Конспект уроку на тему: "Механічний рух. Відносність руху. Траєкторія. Пройдений тілом шлях"

Тема: Механічний рух. Відносність руху. Траєкторія. Пройдений тілом шлях.

Мета уроку: сформувати поняття механічного руху, траєкторії, відносності руху, пройденого тілом шляху, розвивати логічне мислення учнів; виховувати

спостережливість, уважність, акуратність.

Обладнання: дошка, візки для демонстрації механічного руху.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Хід уроку

1. Організаційний момент. Знайомство з дітьми, підписання зошитів.

2. Вивчення нового матеріалу.

Засвоївши матеріал цього розділу, ви будете знати:

- що таке механічний рух;

- що нерухомих тіл у природі немає.

Ви зможете пояснити:

- відмінність траєкторії руху і швидкості в різних системах відліку;

- графіки руху тіл та визначати за графіком величини, що характеризують рух.

Ви будете вміти:

- вимірювати швидкість руху, період і частоту коливань;

- користуватися приладами для вимірювання часу і від

стані, подавати результати вимірювань у вигляді таблиць і графіків;

- розв’язувати задачі, які стосуються механічного руху.

Механічний рух і простір. Відносність руху

Світ механіки

Механіка – наука про механічний рух матеріальних тіл і взаємодії між ними, які при цьому відбуваються. Слово механіка походить від грецького «механікс» - хитрість.

Найважливіший висновок, який зробила наука в процесі свого розвитку: нерухомих тіл у природі немає. У науці говорять, що рух є абсолютним. Проте

повсякденний досвід спонукає нас думати, що існує багато тіл, які є нерухомими.

Коли ми йдемо дорогою, то дерева біля неї, як і будинки, здаються нерухомими,

хоча насправді вони рухаються разом із обертанням Землі навколо її осі, рухаються разом із Землею по орбіті навколо Сонця і т. д. Таким чином, наука вивчає не абсолютні (істинні) рухи тіл, а їх рухи відносно інших тіл, які цілком умовно вважаються нерухомими. Ви вже маєте багато відомостей про рухи тіл, їх швидкості тощо з повсякденного життя, уроків фізики, природознавства, математики та інших предметів. Тепер перед вами все ширше розкривається світ рухомих тіл та їх взаємодій, які вивчає фізика.

МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Бажаючи описати стан фізичних тіл довкола нас, ми часто називаємо одні з

них нерухомими, інші – рухомими.

Дерева в лісі чи садку, різні будівлі, каміння на дні струмка, мости, береги річок ми вважаємо, не вагаючись, нерухомими, а воду в річці чи струмку, літаки в небі, автомобілі, що їдуть дорогою, - рухомими.

Що дає підставу поділяти тіла на нерухомі й рухомі? Чим рухомі тіла відрізняються від нерухомих?

Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалася, хоч ми залишалися на тому самому місці.

Нерухомі тіла протягом усього спостереження не змінюють свого положення

відносно спостерігача.

Проведемо такий дослід. Розмістимо, наприклад, вертикально прапорці на столі на деякій відстані один від одного на одній прямій. Поставимо біля першого з них візок з ниткою і почнемо його тягти. Спочатку він переміститься від одного прапорця до другого, потім — до третього і т. д. Тобто візок змінюватиме своє положення відносно прапорців

Зміну положення тіла в просторі називають механічним рухом.

Якщо певне тіло змінює своє положення в просторі, то про нього кажуть, що

воно здійснює механічний рух. Коли такої зміни немає, то це тіло вважається

нерухомим, тобто таким, що перебуває у спокої.

Механічний рух відносний.

Механічний рух, як і спокій, відносний. Одне й те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого.

Наприклад, водій автомобіля, який рухається дорогою, є рухомим відносно

спостерігача, що стоїть на узбіччі, і нерухомим відносно пасажира в салоні

автомобіля.

Механічний рух – це зміна положення тіла відносно інших тіл.

Отже, щоб описати механічний стан тіла, треба чітко знати, відносно яких тіл

проводиться порівняння. Відповідно до цього можна дати інше означення руху.

Для опису механічного руху обирають тіло відліку.

Тіло, відносно якого визначається положення даного тіла, називається тілом

відліку.

Вибір тіла відліку може суттєво змінити опис стану тіла. Переконаємося в

цьому на такому прикладі.

Розмістимо на столі довгий візок, а на нього поставимо короткий.

Притримуючи короткий візок, переміщуватимемо довгий візок. Його положення

змінюватиметься і відносно короткого візка, і відносно стола. Уявні спостерігачі,

які стоятимуть на короткому візку і на столі, скажуть, що довгий візок здійснює

механічний рух. Проте спостерігач, який стоятиме на довгому візку, не знаючи,

що його переміщують, скаже, що в стані механічного руху перебувають короткий

візок і стіл.

Отже, говорячи про механічний рух довільного фізичного тіла, обов’язково

треба вказувати тіло відліку.

Вивчаємо траєкторії руху

Якщо провести по аркушу паперу олівцем, отримаємо лінію, в кожній точці

якої послідовно побував кінчик олівця. Ця лінія — траєкторія руху кінчика

олівця.

Траєкторія— це лінія, яку описує в просторі точка, що рухається.

Форма траєкторії руху може бути будь-якою: дуга, парабола, пряма, ламана

тощо. За формою траєкторії рух тіл поділяється на прямолінійний та криволінійний.

Зазвичай ми безпосередньо не бачимо траєкторії руху тіл, проте інколи

бувають винятки. Так, у безхмарний день високо в небі помітний білий слід, що

залишив літак. Цей слід є траєкторією руху літака. В інших випадках траєкторію

руху можна «заготувати» заздалегідь: наприклад, траєкторією руху потяга

можна вважати рейки, по яких він прямує.

Траєкторія руху того самого тіла може бути різною, якщо спостерігати за

його рухом відносно різних тіл відліку. Уявіть таку ситуацію, їдучи в автобусі,

хлопчик передав яблуко своєму сусіду. Для хлопчика, його сусіда та інших

пасажирів траєкторія руху яблука — це відрізок прямої. Тілом відліку в цьому

випадку є салон автобуса. Та за час, коли хлопчик передавав яблуко, воно разом з

автобусом проїхало деяку ділянку шосе, тому для людини, що стоїть на узбіччі

шосе, траєкторія руху яблука зовсім інша. Тілом відліку в такому разі може бути,

наприклад, шосе.

Під час руху будь-якого тіла кожна його точка має свою траєкторію. На

практиці дослідити траєкторії руху всіх точок тіла неможливо, проте в багатьох

випадках розмірами тіла можна нехтувати. Коли ж це можна робити?

Якщо розміри тіла набагато менші за відстані, які воно долає, то в таких

випадках ми говоримо, що вважатимемо тіло матеріальною точкою. Наприклад,

розгляньмо автомобіль, коли він їде по трасі з Одеси до Києва, і цей же

автомобіль, коли він паркується на автостоянці. У першому випадку,

досліджуючи рух, можна знехтувати розмірами автомобіля, тобто тим, що під час

подорожі його окремі точки рухалися по різних траєкторіях, адже відстань, яку

пройшов автомобіль, була набагато більшою, ніж його, скажімо, довжина. У

другому випадку нехтувати розмірами автомобіля не можна — адже він може

зіткнутися з іншими автомобілями на автостоянці.

Під час дослідження руху Землі навколо Сонця Землю можна вважати

матеріальною точкою, а от якщо вчені працюють над проблемою запобігання

падінню на Землю метеоритів, то зрозуміло, що розмірами Землі нехтувати не

можна.

Далі, коли говоритимемо про рух тіла, то будемо вважати, що йдеться про

рух матеріальної точки.

Вимірюємо шлях

Повернемося до вищенаведеного прикладу з олівцем. Щоб знайти відстань,

яку пройшов кінець олівця під час малювання, треба визначити довжину лінії, по

якій він рухався, тобто довжину його траєкторії. Це і буде шлях, який пройшов

кінець олівця.

Шлях — це фізична величина, що дорівнює довжині траєкторії.

Шлях позначають символом l.

Одиницею довжини, а отже, шляху в СІ є метр (м). Використовують також

дольні та кратні одиниці шляху, наприклад міліметр (мм), сантиметр (см),

дециметр (дм), кілометр (км):

1 мм = 0,001 м, 1 см = 0,01 м, 1 дм = 0,1м; 1 км = 1000 м.

Шлях, який пройшло тіло, буде різним відносно різних тіл відліку. Згадаймо

яблуко, яке хлопчик передавав своєму сусіду в автобусі: для хлопчика яблуко

пройшло шлях близько півметра, а для людини на узбіччі дороги — декілька

десятків метрів.

3.Закріплення вивченого матеріалу

1. Що таке механічний рух?

2. Для чого обирають тіло відліку?

3. Як впливає вибір тіла відліку на опис механічного стану тіла?

4. Чому механічний рух відносний?

5. Чи існують у природі нерухомі тіла?

Вправа 1

1. У вагоні залізничного поїзда, який рухається, на столику лежить книжка. У

русі чи в спокої перебуває книжка відносно:

а) столика; б) рейок; в) моста через річку; г) води в цій річці;

д) Місяця?

Як зміняться відповіді на ці запитання, якщо поїзд стоятиме?

2. Пасажири стоять на палубі корабля, який підпливає до пристані. Відносно

яких предметів вони нерухомі? Рухомі?

3. Рухаються чи перебувають у спокої відносно один одного люди, які стоять

на ескалаторі метро або сидять у салоні автобуса чи літака?

4. Пасажир, сідаючи у відкритий автомобіль, помітив, що вітер дме з півночі.

Потім під час руху автомобіля він зазначив, що вітер дме з півдня. Як це

пояснити?

4. Домашнє завдання.

Вивчити конспект. Читати §1,2,3.