Кинематика. Равномерно кръгово движение. Движение на тяло в окръжност с постоянна скорост по модула Движение на тяло в окръжност
Сред различните видове криволинейно движение особен интерес представлява равномерно движение на тяло в кръг. Това е най-простата форма на криволинейно движение. В същото време всяко сложно криволинейно движение на тяло в достатъчно малък участък от неговата траектория може приблизително да се разглежда като равномерно движение по окръжност.
Такова движение се извършва от точки на въртящи се колела, ротори на турбини, изкуствени спътници, въртящи се в орбити и др. При равномерно движение в кръг числовата стойност на скоростта остава постоянна. Посоката на скоростта по време на такова движение обаче непрекъснато се променя.
Скоростта на тялото във всяка точка от криволинейната траектория е насочена тангенциално към траекторията в тази точка. Това може да се види, като се наблюдава работата на шлифовъчен камък с форма на диск: притискайки края на стоманен прът към въртящ се камък, можете да видите горещи частици, излизащи от камъка. Тези частици летят със същата скорост, която са имали в момента на отделяне от камъка. Посоката на искрите винаги съвпада с допирателната към окръжността в точката, където пръчката докосва камъка. Пръски от колелата на плъзгаща се кола също се движат тангенциално към кръга.
По този начин моментната скорост на тялото в различни точки от криволинейната траектория има различни посоки, докато модулът на скоростта може или да бъде еднакъв навсякъде, или да се променя от точка до точка. Но дори и модулът на скоростта да не се промени, той все още не може да се счита за постоянен. В крайна сметка скоростта е векторна величина, а за векторните величини модулът и посоката са еднакво важни. Така криволинейното движение винаги се ускорява, дори ако модулът на скоростта е постоянен.
Криволинейното движение може да промени модула на скоростта и неговата посока. Криволинейно движение, при което модулът на скоростта остава постоянен, се нарича равномерно криволинейно движение. Ускорението по време на такова движение е свързано само с промяна в посоката на вектора на скоростта.
И модулът, и посоката на ускорение трябва да зависят от формата на извитата траектория. Не е необходимо обаче да се разглежда всяка от безбройните му форми. Представяйки всяка секция като отделна окръжност с определен радиус, проблемът за намиране на ускорение при криволинейно равномерно движение ще се сведе до намиране на ускорение при равномерно движение на тяло около окръжност.
Равномерното движение в кръг се характеризира с период и честота на циркулация.
Времето, необходимо на едно тяло да направи един оборот, се нарича период на циркулация.
При равномерно движение в кръг периодът на въртене се определя като се раздели изминатото разстояние, т.е. обиколката на окръжността на скоростта на движение:
Реципрочната стойност на период се нарича честота на циркулация, обозначава се с буквата ν . Брой обороти за единица време ν Наречен честота на циркулация:
Поради непрекъснатата промяна в посоката на скоростта, тялото, движещо се в кръг, има ускорение, което характеризира скоростта на промяна на посоката му, числовата стойност на скоростта в този случай не се променя.
Когато едно тяло се движи равномерно по окръжност, ускорението във всяка точка от него винаги е насочено перпендикулярно на скоростта на движение по радиуса на окръжността до неговия център и се нарича центростремително ускорение.
За да намерите стойността му, помислете за съотношението на промяната във вектора на скоростта към интервала от време, за който е настъпила тази промяна. Тъй като ъгълът е много малък, имаме
1. Равномерно движение в кръг
2. Ъглова скорост на въртеливо движение.
3. Период на въртене.
4.Честота на въртене.
5. Връзка между линейна скорост и ъглова скорост.
6. Центростремително ускорение.
7. Еднакво променливо движение в кръг.
8. Ъглово ускорение при равномерно движение в кръг.
9. Тангенциално ускорение.
10. Законът за равномерно ускореното движение в кръг.
11. Средна ъглова скорост при равномерно ускорено движение в кръг.
12. Формули, които установяват връзката между ъгловата скорост, ъгловото ускорение и ъгъла на въртене при равномерно ускорено движение в кръг.
1.Равномерно кръгово движение- движение, при което материална точка преминава през равни интервали от време равни отсечки от кръгова дъга, т.е. точка се движи по окръжност с постоянна скорост по модул. В този случай скоростта е равна на отношението на дъгата на окръжността, премината от точката, към времето на движение, т.е.
и се нарича линейна скорост на движение в кръг.
Както при криволинейното движение, векторът на скоростта е насочен тангенциално към окръжността в посоката на движение (фиг.25).
2. Ъглова скорост при равномерно кръгово движениее съотношението на ъгъла на завъртане на радиуса към времето на въртене:
При равномерно кръгово движение ъгловата скорост е постоянна. В системата SI ъгловата скорост се измерва в (rad/s). Един радиан - rad е централен ъгъл, който обхваща дъга на окръжност с дължина, равна на радиуса. Пълният ъгъл съдържа радиан, т.е. за един оборот радиусът се завърта на ъгъл от радиани.
3. Период на ротация- интервалът от време T, през който материалната точка прави един пълен оборот. В системата SI периодът се измерва в секунди.
4. Честота на въртенее броят на оборотите в секунда. В системата SI честотата се измерва в херци (1Hz = 1). Един херц е честотата, с която се прави един оборот за една секунда. Лесно е да си го представим
Ако за време t точката направи n оборота около окръжността, тогава .
Знаейки периода и честотата на въртене, ъгловата скорост може да се изчисли по формулата:
5 Връзка между линейна скорост и ъглова скорост. Дължината на дъгата на окръжността е мястото, където централният ъгъл, изразен в радиани, който обхваща дъгата, е радиусът на окръжността. Сега записваме линейната скорост във формата
Често е удобно да се използват формули: или Ъгловата скорост често се нарича циклична честота, а честотата се нарича линейна честота.
6. центростремително ускорение. При равномерно движение по окръжност модулът на скоростта остава непроменен, а посоката му непрекъснато се променя (фиг. 26). Това означава, че едно тяло, движещо се равномерно в кръг, изпитва ускорение, което е насочено към центъра и се нарича центростремително ускорение.
Нека път, равен на дъгата на окръжност, да премине за определен период от време. Нека преместим вектора , оставяйки го успоредно на себе си, така че неговото начало да съвпада с началото на вектора в точка B. Модулът на промяна на скоростта е равен на , а модулът на центростремителното ускорение е равен на
На фиг. 26 триъгълниците AOB и DVS са равнобедрени и ъглите при върховете O и B са равни, както и ъглите с взаимно перпендикулярни страни AO и OB. Това означава, че триъгълниците AOB и DVS са сходни. Следователно, ако това е, интервалът от време приема произволно малки стойности, тогава дъгата може да се счита приблизително равна на хордата AB, т.е. . Следователно, можем да напишем Като се има предвид, че VD= , OA=R получаваме Умножавайки двете части на последното равенство по , по-нататък ще получим израза за модула на центростремителното ускорение при равномерно движение в кръг: . Като се има предвид, че получаваме две често използвани формули:
И така, при равномерно движение по окръжност центростремителното ускорение е постоянно по абсолютна стойност.
Лесно е да се разбере, че в границата на , ъгъл . Това означава, че ъглите в основата на DS на ICE триъгълника клонят към стойността и векторът за промяна на скоростта става перпендикулярен на вектора на скоростта, т.е. насочени по радиуса към центъра на окръжността.
7. Равномерно кръгово движение- движение в кръг, при което за равни интервали от време ъгловата скорост се променя с еднаква величина.
8. Ъглово ускорение при равномерно кръгово движениее съотношението на изменението на ъгловата скорост към интервала от време, през който е настъпила тази промяна, т.е.
където се измерва първоначалната стойност на ъгловата скорост, крайната стойност на ъгловата скорост, ъгловото ускорение в системата SI. От последното равенство получаваме формули за изчисляване на ъгловата скорост
И ако .
Умножавайки двете части на тези равенства по и като се вземе предвид, че , е тангенциалното ускорение, т.е. ускорение, насочено тангенциално към окръжността, получаваме формули за изчисляване на линейната скорост:
И ако .
9. Тангенциално ускорениее числено равно на изменението на скоростта за единица време и е насочено по допирателната към окръжността. Ако >0, >0, тогава движението е равномерно ускорено. Ако<0 и <0 – движение.
10. Закон за равномерно ускореното движение в кръг. Пътят, изминат по окръжността във времето при равномерно ускорено движение, се изчислява по формулата:
Замествайки тук , , намалявайки с , получаваме закона за равномерно ускорено движение в кръг:
Или ако .
Ако движението е равномерно забавено, т.е.<0, то
11.Пълно ускорение при равномерно ускорено кръгово движение. При равномерно ускорено движение в кръг центростремителното ускорение нараства с времето, т.к поради тангенциалното ускорение линейната скорост се увеличава. Много често центростремителното ускорение се нарича нормално и се обозначава като . Тъй като общото ускорение в момента се определя от Питагоровата теорема (фиг. 27).
12. Средна ъглова скорост при равномерно ускорено движение в кръг. Средната линейна скорост при равномерно ускорено движение в кръг е равна на . Замествайки тук и и намалявайки с получаваме
Ако , тогава .
12. Формули, които установяват връзката между ъгловата скорост, ъгловото ускорение и ъгъла на въртене при равномерно ускорено движение в кръг.
Замествайки във формулата количествата , , , ,
и намалявайки с , получаваме
Лекция - 4. Динамика.
1. Динамика
2. Взаимодействие на телата.
3. Инерция. Принципът на инерцията.
4. Първият закон на Нютон.
5. Свободна материална точка.
6. Инерционна отправна система.
7. Неинерционна референтна система.
8. Принципът на относителността на Галилей.
9. Галилееви трансформации.
11. Събиране на сили.
13. Плътност на веществата.
14. Център на масата.
15. Вторият закон на Нютон.
16. Мерна единица за сила.
17. Трети закон на Нютон
1. Динамикаима клон на механиката, който изучава механичното движение, в зависимост от силите, които причиняват промяна в това движение.
2.Взаимодействия на тялото. Телата могат да взаимодействат както при директен контакт, така и на разстояние чрез специален вид материя, наречена физическо поле.
Например всички тела се привличат едно към друго и това привличане се осъществява с помощта на гравитационно поле, а силите на привличане се наричат гравитационни.
Телата, които носят електрически заряд, взаимодействат чрез електрическо поле. Електрическите токове взаимодействат чрез магнитно поле. Тези сили се наричат електромагнитни.
Елементарните частици взаимодействат чрез ядрени полета и тези сили се наричат ядрени.
3.Инерция. През IV век. пр.н.е д. Гръцкият философ Аристотел твърди, че причината за движението на едно тяло е сила, действаща от друго тяло или тела. В същото време, според движението на Аристотел, постоянна сила придава постоянна скорост на тялото и с прекратяването на силата движението спира.
През 16 век Италианският физик Галилео Галилей, провеждайки експерименти с тела, търкалящи се надолу по наклонена равнина, и с падащи тела, показа, че постоянна сила (в този случай теглото на тялото) придава ускорение на тялото.
И така, на базата на експерименти Галилей показа, че силата е причината за ускорението на телата. Нека представим разсъжденията на Галилей. Оставете много гладка топка да се търкаля върху гладка хоризонтална равнина. Ако нищо не пречи на топката, тогава тя може да се търкаля за неопределено време. Ако по пътя на топката се изсипе тънък слой пясък, тогава той ще спре много скоро, т.к. върху него е действала силата на триене на пясъка.
Така Галилей стига до формулирането на принципа на инерцията, според който материалното тяло поддържа състояние на покой или равномерно праволинейно движение, ако външни сили не действат върху него. Често това свойство на материята се нарича инертност, а движението на тяло без външни влияния се нарича инертност.
4. Първият закон на Нютон. През 1687 г., въз основа на принципа на инерцията на Галилей, Нютон формулира първия закон на динамиката - първия закон на Нютон:
Материална точка (тяло) е в състояние на покой или равномерно праволинейно движение, ако върху нея не действат други тела или силите, действащи от други тела, са уравновесени, т.е. компенсиран.
5.Безплатна материална точка- материална точка, която не се влияе от други тела. Понякога казват - изолирана материална точка.
6. Инерционна референтна система (ISO)- референтна система, спрямо която изолирана материална точка се движи праволинейно и равномерно или е в покой.
Всяка референтна система, която се движи равномерно и праволинейно спрямо ISO, е инерционна,
Ето още една формулировка на първия закон на Нютон: Има референтни системи, спрямо които свободна материална точка се движи праволинейно и равномерно, или е в покой. Такива референтни системи се наричат инерционни. Често първият закон на Нютон се нарича закон за инерцията.
На първия закон на Нютон може да се даде и следната формулировка: всяко материално тяло се съпротивлява на промяна в скоростта. Това свойство на материята се нарича инертност.
С проявлението на този закон се сблъскваме всеки ден в градския транспорт. Когато автобусът рязко набере скорост, ние сме притиснати до облегалката на седалката. Когато автобусът намали скоростта, тогава тялото ни се плъзга в посока на автобуса.
7. Неинерциална референтна система -референтна рамка, която се движи неравномерно спрямо ISO.
Тяло, което спрямо ISO е в покой или в равномерно праволинейно движение. По отношение на неинерциална референтна система, тя се движи неравномерно.
Всяка въртяща се референтна система е неинерциална референтна система, тъй като в тази система тялото изпитва центростремително ускорение.
В природата и технологиите няма тела, които да служат като ISO. Например Земята се върти около оста си и всяко тяло на повърхността й изпитва центростремително ускорение. Въпреки това, за сравнително кратки периоди от време, референтната система, свързана със земната повърхност, може да се счита в някакво приближение за ISO.
8.Принципът на относителността на Галилей. ISO може да бъде сол, която харесвате много. Следователно възниква въпросът: как изглеждат едни и същи механични явления в различни ISO? Възможно ли е с помощта на механични явления да се открие движението на IFR, в което се наблюдават.
Отговорът на тези въпроси дава принципът на относителността на класическата механика, открит от Галилей.
Смисълът на принципа на относителността на класическата механика е твърдението: всички механични явления протичат по абсолютно същия начин във всички инерционни референтни системи.
Този принцип може да бъде формулиран и по следния начин: всички закони на класическата механика се изразяват с едни и същи математически формули. С други думи, никакви механични експерименти няма да ни помогнат да открием движението на ISO. Това означава, че опитът за откриване на движението на ISO е безсмислен.
Срещнахме проявата на принципа на относителността, докато пътувахме във влакове. В момента, когато нашият влак спре на гарата и влакът, който стоеше на съседния коловоз, бавно започне да се движи, тогава в първите моменти ни се струва, че нашият влак се движи. Но се случва и обратното, когато нашият влак постепенно набира скорост, ни се струва, че съседният влак е тръгнал.
В горния пример принципът на относителността се проявява в малки интервали от време. С увеличаване на скоростта започваме да усещаме удари и люлеене на автомобила, т.е. нашата референтна рамка става неинерционна.
Така че опитът да се открие движението на ISO е безсмислен. Следователно е абсолютно безразлично кой IFR се счита за фиксиран и кой се движи.
9. Галилеевите трансформации. Нека два IFR и се движат един спрямо друг със скорост. В съответствие с принципа на относителността можем да приемем, че IFR K е неподвижен, а IFR се движи относително със скорост от . За простота приемаме, че съответните координатни оси на системите и са успоредни, а осите и съвпадат. Нека системите съвпадат в началния момент и движението става по осите и , т.е. (фиг.28)
11. Събиране на сили. Ако към една частица се прилагат две сили, тогава получената сила е равна на техния вектор, т.е. диагонали на паралелограм, изграден върху вектори и (фиг. 29).
Същото правило при разлагането на дадена сила на два компонента на силата. За да направите това, върху вектора на дадена сила, както и върху диагонал, се изгражда успоредник, чиито страни съвпадат с посоката на компонентите на силите, приложени към дадената частица.
Ако върху частицата са приложени няколко сили, тогава получената сила е равна на геометричната сума от всички сили:
12.Тегло. Опитът показва, че отношението на модула на силата към модула на ускорението, който тази сила придава на тялото, е постоянна стойност за дадено тяло и се нарича маса на тялото:
От последното равенство следва, че колкото по-голяма е масата на тялото, толкова по-голяма сила трябва да се приложи, за да се промени скоростта му. Следователно, колкото по-голяма е масата на тялото, толкова по-инертно е то, т.е. масата е мярка за инерцията на телата. Масата, определена по този начин, се нарича инерционна маса.
В системата SI масата се измерва в килограми (kg). Един килограм е масата на дестилирана вода в обема на един кубичен дециметър, взета при температура
13. Плътност на материята- масата на веществото, съдържащо се в единица обем или съотношението на масата на тялото към неговия обем
Плътността се измерва в () в системата SI. Познавайки плътността на тялото и неговия обем, можете да изчислите неговата маса по формулата. Познавайки плътността и масата на тялото, неговият обем се изчислява по формулата.
14.Център на масата- точка на тялото, която има свойството, че ако посоката на силата минава през тази точка, тялото се движи транслационно. Ако посоката на действие не минава през центъра на масата, тогава тялото се движи, като едновременно с това се върти около центъра на масата си.
15. Вторият закон на Нютон. В ISO сумата от силите, действащи върху тялото, е равна на произведението от масата на тялото и ускорението, придадено му от тази сила
16.Силова единица. В системата SI силата се измерва в нютони. Един нютон (n) е силата, която, действайки върху тяло с маса от един килограм, му придава ускорение. Така .
17. Третият закон на Нютон. Силите, с които две тела действат едно върху друго, са равни по големина, противоположни по посока и действат по една права линия, свързваща тези тела.
Александрова Зинаида Василиевна, учител по физика и информатика
Образователна институция: MBOU средно училище № 5, Печенга, област Мурманск
Нещо: физика
клас : 9 клас
Тема на урока : Движение на тяло в кръг с постоянна скорост по модул
Целта на урока:
дават представа за криволинейното движение, въвеждат понятията за честота, период, ъглова скорост, центростремително ускорение и центростремителна сила.
Цели на урока:
Образователни:
Повторете видовете механично движение, въведете нови понятия: кръгово движение, центростремително ускорение, период, честота;
Да разкрие на практика връзката на периода, честотата и центростремителното ускорение с радиуса на циркулация;
Използвайте учебно лабораторно оборудване за решаване на практически задачи.
Образователни :
Развийте способността да прилагате теоретични знания за решаване на конкретни проблеми;
Развийте култура на логическо мислене;
Развийте интерес към предмета; познавателна активност при поставяне и провеждане на експеримент.
Образователни :
Да формират мироглед в процеса на изучаване на физика и да аргументират своите заключения, да възпитават самостоятелност, точност;
Да възпитава комуникативна и информационна култура на учениците
Оборудване за урок:
компютър, проектор, екран, презентация за урокаДвижение на тяло в кръг, разпечатка на карти със задачи;
топка за тенис, волан за бадминтон, количка, топка на връв, статив;
комплекти за експеримента: хронометър, статив със съединител и краче, топче на конец, линийка.
Форма на организация на обучението: фронтални, индивидуални, групови.
Тип урок: изучаване и първично затвърждаване на знанията.
Учебно-методическа помощ: Физика. 9 клас Учебник. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. 14-то изд., стер. - М.: Дропла, 2012
Време за изпълнение на урока : 45 минути
1. Редактор, в който е направен мултимедийният ресурс:ГОСПОЖИЦАPowerPoint
2. Тип мултимедиен ресурс: визуално представяне на образователен материал с помощта на тригери, вградено видео и интерактивен тест.
План на урока
Организиране на времето. Мотивация за учебни дейности.
Актуализиране на основни знания.
Изучаване на нов материал.
Разговор по въпроси;
Разрешаване на проблем;
Изпълнение на научноизследователска практическа работа.
Обобщаване на урока.
По време на занятията
Етапи на урока
Временно изпълнение
Организиране на времето. Мотивация за учебни дейности.
слайд 1. ( Проверка на готовността за урока, обявяване на темата и целите на урока.)
учител. Днес в урока ще научите какво е ускорение, когато тялото се движи равномерно в кръг и как да го определите.
2 минути
Актуализиране на основни знания.
Слайд 2.
Ффизическа диктовка:
Промяна на позицията на тялото в пространството с течение на времето.(движение)
Физическа величина, измерена в метри.(Ход)
Физическа векторна величина, характеризираща скоростта на движение.(скорост)
Основната единица за дължина във физиката.(метър)
Физическа величина, чиито единици са година, ден, час.(време)
Физическо векторно количество, което може да бъде измерено с помощта на акселерометър.(ускорение)
Дължина на траекторията. (път)
Единици за ускорение(Госпожица 2 ).
(Провеждане на диктовка с последваща проверка, самооценка на работата от учениците)
5 минути
Изучаване на нов материал.
Слайд 3.
учител. Доста често наблюдаваме такова движение на тяло, при което траекторията му е кръг. Движение по окръжността, например, точката на джантата на колелото по време на нейното въртене, точките на въртящите се части на машинните инструменти, края на стрелката на часовника.
Демонстрации на преживяване 1. Падането на топка за тенис, полетът на волан за бадминтон, движението на количка-играчка, вибрациите на топка върху конец, фиксиран в статив. Какво е общото между тези движения и как се различават на външен вид?(Отговори на учениците)
учител. Праволинейното движение е движение, чиято траектория е права линия, криволинейното е крива. Дайте примери за праволинейно и криволинейно движение, които сте срещали в живота си.(Отговори на учениците)
Движението на тяло в окръжност еспециален случай на криволинейно движение.
Всяка крива може да бъде представена като сбор от дъги на окръжностиразличен (или същия) радиус.
Криволинейното движение е движение, което се случва по дъги от окръжности.
Нека представим някои характеристики на криволинейното движение.
слайд 4. (гледам видео " speed.avi" линк на слайд)
Криволинейно движение с постоянна модулна скорост. Движение с ускорение, tk. скоростта променя посоката.
слайд 5 . (гледам видео „Зависимост на центростремителното ускорение от радиуса и скоростта. avi » от линка на слайда)
слайд 6. Посоката на векторите на скоростта и ускорението.
(работа с материали на слайдове и анализ на чертежи, рационално използване на анимационните ефекти, вградени в чертожните елементи, фиг. 1.)
Фиг. 1.
Слайд 7.
Когато тялото се движи равномерно по окръжност, векторът на ускорението винаги е перпендикулярен на вектора на скоростта, който е насочен тангенциално към окръжността.
Тялото се движи в кръг, при условие че че векторът на линейната скорост е перпендикулярен на вектора на центростремителното ускорение.
слайд 8. (работа с илюстрации и слайд материали)
центростремително ускорение - ускорението, с което тялото се движи в окръжност с постоянна скорост по модул, винаги е насочено по радиуса на окръжността към центъра.
а ° С =
слайд 9.
Когато се движите в кръг, тялото ще се върне в първоначалната си точка след определен период от време. Кръговото движение е периодично.
Период на циркулация - това е период от времет , при което тялото (точката) прави един оборот около обиколката.
Единица за период -второ
Скорост е броят на пълните обороти за единица време.
[ ] = с -1 = Hz
Честотна единица
Студентско съобщение 1. Периодът е количество, което често се среща в природата, науката и технологиите. Земята се върти около оста си, средният период на това въртене е 24 часа; пълен оборот на Земята около Слънцето отнема около 365,26 дни; витлото на хеликоптера има среден период на въртене от 0,15 до 0,3 s; периодът на кръвообращение в човек е приблизително 21 - 22 s.
Студентско съобщение 2. Честотата се измерва със специални инструменти - тахометри.
Скоростта на въртене на техническите устройства: роторът на газовата турбина се върти с честота от 200 до 300 1/s; Куршум, изстрелян от автомат Калашников, се върти с честота 3000 1/s.
слайд 10. Връзка между период и честота:
Ако за време t тялото е направило N пълни обороти, тогава периодът на оборот е равен на:
Периодът и честотата са реципрочни величини: честотата е обратно пропорционална на периода, а периодът е обратно пропорционален на честотата
Слайд 11. Скоростта на въртене на тялото се характеризира с ъгловата скорост.
Ъглова скорост(циклична честота) -
брой обороти за единица време, изразен в радиани.
Ъглова скорост - ъгълът на въртене, с който точката се върти във времетот.
Ъгловата скорост се измерва в rad/s.
слайд 12. (гледам видео „Път и изместване при криволинейно движение.avi“ линк на слайд)
слайд 13 . Кинематика на кръговото движение.
учител. При равномерно движение в кръг модулът на неговата скорост не се променя. Но скоростта е векторна величина и се характеризира не само с числова стойност, но и с посока. При равномерно движение в кръг посоката на вектора на скоростта се променя през цялото време. Следователно такова равномерно движение се ускорява.
Скорост на линията: ;
Линейните и ъглови скорости са свързани чрез връзката:
Центростремително ускорение: ;
Ъглова скорост: ;
слайд 14. (работа с илюстрации на слайда)
Посоката на вектора на скоростта.Линейната (моментна скорост) винаги е насочена тангенциално към траекторията, начертана до нейната точка, където в момента се намира разглежданото физическо тяло.
Векторът на скоростта е насочен тангенциално към описаната окръжност.
Равномерното движение на тяло в кръг е движение с ускорение. При равномерно движение на тялото около окръжността, величините υ и ω остават непроменени. В този случай при движение се променя само посоката на вектора.
слайд 15. Центробежна сила.
Силата, която държи въртящо се тяло върху окръжност и е насочена към центъра на въртене, се нарича центростремителна сила.
За да се получи формула за изчисляване на големината на центростремителната сила, трябва да се използва вторият закон на Нютон, който е приложим за всяко криволинейно движение.
Заместване във формулата стойност на центростремителното ускорениеа ° С = , получаваме формулата за центростремителната сила:
F=
От първата формула се вижда, че при една и съща скорост колкото по-малък е радиусът на окръжността, толкова по-голяма е центростремителната сила. И така, в ъглите на пътя движещо се тяло (влак, кола, велосипед) трябва да действа към центъра на кривината, колкото по-голяма е силата, толкова по-стръмен е завоят, т.е., толкова по-малък е радиусът на кривината.
Центростремителната сила зависи от линейната скорост: с увеличаване на скоростта тя се увеличава. Това е добре известно на всички скейтъри, скиори и колоездачи: колкото по-бързо се движите, толкова по-трудно е да направите завой. Шофьорите много добре знаят колко опасно е да завиеш рязко кола при висока скорост.
слайд 16.
Обобщена таблица на физическите величини, характеризиращи криволинейното движение(анализ на зависимостите между количества и формули)
Слайдове 17, 18, 19. Примери за кръгови движения.
Кръгови кръстовища по пътищата. Движението на спътниците около земята.
слайд 20. Атракции, въртележки.
Студентско съобщение 3. През Средновековието турнирите по първенство се наричали въртележки (тогава думата имала мъжки род). По-късно, през XVIII век, за да се подготвят за турнири, вместо да се бият с истински противници, те започват да използват въртяща се платформа, прототипа на модерна развлекателна въртележка, която след това се появява на градските панаири.
В Русия първата въртележка е построена на 16 юни 1766 г. пред Зимния дворец. Въртележката се състоеше от четири кадрили: славянски, римски, индийски, турски. Вторият път въртележката е построена на същото място, през същата година на 11 юли. Подробно описание на тези въртележки е дадено във вестник "Санкт-Петербург ведомости" от 1766г.
Въртележка, често срещана в дворовете по съветско време. Въртележката може да се задвижва както от двигател (обикновено електрически), така и от силите на самите спинери, които, преди да седнат на въртележката, я въртят. Такива въртележки, които трябва да се въртят от самите ездачи, често се монтират на детски площадки.
В допълнение към атракционите, въртележките често се наричат други механизми, които имат подобно поведение - например в автоматизирани линии за бутилиране на напитки, опаковане на насипни материали или печатни продукти.
В преносен смисъл въртележката е поредица от бързо променящи се обекти или събития.
18 мин
Консолидиране на нов материал. Прилагане на знания и умения в нова ситуация.
учител. Днес в този урок се запознахме с описанието на криволинейното движение, с нови понятия и нови физически величини.
Разговор на:
Какво е период? Какво е честота? Как са свързани тези количества? В какви единици се измерват? Как могат да бъдат идентифицирани?
Какво е ъглова скорост? В какви единици се измерва? Как може да се изчисли?
Какво се нарича ъглова скорост? Каква е единицата за ъглова скорост?
Как са свързани ъгловите и линейните скорости на движението на тялото?
Каква е посоката на центростремителното ускорение? Каква формула се използва за изчисляването му?
Слайд 21.
Упражнение 1. Попълнете таблицата, като решите задачи според изходните данни (фиг. 2), след което ще проверим отговорите. (Учениците работят самостоятелно с таблицата, необходимо е предварително да се подготви разпечатка на таблицата за всеки ученик)
Фиг.2
слайд 22. Задача 2.(устно)
Обърнете внимание на анимационните ефекти на картината. Сравнете характеристиките на равномерното движение на сините и червените топки. (Работа с илюстрацията на слайда).
слайд 23. Задача 3.(устно)
Колелата на представените видове транспорт правят равен брой обороти за едно и също време. Сравнете техните центростремителни ускорения.(Работа с материали за слайдове)
(Работа в група, провеждане на експеримент, на всяка маса има разпечатка с инструкции за провеждане на експеримент)
Оборудване: хронометър, линийка, топка, прикрепена към конец, статив със съединител и краче.
Цел: изследваниязависимост на периода, честотата и ускорението от радиуса на въртене.
Работен план
Измеретевремето t е 10 пълни оборота на въртеливо движение и радиус R на въртене на топка, фиксирана върху нишка в статив.
Изчислипериод T и честота, скорост на въртене, центростремително ускорение Запишете резултатите под формата на задача.
Промянарадиус на въртене (дължина на нишката), повторете експеримента още 1 път, опитвайки се да поддържате същата скорост,полагайки усилия.
Направете заключениеза зависимостта на периода, честотата и ускорението от радиуса на въртене (колкото по-малък е радиусът на въртене, толкова по-кратък е периодът на въртене и толкова по-голяма е стойността на честотата).
Слайдове 24-29.
Фронтална работа с интерактивен тест.
Необходимо е да изберете един отговор от три възможни, ако е избран правилният отговор, той остава на слайда и зеленият индикатор започва да мига, неправилните отговори изчезват.
Тялото се движи в кръг с постоянна скорост по модул. Как ще се промени центростремителното му ускорение, когато радиусът на окръжността намалее 3 пъти?
В центрофугата на пералната машина прането по време на цикъла на центрофугиране се движи в кръг с постоянна модулна скорост в хоризонталната равнина. Каква е посоката на неговия вектор на ускорение?
Кънкьорът се движи със скорост 10 m/s в кръг с радиус 20 m. Определете центростремителното му ускорение.
Накъде е насочено ускорението на тялото, когато се движи по окръжност с постоянна скорост по абсолютна стойност?
Материална точка се движи по окръжност с постоянна скорост по модул. Как ще се промени модулът на центростремителното му ускорение, ако скоростта на точката се утрои?
Колелото на кола прави 20 оборота за 10 секунди. Определете периода на въртене на колелото?
слайд 30. Разрешаване на проблем(самостоятелна работа, ако има време в урока)
Опция 1.
С какъв период трябва да се върти въртележка с радиус 6,4 m, за да може центростремителното ускорение на човек на въртележката да бъде 10 m/s 2 ?
В цирковата арена конят галопира с такава скорост, че прави 2 кръга за 1 минута. Радиусът на арената е 6,5 м. Определете периода и честотата на въртене, скоростта и центростремителното ускорение.
Вариант 2.
Честота на въртене на въртележката 0,05 s -1 . Човек, който се върти на въртележка, е на разстояние 4 m от оста на въртене. Определете центростремителното ускорение на лицето, периода на въртене и ъгловата скорост на въртележката.
Точката на джантата на колелото на велосипед прави един оборот за 2 s. Радиусът на колелото е 35 см. Какво е центростремителното ускорение на точката на джантата?
18 мин
Обобщаване на урока.
Оценяване. Отражение.
Слайд 31 .
D/z: стр. 18-19, Упражнение 18 (2.4).
http:// www. stmary. ws/ гимназия/ физика/ У дома/ лаборатория/ labGraphic. gif
