Криволинейное движение. Перемещение, скорость и ускорение при криволинейном движении

Содержание

Вступление. 3

Криволинейное движение. Перемещение, скорость и ускорение при криволинейном движении.. 3

Движение по окружности. Линейная и угловая скорости при равномерном движении по окружности.. 4

Ускорение при равномерном движении тела (точки) по окружности.. 5

Заключение. 7

Литература. 8

Вступление

Формирование понятий вращательного движения в средней школе соответствует изучению раздела криволинейного движения, где учащиеся получают лишь общие представления о криволинейном движении и более подробно изучают равномерное движение тела (точки) по окружности. Основными новыми физичес­кими понятиями, которые рассматриваются в данной теме, являются угловая и линейная скорости, радиан, центростремительное уско­рение. Формированию их учитель должен уделить серьезное внимание. В то же время при из­учении криволинейного движения мгновенная скорость, о которой учащиеся знают из предыдущей темы, приобретает особое значение. В данной теме основная задача механики решается для случая равномерного движения тела (точки) по окружности. Этой темой завершается раздел «Кинематика». Поэтому в ней должно быть сделано обобщение знаний о кинематических понятиях, которые широко будут применяться в дальнейшем. Следовательно, в конце темы целесооб­разно провести урок обобщающего повторения.

На изучение темы «Криволинейное движение» программой отводится 6 ч. Рекомендуем следующее примерное планирование материала темы:

1. Криволинейное движение. Перемещение, скорость и ускорение при криволинейном движении.

2. Движение по окружности. Угол поворота, радиан. Решение задач.

3. Угловая и линейная скорости при равномерном дви­жении по окружности. Решение задач.

4. Ускорение при равномерном движении тела по окруж­ности.

5. Об относительности движения тела при вращении си­стемы отсчета.

6. Обобщающее повторение. Решение задач.

Криволинейное движение. Перемещение, скорость и ускорение при криволинейном движении

Из курса физики VI класса учащиеся знают, что движение, траекторией которого является кривая линия, называется криволинейным движением. В VIII классе эти знания дополняются и углубляются.

Приводим примеры криволинейного движения (движение тела, брошенного под углом к горизонту; вращение Земли вокруг солнца, движение искусственных спутников вокруг Земли, движение заряда, вылетевшего из орудия и др.)

Демонстрируем некоторые опыты: выстрел из баллистического столета, движение шарика на центробежной дороге, изменение направления движения стального шарика под действием магнита.

Учащиеся знают, что в случае прямолинейного движения траектория — прямая линия и поэтому положение любой точки траектории определяется одной координатой. В случае криволинейного движения, происходящего на плоскости, изменяются две координаты х и у.

После этого выясняем, как изменяется скорость в криволинейном движении, даем понятие о нап­равлении скорости и перемещения в криволиней­ном движении. Важно объяснение этого матери­ала иллюстрировать опытом, показывающим, что вектор скорости точки направлен по касательной к траектории движения. Реко­мендуем на уроке показать следующую демонстра­цию.

Рис. 1

На центробежной машине укрепляется верти­кально фанерный круг диаметром 18—20 см. Нижняя его часть (сег­мент) погружается в сосуд с подкрашенной водой (можно исполь­зовать сосуд от прибора по теплоемкости) (Рис. 1). При враще­нии круга центробежной машины струи воды летят по направле­ниям касательных к кругу.

Эти опыты помогают учащимся сделать вывод: направление ско­рости криволинейного движения определяется направлением ка­сательной в той точке траектории, в которой находится в данный момент вращения движущаяся материальная точка. Абсолютное значение скорости в криволинейном движении измеряется отноше­нием пути, пройденного материальной точкой за известный проме­жуток времени, к значению этого промежутка времени. Длина пути в этом случае отсчитывается по дуге, вдоль траектории движения. (Для учителя напомним, что при изучении криволинейного движе­ния точки в механике пользуются понятиями тангенциального и нормального ускорения и полного ускорения.)

Так как направление касательной к траектории в разных точках различно, то это означает, что в криволинейном движении в общем случае скорость изменяется по направлению.

При изучении криволинейного движения особое значение при­обретает мгновенная скорость. Обращаем внимание и на следующий факт. В криволинейном движении вектор скорости не совпадает по направлению с вектором перемещения, а составляет с ним неко­торый угол. В прямолинейном же движении направления этих векторов совпадают или противоположны.