Баллистическое движение, траектория и скорость при баллистическом движении - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Физика - Поурочные планы к учебникам Г. Я. Мякишева, С. В. Громова и В. Л. Касьянова 10 класс

Баллистическое движение, траектория и скорость при баллистическом движении - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Цель: сформировать понятие баллистического движения.

Ход урока

I. Повторение. Беседа

1. Запишите закон свободного падения тела, падающего без начальной скорости с высоты H. Постройте график закона.

2. Как выглядит график зависимости скорости от времени?

3. Как выглядит график зависимости ускорения от времени?

4. Чем объяснить отличие друг от друга графиков перемещения и пути тела, брошенного вверх в поле тяжести?

II. Изучение нового материала

На протяжении всей истории человечества враждующие стороны, доказывая свое превосходство, использовали камни, копья, ядра, пули, снаряду и т. д.

Точность попадания в цель определяла успех. Желание победить стимулировало появление баллистики.

Баллистика - раздел механики, изучающий движение тел в поле тяжести Земли. Пули, снаряды, мячи все двигаются по баллистическим траекториям.

Для описания баллистического движения удобно ввести идеальную модель, движущуюся с постоянным ускорением, пренебречь сопротивлением воздуха, вращением Земли.

Пусть тело брошено под углом к горизонту под углом а с начальной скоростью Закон равномерного движения: X = Х₀ + V₀xt

Закон равнопеременного движения: 

Пусть 

Уравнение траектории тела (парабола).

Пусть тело упало, тогда

 - время всего полета.

Если теперь время подъема   в уравнении (2) получим значение для максимальной высоты 

Если в (1) подставить время всего полета, то максимальная дальность

При отсутствии воздуха максимальная дальность полета при выстреле под углом 45°.

Скорость в любой момент будет равна 

Реальное движение тел в земной атмосфере происходит по существенно отличающейся от параболистической траектории из-за сопротивления воздуха.

При увеличении скорости возрастает сопротивление воздуха. И максимальная дальность достигается при углах вылета в пределах 30-40°.

Лабораторная работа

Цель работы: определить дальность и высоту подъема снаряда при различных углах его вылета.

Оборудование: 1) пистолет баллистический лабораторный; 2) рулетка; 3) штатив с муфтой и кольцом; 4) лист белой бумаги (200 х 60 см); 5) бумага копировальная.

Ход работы

1. При каком угле стрельбы (30°, 60°, 45°) дальность полета снаряда наибольшая?

2. Чему равна дальность полета снаряда, направленного под углом 45° к горизонту, если опыт проводится на Луне?

3. Какой вид имеет траектория снаряда, направленного из пушки вертикально вверх, если за тело отсчета принять пушку?

4. При каком угле стрельбы дальность полета снаряда равна дальности полета того же снаряда при 20° (настильная стрельба от 0-45°)? Проверьте на опыте.

5. При каком угле стрельбы дальность полета снаряда равна дальности полета того же снаряда при стрельбе под углом 75° (навесная стрельба 45-90°)? Проверьте на опыте.

III. Решение задач

1. Снаряд вылетает из пушки под углом 30° к горизонту со скоростью 240 м/с. Через какой промежуток времени снаряд достигнет цели? (Ответ: 24 с)

2. Камень, брошенный под углом 30° к горизонту, дважды побывал на одной высоте h: спустя 3 с и 5 с после начала движения. Найдите начальную скорость и высоту h. (Ответ: V₀ ≈ 78,5 м/с, h = 73,5 м)

3. Камень брошен под углом 30° к горизонту со скоростью, равной 10 м/с. Через какое время камень будет на высоте 1 м? (Ответ: τ₁ = 0,28 с; т₂ = 0,72 с)

Домашняя работа

П. 18, с. 43, задачи (3-5).