Видеоурок по физике «Механическое движение. Системы отсчёта»
В этом видеоуроке вспомним, что называют механическим движением. Узнаем, какая наука называется механикой и какие разделы она включает. Вспомним, какими моделями реальных тел пользуются в физике. А также узнаем, что такое система отсчёта и из каких элементов она состоит.
Первое, на что мы обращаем внимание при наблюдении за окружающим миром, — это то, что он не является статичным. Неотъемлемой его частью является движение. Движется всё: люди и автомобили…, планеты вокруг Солнца и наша Солнечная система вокруг центра Галактики… В непрерывном движении находятся молекулы, атомы, электроны и ионы.
Как говорил древнегреческий философ Гераклит: «Всё течёт, всё изменяется».
В начале урока напомним учащимся о том, что такое механическое движение. Механическим движением называется изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
Далее следует спросить у учащихся, что они понимают под словами «пространство» и «время», а также под словосочетанием «относительно других тел».
Например, Исаак Ньютон считал, что «пространство — это вместилище вещей, а время — вместилище событий». Со времён Ньютона наука далеко шагнула вперёд, однако до сих пор она не может дать точного ответа на эти вопросы.
Затем на простом примере мы вводим закон относительности движения.
При изучении данной темы стоит уделить время историческим справкам, рассказать, когда и кем были сформулированы основные законы механики.
Изучение механики начинается с кинематики, так как её понятия лежат в основе всей классической физики. Кинематика — это раздел механики, который изучает способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.
Описать движение — это значит указать способ определения его положения в пространстве в произвольный момент времени. Но как это сделать? Например, как описать движение облаков? Или движение корабля в океане?
Поставив проблему, мы вводим для её разрешения понятие материальной точки как самой простой модели реальных тел. Материальной точкой принято называть тело, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.
Обратите внимание учащихся на слова «в данных условиях». Они означают, что одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при других — нет. Например, изучая движение планет вокруг Солнца, их можно считать материальными точками несмотря на внушительные размеры некоторых из них. Однако это ничто по сравнению с теми расстояниями, которые они проходят по своим орбитам. Но вот при рассмотрении задач, связанных с суточным вращением планеты, считать её материальной точкой нельзя, так как результат будет зависеть от размеров планеты, скорости движения её различных точек и так далее.
После этого можно сформулировать три правила о том, в каких случаях тело можно считать материальной точкой.
Далее вводим понятие системы отсчёта как совокупности тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов.
Необходимо обратить внимание учащихся на то, что систему отсчёта можно выбрать совершенно произвольно. Однако важно, чтобы в ней движение тела было наиболее простым и при этом можно было ответить на все вопросы, поставленные в задаче.
В конце урока проводим краткое повторение изученного материала.
videouroki.net
«Механика. Кинематика». Видеоурок. Физика 10 Класс
Мы постоянно решаем задачи, связанные с движением. Едет велосипедист, падает груша с ветки (Рис. 1), вопрос один: куда и когда они попадут? И решение задачи – это не всегда расчеты на бумаге. Когда лягушка следит за комаром и готовится его поймать, ее мозг уже решает задачу: он ищет закономерности в движении комара и определяет, где он будет через мгновение, чтобы туда выбросить язык (Рис. 2).
Рис. 1. Примеры движения
Рис. 2. Лягушка, следящая за движением комара
Основная задача кинематики – определить положение тела, его скорость и ускорение в любой момент времени. То есть каждому моменту времени привести в однозначное соответствие координату, скорость тела и т.д. В математике такое соответствие называется функцией времени: для координаты, для скорости (Рис. 3).
Рис. 3. Математические функции и
Когда мы говорим: «Я дохожу до школы за 20 минут», мы выделяем только самое важное. Говоря о движении в школу, мы не учитываем остановки на светофорах, ускорение и замедление шага в зависимости от настроения – считаем скорость постоянной (Рис. 4).
Рис. 4. Дорога из дома до школы
К тому же если мы говорим о движении себя, то движение чего мы рассматриваем – головы, туловища или ног (Рис. 5)?
Рис. 5. Траектории движения головы, туловища и ног при ходьбе
А расстояние между домом и школой – это расстояние от крыльца до крыльца или от кровати до парты (Рис. 6)?
Рис. 6. Расстояние между школой и домом
Такие вопросы кажутся нам глупыми, мы подсознательно всё упрощаем (это и есть применение модели) и округляем измерения. Мы считаем, что идем равномерно. Мы не рассматриваем части, а рассматриваем движение лишь одной точки. Да и при измерении расстояния до школы нам не важно, какую точку в школе выбрать, нам не нужна такая точность, поэтому мы округлим результат (Рис. 7).
Рис. 7. Пример округления расстояния от дома к школе
Чтобы описать движение математически, составить уравнение и решить его, необходимо четко выделить модель. Нужно убрать из рассмотрения всё лишнее в данной ситуации и оставить только необходимое.
Движение – это перемещение с течением времени. Тело переместилось – значит, поменяло положение. Задать положение тела нельзя без привязки к другим телам: положение автомобиля часто привязываем к светофору, дому или населенному пункту на трассе. Нужно выбрать, относительно чего задавать положение (Рис. 8).
Рис. 8. Выбор точки отсчета
Вы уже знаете, как можно задать положение парой чисел: широта и долгота в географии (Рис. 9), число и буква в морском бое (Рис. 10), «на 30 км восточнее и на 40 км южнее Москвы» (Рис. 11) – все это координаты. Систему координат можно выбирать, как нам удобно: для морского боя удобна одна, для навигатора ГЛОНАСС – другая. Мы чаще всего будем пользоваться прямоугольной системой координат (Рис. 12).
Рис. 9. Широта и долгота в географии
Рис. 10. Схема морского боя
Рис. 11. Положение на карте
Рис. 12. Прямоугольная система координат
Координаты задают точку в системе координат. Положение пирамиды – это положение какой точки? Можно выбрать какую-то одну точку и рассматривать только её вместо всей пирамиды. Такую модель назвали материальная точка (Рис. 13). Тогда всё будет четко, мы скажем: «Пирамида находится вот здесь». И укажем на эту точку. Мы пренебрегли тем фактом, что какие-то части пирамиды не совпадают с точкой. Если нам это не мешает, используем эту модель.
Рис. 13. Материальная точка в системе координат
Например, поезд едет из города в город. Мы ставим на маршруте точку, и нам всё равно, что локомотив на самом деле чуть ближе к городу, а последний вагон – чуть дальше. Да и сам город отмечен точкой, хотя от вокзала, куда прибывает поезд, до другого конца города может быть расстояние в несколько километров.
Рис. 14. Маршрут движения поезда
Но если мы рассчитываем, за какое время поезд проедет через длинный мост, то и поезд, и мост мы уже не сможем рассматривать как материальные точки. Необходимо применить другую модель: например, обозначить точками начало и конец моста, взять крайние точки первого и последнего вагона, рассмотреть их движение – когда первый вагон заедет на мост и когда последний вагон его покинет (Рис. 15).
Рис. 15. Движение поезда через мост
Определились: исследуем положение материальной точки в выбранной системе координат. Теперь исследуем, как это положение меняется со временем. Снова будем исследовать модели.
У нас их будет три (Рис. 16). Первые две модели – прямолинейное движение. Первая – точка совершает одинаковые перемещения за любые равные промежутки, движется с постоянной скоростью. Вторая – скорость точки изменяется одинаково за любые равные промежутки, точка движется с постоянным ускорением. Третья – равномерное движение по окружности. Точка проходит одинаковый путь за любые равные промежутки.
Рис. 16. Модели движения материальной точки
Почему именно эти три модели? Это самые распространённые и простые случаи движения. Если мы можем считать, что на тело не действуют силы или силы уравновешены (Рис. 17), в этом случае тело движется равномерно прямолинейно – первая модель (Рис. 18). Если силы действуют, мы их складываем и получаем суммарное действие. Если суммарная сила не изменяется ни по модулю, ни по направлению, то она сообщает телу постоянное ускорение (Рис. 19). Тело движется равноускоренно – вторая модель (Рис. 18). Тело движется равномерно по окружности, если на него действует постоянная по модулю сила, которая направлена к центру окружности (Рис. 18). Это тоже распространённый случай: так действует сила тяжести на спутники, которые движутся по круговой орбите (Рис. 20), так нить действует на привязанный к ней груз (Рис. 21), равномерным движением по окружности можно считать и движение автомобиля на повороте (Рис. 22).
Рис. 17. Равнодействующая сила равна нулю, тело движется равномерно прямолинейно
Рис. 18. Модели движения тела
Рис. 19. При равноускоренном движении на тело действует ненулевая суммарная сила
Рис. 20. Движение спутника по окружности
Рис. 21. Действие нити на привязанный к ней груз
Рис. 22. Движение автомобиля на повороте
Мы описали, почему тело движется тем или иным образом – из-за наличия или отсутствия сил; но на уроках кинематики мы не будем рассматривать причины движения. Мы будем изучать закономерности движения, не рассматривая взаимодействие тел. Этим мы займемся позже в разделе «Динамика».
После того как мы выбрали модель, мы переходим к её математической записи, описываем ее с помощью уравнений. Этим мы будем заниматься на уроках данного раздела – «Кинематика».
Мы будем изучать три модели, но это, конечно, не значит, что в природе есть только три вида движения или что любое движение можно свести к одному из трех видов. Например, форма орбит планет солнечной системы близка к эллипсу – модель движения по окружности опишет такое движение уже неточно (Рис. 23). Еще один пример: когда тело движется в воздухе, сопротивление воздуха увеличивается при увеличении скорости. В этом случае скорость тела увеличивается неравномерно и в какой-то момент достигает максимума (Рис. 24), так можно описать движение парашютиста – здесь ни одна из описанных трех моделей не подойдет.
Рис. 23. Орбиты движения планет в солнечной системе
Рис. 24. Изменение скорости тела при наличии сопротивления воздуха
Мы же подробно опишем три случая движения: равномерное прямолинейное движение, равноускоренное прямолинейное движение и равномерное движение по окружности.
Домашнее задание
Что такое материальная точка? Приведите пример использования этой модели.
Какая основная задача кинематики?
Что такое движение? Какие виды движения мы будем описывать?
Список рекомендованной литературы
Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень). М.: Мнемозина, 2012.
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика. 10 класс. Учебник. / под ред. Н.А. Парфентьевой. М.: Просвещение, 2014.
Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Интернет портал «nika-fizika.narod.ru» (Источник)
Интернет портал «ru.solverbook.com» (Источник)
interneturok.ru
механика физика видео Приколы видео смотреть.
…
3 лет назад
Подпишись на группу в ВК, когда будет больше людей — будет много интересного: https://vk.com/scimfiz.
…
2 лет назад
Физика – фундаментальная наука. Её основы проходят ещё в школе, а результатами пользуется всё человечество…
…
4 лет назад
Урок физики в Ришельевском лицее.
…
4 лет назад
12 лекций по физике прочитанные преподавателями НИЯУ МИФИ для телеканала Карусель. В каждой программе объяс…
…
2 лет назад
Если Вы решили научиться решать задачи по физике с нуля, то Вы попали туда куда надо. На своем канале я буду…
…
2 лет назад
Механика — раздел физики изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движен…
…
5 лет назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. группа вконтакте: http://vk.com/skillupeducat…
…
8 меc назад
Как получить доступ ко всем занятиям видеокурса «Физика с репетитором. Подготовка к ЕГЭ 2019» смотрите здесь…
…
2 меc назад
Подробнее о бутсах Nike Phantom: nike.com/football Что такое принцип неопределенности, квантовая суперпозиция, жив ли…
…
4 лет назад
Самый объемный из мультимедийных курсов по физике: вся школьная программа от механики до ядерной физики,…
…
2 лет назад
Понятным (насколько это возможно конечно)) языкам рассказывается о квантовой физики. И готовь себя к расСв…
…
7 лет назад
Лекции MIT (Массачусетского технологического института). Русские субтитры. Степени Десяти — Единицы измерен…
…
3 лет назад
Олимпиадная задача, в которой подчеркнута необходимость составления двух типов уравнений — уравнений дина…
…
4 лет назад
Рычаг позволяет поднимать малой силой любые сколь угодно большие грузы, лишь бы отношение плеч рычага было…
…
1 лет назад
Что есть человек? Что есть вселенная, время, материя?
…
6 лет назад
I created this video with the YouTube Video Editor (http://www.youtube.com/editor)
…
1 лет назад
Глава 1. Кинематика и динамика простейших систем 1.1 Кинематика материальной точки и простейших…
…
3 лет назад
Курс лекций по механике для профильных классов.
…
2 лет назад
Подробный разбор заданий по механике из части 1 ЕГЭ по физике от репетитора по физике из Москвы. ———————-…
…
5 лет назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. В последнем примере коробка…
…
2 лет назад
Готовьтесь к ЕГЭ с преподавателями этого канала от 39р/ак.час по промокоду «YouTube» в группе https://vk.com/GrandExam или…
syoutube.ru
механика физика Лучшее видео смотреть онлайн
3 г. назад
Подпишись на группу в ВК, когда будет больше людей — будет много интересного: https://vk.com/scimfiz.
2 г. назад
Физика – фундаментальная наука. Её основы проходят ещё в школе, а результатами пользуется всё человечество…
4 г. назад
Урок физики в Ришельевском лицее.
4 г. назад
12 лекций по физике прочитанные преподавателями НИЯУ МИФИ для телеканала Карусель. В каждой программе объяс…
2 г. назад
Если Вы решили научиться решать задачи по физике с нуля, то Вы попали туда куда надо. На своем канале я буду…
2 г. назад
Механика — раздел физики изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движен…
5 г. назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. группа вконтакте: http://vk.com/skillupeducat…
8 мес. назад
Как получить доступ ко всем занятиям видеокурса «Физика с репетитором. Подготовка к ЕГЭ 2019» смотрите здесь…
2 мес. назад
Подробнее о бутсах Nike Phantom: nike.com/football Что такое принцип неопределенности, квантовая суперпозиция, жив ли…
1 г. назад
Глава 1. Кинематика и динамика простейших систем 1.1 Кинематика материальной точки и простейших…
3 г. назад
Основные формулы по кинематике, для лучшего запоминания под музыку.
2 г. назад
Подробный разбор заданий по механике из части 1 ЕГЭ по физике от репетитора по физике из Москвы. ———————-…
2 г. назад
Понятным (насколько это возможно конечно)) языкам рассказывается о квантовой физики. И готовь себя к расСв…
2 г. назад
Готовьтесь к ЕГЭ с преподавателями этого канала от 39р/ак.час по промокоду «YouTube» в группе https://vk.com/GrandExam или…
4 г. назад
Рычаг позволяет поднимать малой силой любые сколь угодно большие грузы, лишь бы отношение плеч рычага было…
6 г. назад
I created this video with the YouTube Video Editor (http://www.youtube.com/editor)
1 г. назад
Что есть человек? Что есть вселенная, время, материя?
5 г. назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. В последнем примере коробка…
3 г. назад
Курс лекций по механике для профильных классов.
9 мес. назад
Видеоуроки являются идеальными помощниками при изучении новых тем, закреплении материала, для обычных…
4 г. назад
Видеоурок ориентирован на учащихся 9-11 классов школы. Он будет особенно полезен для тех, кто готовится сдава…
luchshee-video.ru
механика физика видео Видео YouTube
…
3 лет назад
Подпишись на группу в ВК, когда будет больше людей — будет много интересного: https://vk.com/scimfiz.
…
2 лет назад
Физика – фундаментальная наука. Её основы проходят ещё в школе, а результатами пользуется всё человечество…
…
4 лет назад
Урок физики в Ришельевском лицее.
…
4 лет назад
12 лекций по физике прочитанные преподавателями НИЯУ МИФИ для телеканала Карусель. В каждой программе объяс…
…
2 лет назад
Если Вы решили научиться решать задачи по физике с нуля, то Вы попали туда куда надо. На своем канале я буду…
…
2 лет назад
Механика — раздел физики изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними; при этом движен…
…
5 лет назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. группа вконтакте: http://vk.com/skillupeducat…
…
8 меc назад
Как получить доступ ко всем занятиям видеокурса «Физика с репетитором. Подготовка к ЕГЭ 2019» смотрите здесь…
…
2 меc назад
Подробнее о бутсах Nike Phantom: nike.com/football Что такое принцип неопределенности, квантовая суперпозиция, жив ли…
…
4 лет назад
Самый объемный из мультимедийных курсов по физике: вся школьная программа от механики до ядерной физики,…
…
2 лет назад
Понятным (насколько это возможно конечно)) языкам рассказывается о квантовой физики. И готовь себя к расСв…
…
7 лет назад
Лекции MIT (Массачусетского технологического института). Русские субтитры. Степени Десяти — Единицы измерен…
…
3 лет назад
Олимпиадная задача, в которой подчеркнута необходимость составления двух типов уравнений — уравнений дина…
…
4 лет назад
Рычаг позволяет поднимать малой силой любые сколь угодно большие грузы, лишь бы отношение плеч рычага было…
…
1 лет назад
Что есть человек? Что есть вселенная, время, материя?
…
6 лет назад
I created this video with the YouTube Video Editor (http://www.youtube.com/editor)
…
1 лет назад
Глава 1. Кинематика и динамика простейших систем 1.1 Кинематика материальной точки и простейших…
…
3 лет назад
Курс лекций по механике для профильных классов.
…
2 лет назад
Подробный разбор заданий по механике из части 1 ЕГЭ по физике от репетитора по физике из Москвы. ———————-…
…
5 лет назад
Лекция базового школьного уровня. Конструктивная критика приветствуется. В последнем примере коробка…
…
2 лет назад
Готовьтесь к ЕГЭ с преподавателями этого канала от 39р/ак.час по промокоду «YouTube» в группе https://vk.com/GrandExam или…
videoyoutube.ru
