виховувати впевненість у собі, необхідність в знаннях. Виховувати культуру наукового мислення та мовлення.

Розвиваюча мета:

Розвивати навички складання рівняння другого закону Ньютона у векторній і скалярній формах; розвивати уяву і логічне мислення студентів. Розвивати фізичну компетентність та кругозір.

Обладнання:

Роздатковий матеріал. (Як роздатковий матеріал використовуються картки з умовами задач, які будуть розв’язані на уроці, довідник «Приклади розв’язування задач з динаміки»), комп'ютер, мультимедійний проектор, екран, збірник задач, підручники Л.Е. Генденштейн “Фізика-10”, Є.В. Коршак “Фізика-10”

Демонстрації:

Рух по похилій площині

Програмне забезпечення:
Microsoft Office Word, Microsoft Office Power Point.

Дидактичний матеріал:
Презентація до заняття, роздатковий матеріал

Міжпредметні зв'язки:
Математика, інформатика

Література:

1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів: - К.: Вища школа, 1982. - 503с:

  1. Л.Е. Генденштейн, І.Ю. Ненашев 10 кл: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів рівень стандарту – Харків: «Гімназія», 2010. – 272.

  2. Є.В.Коршак, Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. 10 кл: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів рівень стандарту – К.: Генеза, 2010. – 192.

  3. Гончаренко С.У. Фізика: Підруч. для 10 кл. серед. загальноосв. шк..- К.: Освіта, 2002. – 319 с.

Девіз заняття:

«Розум – це не тільки  знання, а й уміння застосовувати ці знання на практиці» (АРІСТОТЕЛЬ) 

Зміст і хід заняття

I. Організаційна частина.

Перевірка відвідування, перевірка наявності зошитів, підручників тощо. Оголошення теми та мети заняття.

II. Підготовка студентів до вивчення нового матеріалу.

2.1 Перевірка домашнього завдання

Індивідуальне опитування

2.2 Актуалізація опорних знань

Використання елементів технології критичного мислення для перевірки знань студетів

Для проведення актуалізації знань учнів використовують картки двох кольорів (наприклад: зеленого і червоного). На дошці закріплено два аркуші паперу відповідного кольору з написами «Так», «Ні».

ГРА «Згоден – не згоден»

  1. Зміну форми або розмірів тіла називають деформацією.

  2. Деформації розтягнення та кручення (стиснення) характеризуються фізичними величинами видовження та відносне видовження.

  3. Деформації, які зберігаються після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пружними.

  4. Сила пружності – це сила, яка виникає під час пружної деформації тіла і напрямлена протилежно напрямку зміщення частин (частинок) цього тіла в процесі деформації.

  5. Сила тертя завжди напрямлена в ту саму сторону, що і швидкість тіла.

  1. Сила тертя спокою є рушійною силою, завдяки якій пересуваються люди, тварини, транспорт.

  2. Сила тертя ковзання – це сила, яка виникає під час ковзання одного тіла по поверхні іншого.

  3. Прискорення вільного падіння завжди однакове в будь-якій точці Земної кулі.

  1. Силу тертя ковзання можна зменшити, посипавши поверхню тіла піском.

  1. Коефіцієнт тертя ковзання залежить від матеріалів, з яких виготовлені дотичні тіла, і якості обробки їхніх поверхонь.

2.2 Мотивація навчальної діяльності студентів.

Ми сьогодні повинні познайомитися з основними етапами розв’язування задач з динаміки, розглянути алгоритм розв’язування задач, розглянути приклади розв’язування деяких ключових задач. Сьогоднішня тема дуже важлива, адже з подібними задачами ви будете зустрічатися в ході вивчення всього подальшого курсу фізики.

III. Вивчення нового матеріалу.

При розв’язуванні стандартних задач з динаміки можна застосовувати певний алгоритм.

Алгоритм розв'язування задач з динаміки

  1. Уважно прочитайте умову задачі. З'ясуйте, які сили діють на тіло та характер руху тіла (рухається тіло рівномірно чи з прискоренням; якою є траєкторія руху тіла).

  2. Запишіть коротко умову задачі, виразіть числові значення СІ.

  3. Зробіть схематичний рисунок, покажіть на ньому обрану систему відліку та всі сили, що діють на тіло.

  4. Запишіть другий закон Ньютона у векторному вигляді та проекціях на осі координат.

  5. Запишіть додаткові рівняння (наприклад, формули для сил або рівняння кінематики з урахуванням початкових умов: початкових координат та швидкостей тіла).

  6. Розв'яжіть отриману систему рівнянь у загальному вигляді.

  7. Проаналізуйте отриманий результат (перевірте одиниці величин).

  8. Виконайте числові розрахунки, оцініть правдоподібність результатів.

  9. Запишіть відповідь.

  10. Обміркуйте, чи має задача інший спосіб розв’язування?

Розглянемо деякі випадки задач з динаміки

1. Рух тіла по горизонтальній поверхні.

Задача 1.1.

Автобус, маса якого з повним навантаженням становить 15 т, рушає з місця з прискоренням 0,7 м/с2. Визначте силу тяги, якщо коефіцієнт опору руху дорівнює 0,03.

Розв’язання

За ІІ законом Ньютона

В проекціях на вісь ОХ

За ІІІ законом Ньютона

Задача 1.2.

По гладкому столу за допомогою горизонтального шнура тягнуть брусок, прикладаючи до шнура силу F. Маса бруска M, маса шнура m. Знайдіть силу T, з якою шнур діє на брусок. Доведіть, що якщо масою шнура можна знехтувати, то ця сила дорівнює F.

Розв’язання

1. На рис. 1 показано сили, що діють на брусок і шнур. Запишемо для кожного з цих тіл другий закон Ньютона у векторному вигляді:

 

 

 

Рис. 1

 

2. Запишемо другий закон Ньютона в проекції на вісь Ox:

Ma T1, ma = F - T2.

3. Згідно з третім законом Ньютона:

T1 – T2 = Т.

4. Підставивши T1 = T2 - в систему рівнянь (див. пункт 2), знаходимо:

5. Перевіряємо й аналізуємо одержану відповідь.

Якщо << M, дійсно одержуємо F.

Відповідь: 

 2. Рух тіла по опуклій поверхні.

Задача 2.1.

Автомобіль масою 2 т проїжджає по опуклому мосту, що має радіус кривизни 40 м, з швидкістю 36 км/год. Яка вага автомобіля в середній точці мосту?

Розв’язання

За ІІ законом Ньютона

В проекціях на вісь Х

За ІІІ законом Ньютона

 

3. Рух тіла по похилій площині.

Задача 3.1.

Тіло сповзає рівномірно по похилій площині з кутом нахилу 40°. Визначити коефіцієнт тертя ковзання між тілом і площиною.

Аналіз та розв’язання

Під час сповзання тіла з похилої площини на нього діють сила тяжіння  сила реакції площини  і сила тертя  (рис. 2). Прискорення при рівномірному сповзанні дорівнює нулю. Отже, рівняння руху для тіла:  За напрям осі Ox візьмемо напрям руху тіла. Тоді матимемо таке рівняння відносно цієї осі:

 

Рис. 2 

Враховуючи, що  запишемо рівняння (1) у вигляді:

звідси:

4. Рух тіла по вертикалі з прискоренням.

Задача 4.1.

Космічний корабель робить м’яку посадку на Місяць, рухаючись сповільнено у вертикальному напрямі (відносно Місяця) із сталим прискоренням 8,38 м/с2. Скільки важить космонавт масою 70 кг, який перебуває у цьому кораблі? Прискорення вільного падіння на Місяці 1,6 м/с2.

Розв’язання

За ІІ законом Ньютона

В проекціях на вісь Х

За ІІІ законом Ньютона

Задача 4.2.

 До нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішано тягарі масами m1 = 300г;  m2 = 600 г. З якими прискореннями рухаються тягарі? Якою є сила натягу нитки? У скільки разів вага другого тягаря відрізняється від ваги першого?

Розв’язання

Покажемо всі сили, що діють на тягарі.

 

 

Рис. 3

 

Запишемо рівняння другого закону Ньютона для кожного з тягарів у проекції на вісь у:

На прикладі цієї задачі слід показати учням два ефективних методи перевірки одержаного результату.

Перший з них — перевірка на симетрію. Очевидно, якщо поміняти тягарі місцями, натяг шнура і модуль прискорення тягарів мають не змінитися. Одержані для і вирази цій вимозі відповідають (якщо замінити m1  m2 значення не змінюється, а прискорення змінює тільки знак). Другий метод — перевірка на часткові та граничні випадки. Наприклад, якщо m1 = m2 =m, прискорення має дорівнювати нулю, а mg. Якщо m 0 має бути  g 0 (тягар 2 вільно падає і тому перебуває в стані невагомості). Одержані формули відповідають і цим вимогам. Вага обох тягарів є однаковою, наскільки б не відрізнялися їхні маси, обидва тягарі діють на шнур з однаковими силами. Річ у тім, що вага меншого тягаря збільшується (прискорення цього тягаря напрямлене вгору), а вага більшого тягаря зменшується.

Відповідь: 3,3 м/с2; 3,9 Н; обидва тягарі мають однакову вагу.

5. Рух тіла під дією сили тертя.

Задача 5.1.

Через який час після початку аварійного гальмування зупиниться автобус, що рухається з швидкістю 12 м/с, якщо коефіцієнт опору при аварійному гальмуванні 0,4?

Розв’язання

За ІІ законом Ньютона

В проекціях на вісь ОХ

За ІІІ законом Ньютона

,

IV. Узагальнення і систематизація вивченого.

Самостійна робота «Рух тіла під дією кількох сил»

Початковий рівень

В.1. За якого співвідношення сил, що діють на автомобіль, він рухатиметься горизонтальною ділянкою дороги з урахуванням сил опору рухові, рівноприскорено? До розв’язання зробіть рисунок.

В.2. За якого співвідношення сил, що діють на бульбашку повітря, яка підіймається з дна водойми, рух бульбашки стає рівномірним? До розв’язання зробіть рисунок.

Середній рівень

В.1. У шахту почали опускати цебро масою 0,5 т з початковою швидкістю, яка дорівнювала нулю. За 0,2 хв. він пройшов 35 м. Знайдіть силу натягу каната, до якого підвішано цебро.

В.2. Лижник масою 60 кг, який має наприкінці спуску швидкість 10 м/с, зупиняється на горизонтальній ділянці після закінчення спуску за 40 с Визначте величину сили опору.

Достатній рівень

В.1. З висоти 25 м предмет падав протягом 2,5 с. Яку частину від сили тяжіння складає середня сила опору повітря?

В.2. Мотоцикліст рушає з місця і під дією сили тяги у 214 Н розганяється на горизонтальній ділянці шляху довжиною 250 м. Коефіцієнт опору рухові 0,04. Скільки часу триває розгін? Яка швидкість досягається? Маса мотоцикла з мотоциклістом 180 кг.

Високий рівень

В.1. Ящик масою 10 кг пересувають по підлозі, прикладаючи до нього певну силу під кутом 30° до горизонту. Протягом 5 с швидкість ящика зросла з 2 м/с до 4 м/с. Коефіцієнт тертя ковзання між ящиком і підлогою дорівнює 0,15. Визначте цю силу. Під яким кутом до горизонту має бути прикладена сила, щоб вона була мінімальною?

В.2. До стелі ліфта, що рухається, на нитці підвішано гирю масою 1 кг. До цієї гирі прив’язано іншу нитку, на якій підвішано гирю масою 2 кг. Знайдіть силу натягу Т верхньої нитки, якщо сила натягу нитки між гирями дорівнює Т0 = 9,8 H.

V. Підсумки заняття.

На сьогоднішньому занятті ми ознайомилися з алгоритмом ров’язування задач з динаміки та розглянули деякі типи задач з динаміки. Ви отримали довідник, який оформлено у вигляді опорного конспекту. В ньому описано оформлення основних типів задач з динаміки і він вам стане в нагоді на наступному занятті під час розгляду інших типів задач з динаміки.

[Викладач підбиває підсумки і оголошує оцінки]

VI. Домашнє завдання.

  1. Л.Е. Генденштейн, І.Ю. Ненашев Фізика. 10 кл: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів рівень стандарту – Х.: Гімназія, 2010. – 272с.

  • §12 (1)

  • Вправи 12, 14, 19

  1. Є.В.Коршак, Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. 10 кл: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів рівень стандарту – К.: Генеза, 2010. – 192.

  • §24, 25

  • Вправи 15 (1,2)

  1. Конспект

Картки з умовами задач для учнів.

1. Рух тіла по горизонтальній поверхні.

1.1. Автобус, маса якого з повним навантаженням становить 15 т, рушає з місця з прискоренням 0,7 м/с2. Визначте силу тяги, якщо коефіцієнт опору руху дорівнює 0,03.

1.2. По гладкому столу за допомогою горизонтального шнура тягнуть брусок, прикладаючи до шнура силу F. Маса бруска M, маса шнура m. Знайдіть силу T, з якою шнур діє на брусок. Доведіть, що якщо масою шнура можна знехтувати, то ця сила дорівнює F.

2. Рух тіла по опуклому мосту.

2.1. Автомобіль масою 2 т проїжджає по опуклому мосту, що має радіус кривизни 40 м, з швидкістю 36 км/год. Яка вага автомобіля в середній точці мосту?

3. Рух тіла по похилій площині.

3.1 Тіло сповзає рівномірно по похилій площині з кутом нахилу 40°. Визначити коефіцієнт тертя ковзання між тілом і площиною.

4. Рух тіла по вертикалі з прискоренням.

4.1. Космічний корабель робить м’яку посадку на Місяць, рухаючись сповільнено у вертикальному напрямі (відносно Місяця) із сталим прискоренням 8,38 м/с2. Скільки важить космонавт масою 70 кг, який перебуває у цьому кораблі? Прискорення вільного падіння на Місяці 1,6 м/с2.

 4.2. До нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішано тягарі масами m1 = 300г;  m2 = 600 г. З якими прискореннями рухаються тягарі? Якою є сила натягу нитки? У скільки разів вага другого тягаря відрізняється від ваги першого?

5. Рух тіла під дією сили тертя.

5.1. Через який час після початку аварійного гальмування зупиниться автобус, що рухається з швидкістю 12 м/с, якщо коефіцієнт опору при аварійному гальмуванні 0,4?

___________________________________________________________________________

1. Рух тіла по горизонтальній поверхні.

1.1. Автобус, маса якого з повним навантаженням становить 15 т, рушає з місця з прискоренням 0,7 м/с2. Визначте силу тяги, якщо коефіцієнт опору руху дорівнює 0,03.

1.2. По гладкому столу за допомогою горизонтального шнура тягнуть брусок, прикладаючи до шнура силу F. Маса бруска M, маса шнура m. Знайдіть силу T, з якою шнур діє на брусок. Доведіть, що якщо масою шнура можна знехтувати, то ця сила дорівнює F.

2. Рух тіла по опуклому мосту.

2.1. Автомобіль масою 2 т проїжджає по опуклому мосту, що має радіус кривизни 40 м, з швидкістю 36 км/год. Яка вага автомобіля в середній точці мосту?

3. Рух тіла по похилій площині.

3.1 Тіло сповзає рівномірно по похилій площині з кутом нахилу 40°. Визначити коефіцієнт тертя ковзання між тілом і площиною.

4. Рух тіла по вертикалі з прискоренням.

4.1. Космічний корабель робить м’яку посадку на Місяць, рухаючись сповільнено у вертикальному напрямі (відносно Місяця) із сталим прискоренням 8,38 м/с2. Скільки важить космонавт масою 70 кг, який перебуває у цьому кораблі? Прискорення вільного падіння на Місяці 1,6 м/с2.

 4.2. До нитки, перекинутої через нерухомий блок, підвішано тягарі масами m1 = 300г;  m2 = 600 г. З якими прискореннями рухаються тягарі? Якою є сила натягу нитки? У скільки разів вага другого тягаря відрізняється від ваги першого?

5. Рух тіла під дією сили тертя.

5.1. Через який час після початку аварійного гальмування зупиниться автобус, що рухається з швидкістю 12 м/с, якщо коефіцієнт опору при аварійному гальмуванні 0,4?

Самостійна робота «Рух тіла під дією кількох сил»

Початковий рівень

В.1. За якого співвідношення сил, що діють на автомобіль, він рухатиметься горизонтальною ділянкою дороги з урахуванням сил опору рухові, рівноприскорено? До розв’язання зробіть рисунок.

В.2. За якого співвідношення сил, що діють на бульбашку повітря, яка підіймається з дна водойми, рух бульбашки стає рівномірним? До розв’язання зробіть рисунок.

Середній рівень

В.1. У шахту почали опускати цебро масою 0,5 т з початковою швидкістю, яка дорівнювала нулю. За 0,2 хв. він пройшов 35 м. Знайдіть силу натягу каната, до якого підвішано цебро.

В.2. Лижник масою 60 кг, який має наприкінці спуску швидкість 10 м/с, зупиняється на горизонтальній ділянці після закінчення спуску за 40 с Визначте величину сили опору.

Достатній рівень

В.1. З висоти 25 м предмет падав протягом 2,5 с. Яку частину від сили тяжіння складає середня сила опору повітря?

В.2. Мотоцикліст рушає з місця і під дією сили тяги у 214 Н розганяється на горизонтальній ділянці шляху довжиною 250 м. Коефіцієнт опору рухові 0,04. Скільки часу триває розгін? Яка швидкість досягається? Маса мотоцикла з мотоциклістом — 180 кг.

Високий рівень

В.1. Ящик масою 10 кг пересувають по підлозі, прикладаючи до нього певну силу під кутом 30° до горизонту. Протягом 5 с швидкість ящика зросла з 2 м/с до 4 м/с. Коефіцієнт тертя ковзання між ящиком і підлогою дорівнює 0,15. Визначте цю силу. Під яким кутом до горизонту має бути прикладена сила, щоб вона була мінімальною?

В.2. До стелі ліфта, що рухається, на нитці підвішано гирю масою 1 кг. До цієї гирі прив’язано іншу нитку, на якій підвішано гирю масою 2 кг. Знайдіть силу натягу Т верхньої нитки, якщо сила натягу нитки між гирями дорівнює Т0 = 9,8 H.

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Курс:«Цифрові практики Нової української школи: створення освітнього відеопроєкту»
Ілляхова Марина Володимирівна
30 годин
590 грн

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Всі сертифікати за наші курси та вебінари можуть бути зараховані у підвищення кваліфікації.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.