Oppitunti #3
Aihe. Tasainen suoraviivainen liike. Nopeus. Nopeuksien yhteenlaskulaki. Liikekaaviot.
Kohde: tiedon muodostuminen suoraviivaisesta liikkeestä, nopeudesta fysikaalisena suureena, klassisesta nopeuksien yhteenlaskennan laista, suoraviivaisen tasaisen liikkeen mekaniikan pääongelman ratkaisusta; nopeuden riippuvuuden, suoraviivaisen tasaisen liikkeen koordinaattien tarkastelu ajasta.
Oppitunnin tyyppi: yhdistetty oppitunti.
Organisaatiovaihe
^ Kotitehtävien tarkistaminen.
etukysely.
Mikä on viitejärjestelmä?
Mikä on lentorata? Millaisia halkeamisliikettä liikeradan mukaan?
Mitä kutsutaan poluksi? liikkuva?
Mitä eroa polun ja liikkeen välillä on?
Mikä on liikkeen suhteellisuuden käsitteen ydin?
Raportoi oppitunnin aihe, tarkoitus ja tehtävät
Tasainen suoraviivainen liike.
Tasaisen suoraviivaisen liikkeen nopeus fyysisenä suureena.
Nopeuksien lisäämisen laki.
Liikkuva suoraviivainen tasainen liike. Suoraviivaisen tasaisen liikkeen mekaniikan pääongelman ratkaisu.
Liikekaaviot.
Uuden materiaalin oppiminen
Yksinkertaisin liiketyyppi on tasainen suoraviivainen liike.
Tasainen suoraviivainen liike kutsutaan sellaiseksi kehon liikkeeksi, jossa keho suorittaa saman liikkeen minkä tahansa yhtäjaksoisen ajan ja sen liikkeen rata on suora.
Kysymys opiskelijoille:
Anna esimerkkejä tasaisesta suoraviivaisesta liikkeestä.
Mitä mieltä olette, kohtaammeko usein tapauksia suoraviivaisesta yhtenäisestä liikkeestä?
Miksi tutkia tämäntyyppistä liikettä, pystyä kuvailemaan sen kuvioita?
Yksi tasaisen suoraviivaisen liikkeen ominaisuuksista on sen nopeus. Opettaja tarjoaa opiskelijoille nopeuden karakterisoimista fysikaalisena suureena fysikaalisen suuren ominaisuuksien yleisen suunnitelman mukaisesti.
Yleinen suunnitelma fyysisen suuren ominaisuuksille:
Ilmiö, joka luonnehtii arvoa.
Määritelmä, nimitys.
Kaavat, jotka yhdistävät tietyn määrän muihin suureisiin.
Yksiköt.
Mittausmenetelmät.
suorat mittaukset (käyttämällä nopeusmittaria, tutkaa);
epäsuorat mittaukset (kaavan mukaan)
- nopeusvektori;
υ x , υ y - nopeusvektorin projektiot koordinaattiakseleille Ox, Oy;
υ - nopeusmoduuli.
Kysymys:
Voiko nopeusprojektio olla negatiivinen? (Nopeusprojektio voi olla joko positiivinen tai negatiivinen riippuen siitä, miten keho liikkuu (kuva 1).)
^ Nopeuksien yhteenlaskulaki
Jos saman aineellisen pisteen liikettä tarkastellaan suhteessa kahteen vertailujärjestelmään, jotka liittyvät kiinteään runkoon ja liikkuvaan (esimerkiksi henkilö, joka seisoo sen joen rannalla, jota pitkin tämä vene kelluu, ja henkilö joka itse tarkkailee henkilön liikettä veneen kannella) on samaan aikaan veneessä), niin voimme muotoilla klassisen lain nopeuksien lisäämisestä.
Nopeuksien lisäämisen laki: kappaleen nopeus suhteessa kiinteään vertailukehykseen on yhtä suuri kuin kappaleen nopeuden vektorisumma suhteessa liikkuvaan kehykseen ja liikkuvan kehyksen todellisen nopeuden suhteessa kiinteään kehykseen:
missä ja ovat kappaleen nopeudet suhteessa kiinteään ja liikkuvaan vertailukehykseen, vastaavasti, ja on liikkuvan vertailukehyksen nopeus suhteessa kiinteään vertailukehykseen (kuvio 2).
^ Liikkuva suoraviivainen tasainen liike. Suoraviivaisen tasaisen liikkeen mekaniikan pääongelman ratkaisu
voit määrittää siirtymämoduulin suoraviivaiselle tasaiselle liikkeelle: 
.Jos materiaalipiste, joka liikkuu OX-akselia pitkin, on siirtynyt pisteestä, jolla on koordinaatti x
0
pisteeseen, jossa on koordinaatit X
, sitten toistaiseksi t
hän muutti: 
(Kuva 3).
Koska mekaniikan päätehtävänä on määrittää kappaleen sijainti tietyllä ajanhetkellä tunnettujen alkuolosuhteiden mukaan, yhtälö 
ja se on ratkaisu mekaniikan pääongelmaan.
Tätä yhtälöä kutsutaan myös tasaisen suoraviivaisen liikkeen peruslakiksi.
Liikekaaviot
Nopeus vs. Aika -kaavio
on aika-akselin suuntainen suora t
(Kuva 4, a). Jos 
> 0, niin tämä viiva kulkee aika-akselin yläpuolella t
, ja jos t.
Kuvaajan ja akselin rajaama alue t , on numeerisesti yhtä suuri kuin siirtymämoduuli (kuva 4, b).
Kaavio siirtymän projektiosta ajan funktiona
on origon kautta kulkeva suora. Jos > 0, niin s
x
kasvaa ajan myötä, jos s x
vähenee ajan myötä (kuva 5, a). Kuvaajan kaltevuus on sitä suurempi, mitä suurempi on nopeusmoduuli (kuva 5, b). 
Jos puhumme polkukaaviosta, on muistettava, että polku on lentoradan pituus, joten se ei voi pienentyä, vaan voi vain kasvaa ajan myötä, joten tämä graafi ei voi lähestyä aika-akselia (kuva 5, c).
^ Koordinaattikaavio ajan funktiona
eroaa kaaviosta 
vain vaihtamalla x
0
koordinaattiakselia pitkin. Kuvaajien 1 ja 2 leikkauspiste vastaa hetkeä, jolloin kappaleiden koordinaatit ovat yhtä suuret, eli tämä piste määrää kahden kappaleen kohtaamisen ajanhetken ja koordinaatin (kuva 6).
Hankitun tiedon soveltaminen
Liikkuvat kohteet on annettu satunnaisessa järjestyksessä: jalankulkija; ääniaallot ilmassa; happimolekyyli 0 °C:ssa; heikko tuuli; sähkömagneettiset aallot tyhjiössä; myrskytuuli.
Vastaus:
sähkömagneettiset aallot tyhjiössä (300 000 km/s);
happimolekyyli 0 °C:ssa (425 m/s);
ääniaallot ilmassa (330 m/s);
myrskytuuli (21 m/s);
heikko tuuli (4 m/s);
jalankulkija (1,3 m/s).
Oppitunnin yhteenveto ja läksyjen raportointi
Kotitehtävät
Opi teoreettinen materiaali oppikirjasta.
Ratkaista ongelmia.
Etsi oikea vastaus.
Mitä seuraavista liikeesimerkeistä voidaan pitää yhtenäisinä?
Auto jarruttaa
Matkustaja laskeutuu metron liukuportaita
Lentokone nousee
Suoraviivaista yhtenäistä liikettä kutsutaan, jossa:
kehon nopeusmoduuli pysyy muuttumattomana
kehon nopeus muuttuu samalla arvolla kaikilla yhtäläisin aikavälein
keho suorittaa samat liikkeet kaikkina aikavälein
Tasaisesti liikkuva matkustajajuna kulki 30 km:n matkan 20 minuutissa. Selvitä junan nopeus.
Moottoripyörä liikkuu nopeudella 36 km/h. Kuinka pitkän matkan se kulkee 20 sekunnissa?
Kuvassa Kuva 7 esittää kaaviota tasaisen liikkeen reitistä ajan funktiona. Mikä on kehon nopeus?
Kuvassa Kuva 8 esittää kaaviota tasaisen liikkeen nopeudesta ajan funktiona. Mikä on matka, jonka keho kulkee 3 sekunnissa?
Luuletko liikkuvasi vai et, kun luet tätä tekstiä? Melkein jokainen teistä vastaa välittömästi: ei, en liiku. Ja se tulee olemaan väärin. Jotkut saattavat sanoa, että olen muuttamassa. Ja he ovat myös väärässä. Koska fysiikassa jotkut asiat eivät ole aivan sitä, miltä ne näyttävät ensi silmäyksellä.
Esimerkiksi mekaanisen liikkeen käsite fysiikassa riippuu aina vertailupisteestä (tai kappaleesta). Joten lentokoneessa lentävä henkilö liikkuu suhteessa kotiin jääneisiin sukulaisiin, mutta on levossa suhteessa vieressä istuvaan ystävään. Joten kyllästynyt sukulainen tai olkapäällään nukkuva ystävä ovat tässä tapauksessa vertailuelimiä määrittämään, liikkuuko edellä mainittu henkilömme vai ei.
Mekaanisen liikkeen määritelmä
Fysiikassa seitsemännellä luokalla opitun mekaanisen liikkeen määritelmä on seuraava: kehon asennon muutosta suhteessa muihin kappaleisiin ajan kuluessa kutsutaan mekaaniseksi liikkeeksi. Esimerkkejä mekaanisesta liikkeestä jokapäiväisessä elämässä ovat autojen, ihmisten ja laivojen liikkuminen. Komeetat ja kissat. Ilmakuplat kiehuvassa kattilassa ja oppikirjat koulupojan raskaassa repussa. Ja joka kerta, kun lausuma jonkin näiden esineiden (kappaleiden) liikkeestä tai levosta on merkityksetön ilman viitekappaletta. Siksi elämässä puhumme useimmiten liikkeestä, tarkoitamme liikettä suhteessa maahan tai staattisiin esineisiin - taloihin, teihin ja niin edelleen.
Mekaanisen liikkeen liikerata
On myös mahdotonta olla mainitsematta sellaista mekaanisen liikkeen ominaisuutta lentoradana. Rata on viiva, jota pitkin kappale liikkuu. Esimerkiksi jalanjäljet lumessa, lentokoneen jalanjälki taivaalla ja kyyneleen jäljet poskella ovat kaikki lentoratoja. Ne voivat olla suoria, kaarevia tai rikki. Mutta lentoradan pituus tai pituuksien summa on kehon kulkema polku. Polku on merkitty kirjaimella s. Ja se mitataan metreinä, senttimetreinä ja kilometreinä tai tuumina, jaardeina ja jalkoina riippuen siitä, mitkä mittayksiköt hyväksytään tässä maassa.
Mekaanisen liikkeen tyypit: tasainen ja epätasainen liike
Millaisia mekaanisia liikkeitä on? Esimerkiksi automatkan aikana kuljettaja liikkuu eri nopeuksilla ajettaessa ympäri kaupunkia ja lähes samalla nopeudella tullessaan moottoritielle kaupungin ulkopuolella. Eli se liikkuu joko epätasaisesti tai tasaisesti. Joten liikettä kutsutaan tasaiseksi tai epätasaiseksi, riippuen kuljetusta matkasta yhtä pitkää aikaa.
Esimerkkejä tasaisesta ja epätasaisesta liikkeestä
Esimerkkejä tasaisesta liikkeestä luonnossa on hyvin vähän. Maa liikkuu lähes tasaisesti Auringon ympäri, sadepisarat tippuvat, kuplia ilmaantuu soodassa. Jopa pistoolista ammuttu luoti liikkuu suorassa linjassa ja tasaisesti vain ensi silmäyksellä. Kitkasta ilmaa vastaan ja Maan vetovoimasta sen lento hidastuu vähitellen ja lentorata pienenee. Täällä avaruudessa luoti voi liikkua todella suoraan ja tasaisesti, kunnes se törmää johonkin toiseen kappaleeseen. Ja epätasaisella liikkeellä asiat ovat paljon paremmin - esimerkkejä on monia. Jalkapallon lento jalkapallo-ottelun aikana, saalistaan metsästävän leijonan liike, purukumin matka seitsemännen luokkalaisen suussa ja kukan päällä leijuva perhonen ovat kaikki esimerkkejä kehon epätasaisesta mekaanisesta liikkeestä.
Viitejärjestelmä.
viitejärjestelmä- tämä on joukko vertailukappaletta, siihen liittyvää koordinaattijärjestelmää ja aikareferenssijärjestelmää, jonka suhteen minkä tahansa aineellisen pisteen tai kappaleen liikettä (tai tasapainoa) tarkastellaan
Rata, polku ja siirtymä.
Siirtymävektori- vektori, jonka alkupiste on sama kuin liikkuvan pisteen alkupiste ja vektorin loppu sen lopullisen sijainnin kanssa.
Materiaalin pisteen liikerata- tämän avaruuden pisteen kuvaama viiva (suoraviivainen tai kaareva).
reittipiste on pisteen ohi kulkeneiden lentoradan kaikkien osien pituuksien summa tarkastellun ajanjakson aikana.
Materiaalipiste.
Materiaalipiste- kappale, jolla on massaa ja nopeutta, mutta jonka mitat ja muodot eivät ole merkittäviä tämän ongelman olosuhteissa.
Keskinopeus.
Liikkuvan pisteen keskinopeus ajanjaksolla t- vektorisuure, joka on yhtä suuri kuin siirtymävektorin suhde aikaväliin, jonka aikana tämä siirtymä tapahtui.
Keskinopeus (maanopeus).
Keskimääräinen liikkumisnopeus (vektorikeskiarvo)
Liikkeen suhteellisuus.
Mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria- tämä on kehon liikeradan, kuljetun matkan, siirtymän ja nopeuden riippuvuus vertailujärjestelmän valinnasta.
Nopeuksien yhteenlaskulaki klassisessa mekaniikassa.
Vabs = Vrel + Vtrans
Aineellisen pisteen absoluuttinen nopeus on yhtä suuri kuin translaation ja suhteellisen nopeuden vektorisumma.
Suoraviivainen tasainen liike.
Suoraviivainen tasainen liike- liike vakiomoduulilla ja suuntanopeudella.
Liikeyhtälöt ja kuvaajat x(t), vx(t), s(t) tasaista suoraviivaista liikettä varten.
materiaalipisteen tasaisen suoraviivaisen liikkeen yhtälö:
(17)
Tai
Kaavat tasaiselle suoraviivaiselle liikkeelle
| = vakio |  = vakio |
|
 |  |
|
| S \u003d v (t - t 0) | ||
Nopeuskaaviot, nopeuden projektiot, reitti ja koordinaatit vs. aika tasaista suoraviivaista liikettä varten
Nopeuskäyrä v = v(t)
Tasaisen liikkeen nopeuden kuvaaja on x-akselin suuntainen suora viiva (t-akseli).
Aikataulun mukaisesti v = v(t) voit löytää aikavälillä t kuljetun matkan: se on numeerisesti yhtä suuri kuin OABS-kuvan (suorakulmio):
q(suorakulmion alue OABC) = OA OC v 1 t 1 S
Polkukaavio S = S(t)
Tasaisen liikeradan kuvaaja on suora viiva, joka muodostaa kulman aika-akselin kanssa.
Tässä kaaviossa, mutta v~tg(tasaisen liikkeen nopeus on verrannollinen sen kulman tangenttiin, jonka polkukäyrä muodostaa aika-akselin kanssa).
Pistekoordinaattien kuvaaja ajan funktiona: x = x(t)
Yhtälö x \u003d x 0 + v x (t - t 0) on lineaarinen funktio, joten kaavio x = x(t) on suora, joka muodostaa kulman aika-akselin kanssa.
Mekaniikka on fysiikan ala, joka tutkii kappaleiden liike- ja vuorovaikutuslakeja.Kinematiikka on mekaniikan ala, joka ei tutki kappaleiden liikkeen syitä.
mekaaninen liike- kehon sijainnin muutos avaruudessa suhteessa muihin kehoihin ajan myötä.
Materiaalipiste on kappale, jonka mitat tietyissä olosuhteissa voidaan jättää huomiotta.
Käännös kutsutaan liikkeeksi, jossa kehon kaikki pisteet liikkuvat samalla tavalla. Translaatio on liike, jossa mikä tahansa kehon läpi vedetty suora viiva pysyy yhdensuuntaisena itsensä kanssa.
Liikkeen kinemaattiset ominaisuudet
Liikerata – liikelinja. S-tie – polun pituus.
S- liikkuva-vektori, yhdistää kehon alku- ja loppuasennon.
Liikkeen suhteellisuus. Vertailujärjestelmä - joukko vertailukappaletta, koordinaattijärjestelmää ja laitetta ajan (tuntien) mittaamiseen
koordinaattijärjestelmäSuoraviivainen tasainen liike kutsutaan liikkeeksi, jossa keho tekee saman liikkeen minkä tahansa yhtäjaksoisen ajan.Nopeus - fyysinen määrä, joka on yhtä suuri kuin siirtymävektorin suhde aikaväliin, jonka aikana tämä siirtymä tapahtui.Tasaisen suoraviivaisen liikkeen nopeus on numeerisesti yhtä suuri kuin siirtymä aikayksikköä kohti.
Epätasaisen liikkeen keskinopeus
Mekaniikan (OZM) päätehtävä on määrittää kehon sijainti avaruudessa milloin tahansa. Kehon hetkellinen nopeus - nopeus - tietyllä ajanhetkellä.
Klassinen nopeuksien summauslaki
Kehon nopeus liikkuvassa CO:ssa on yhtä suuri kuin paikallaan olevan CO:n kappaleen nopeuden ja liikkuvan CO:n nopeuden vektorisumma
