«Механическое движение. Относительность покоя и движения. Траектория, путь время. Единицы времени»

1. Мотивация учебной деятельности

Самым древним и самым сложным разделом физики является механика. Как  часть науки о природе, механика возникла в связи с необходимостью решаемых потребностей человечества по изучению сил природы с целью их использования.  Один из вопросов, которые рассматривает механика, - механическое движение. В этом разделе мы с вами познакомимся с механическим движением, законы которого написаны в трудах М. Коперника, Г. Галилея, И. Ньютона.

2. Изучение нового учебного материала.

    Движение - очень важное явление, движение это значит какие то изменения в природе. Движение - это развитие. Отсутствие движения означает отсутствие не только живой, но и неживой природы.

Самый простой вид движения - механическое движение.

Опыт. Разместим на столе несколько предметов, запустим игрушечный автомобиль.

Вопрос к ученикам:

• В каком состоянии находятся тела и автомобиль на поверхности стола ?

• Почему вы считаете тела неподвижными, а автомобиль подвижным?

Из курса природоведения, вам  известно, что такое механическое движение.

Механическое движение - это изменение положения тела в пространстве.

Как выяснить, что тело двигается? Ответ на этот вопрос является очень важным.

Представьте себя в вагоне поезда, который остановился на станции. Вы смотрите на соседний поезд, который стоит напротив вашего. Время идет. Вы с нетерпением ожидаете, когда же остановка закончится. Но наконец ваш поезд двигается. Но проходит несколько минут и вы замечаете, что в промежутках между вагонами соседнего поезда появляется одна и та же картинка неподвижный вокзал. Только тогда вы понимаете, что начал двигаться соседний поезд, а не ваш.

Вопрос к ученикам:

• Что нужно учесть, определяя, двигается тело или нет ?

Механическое движение - это изменение со временем положения тела относительно других тел.

Опыт: продемонстрируем механическое движение тележки, на которой лежит груз.

• Определите, относительно каких тел тележка двигается, а относительно которых находится в состоянии покоя?

Тело (предмет), относительно которого рассматривают движение данного тела, называют телом отсчета.

Следовательно, для определения положения тела, в любой момент времени сначала надо выбрать тело отсчета, потом связать с ним систему координат.

Еще нужно иметь прибор для измерения времени (часы). Тело отсчета, система координат, часы образуют  систему отсчета.

Тело во время движения перемещается из одной точки пространства в другую. Такой переход происходит постепенно, так, что тело описывает определенную линию.

Траектория - линия, которую описывает тело в процессе движения

Вопрос для учеников.

• какие виды траектории вы знаете?

• приведите примеры движений с видимыми траекториями.

В зависимости от формы траектории движения разделяют на прямолинейное и  криволинейное.

Кроме формы, траектория характеризуется еще, и количественной мерой - путем.

Путь - это физическая величина, которая равняется длине траектории, описанной  телом за определенный интервал времени.

Длина траектории называется путем.

Путь обычно обозначают латинской буквой S. В системе СИ путь, как и любая длина, измеряется в метрах. Сокращенно это обозначают так:

   Для измерения пути используют приборы, предназначенные для измерения линейных величин. Это линейки, рулетки, мерные ленты, и т.д.

Основной единицей длины является метр (м). Используют также кратные и дольные  единицы длин

1 км=1000м=10³ м

1 дм =0,1м=10^-1м

1 см=0,01 м=10^-2м

1мм=0,0001м=10^-3м

В астрономии применяют  такие единицы длины, как

1 парсек:             (1пк=3,08×10¹⁶м)

1 световой год:   (1 св.г. ≈ 9,46 ×10¹⁵м).

     Если какое-то тело за одинаковые промежутки времени проходит одинаковые пути, то его движение называют равномерным. Равномерное движение встречается в природе очень редко. Приблизительно одинаковый путь за одинаковое время проходит Земля, вращаясь вокруг Солнца, конец стрелки часов.

Большинство движений не являются равномерными. Например, поезд, выходя от станции, проходит за одинаковые промежутки времени все большие и  большие пути. Приближаясь к станции он, напротив, за одинаковые промежутки времени проходит каждый раз меньшие пути. Такое движение является примером неравномерного движения.

Для изучения движения тел научимся прежде всего описывать движения. При этом вначале не будем выяснять, как возникают эти движения. Раздел механики, в котором движения изучаются без исследования причин, их вызывающих, называют кинематикой.

Движение каждого тела можно рассматривать по отношению к любым другим телам. По отношению к разным телам данное тело будет совершать различные движения: чемодан, лежащий на полке в вагоне идущего поезда, относительно вагона покоится, но относительно Земли движется. Воздушный шар, уносимый ветром, относительно Земли движется, но относительно воздуха покоится. Самолет, летящий в строю эскадрильи, относительно других самолетов строя покоится, но относительно Земли он движется с большой скоростью, например 800 километров в час, а относительно такого же встречного самолета он движется со скоростью 1600 километров в час.

В кинофильмах часто показывают одно и то же движение относительно разных тел: например, показывают поезд, движущийся на фоне пейзажа (движение относительно Земли), а затем — купе вагона, за окном которого видны мелькающие деревья (движение относительно вагона).

Всякое движение, а также покой тела (как частный случай движения) относительны. Отвечая на вопрос, покоится тело или движется и как именно движется, необходимо указать, относительно каких тел рассматривается движение данного тела. Иначе никакое высказывание о его движении не может иметь смысла.

Тела, относительно которых рассматривается данное движение, называют системой отсчета. Выбор системы отсчета при изучении данного движения делают в зависимости от условий задачи. Так, чтобы попасть во вражеский самолет с земной поверхности, нужно установить придел, исходя из скорости самолета в системе отсчета «Земля» (в нашем примере — 800 км/ч), а чтобы попасть в этот же самолет со встречного самолета, надо исходить из скорости цели в системе отсчета «встречный самолет» (1600 км/ч). При изучении движений на поверхности Земли обычно принимают за систему отсчета Землю (хотя, как сказано, можно выбрать за систему отсчета и поезд, и самолет, и любое другое тело). Изучая движение Земли в целом или движение планет, принимают за систему отсчета Солнце и звезды.

3. Рефлексия знаний

Работа в группах

Задание группы № 1

1. На столе в вагоне подвижного поезда лежит книга. В движении или в покое находится книга относительно стола, рельсов, Луны?

2. Какую форму имеет траектория движения детей, которые катаются на карусели ?

3. Нарисуйте траекторию движения сидения велосипедиста относительно дороги.

Задание группы № 2

1. Укажите тело отсчета для автомобиля, который двигается.

2. Прямолинейным или криволинейным является движение: кабины лифта, карандаша когда им пишут, дождевых капель в безветренную погоду ?

3. Нарисуйте траекторию движения звена цепи велосипеда относительно дороги.

Задание группы № 3

1. Укажите тело отсчета для самолета, который летит.

2. Какой вид движения осуществляют разные части швейной машинки?

3.Нарисуйте траекторию движения педали велосипеда относительно дороги.

Задание группы № 4

1. Укажите  тело отсчета для подводной лодки, что двигается.

2. Корабль подплывает к пристани. Относительно чего пассажиры, которые стоят на палубе этого корабля, находятся в движении: реки, палубы корабля, берега?

 3. Нарисуйте траекторию движения обода колеса велосипеда.

4. Итоги урока

Подведение итогов работы на уроке

5. Домашнее задание

Учить параграфы 14-15