Педагогика \ Методика преподавания физики в средней школе

Вільне падіння. Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту: Плани-конспекти урокiв з фізики, страница 7

2)                 Знайдіть кутову швидкість і частоту обертання хвилинної стрілки секундоміра (рис. 4), якщо ціна поділки малого циферблата дорівнює 2 хв. (36: № 9.7)

3)                 Шківи 1 і 2 з'єднані ременем (рис. 5, а). Радіуси шківів відрізняються у 2 рази. У якому напрямі обертається шків 2? У скільки разів відрізняються частоти обертання шківів, якщо ремінь не просковзує? Як зміняться відповіді, якщо замість ременя між шківами помістити один погумований (щоб не було просковзування) ролик (мал. 5, б)? Два ролики (рис. 5, в)? (36: № 9.8)

Додаткове:

1. Ф-9: § 18, 19, 20.

2. 36: № 9.16, 9.20.

УРОК 24/24. РОЗВ'ЯЗУВАННЯЗАДАЧ НАРУХПОКОЛУ

Метауроку: закріпитизасвоєнняучнямививченогоматеріалу; навчи­тизастосовуватисвоїзнаннядлярозв'язуваннявідповід­нихзадач.

Типуроку: урокзакріпленнязнань.

Задачі, розв'язувані на уроці

Глибокому засвоєнню теоретичного матеріалу про рух тіл по колу сприя­ють правильно організовані заняття з розв'язування задач. Орієнтовний набір якісних і розрахункових задач для цього уроку ґрунтується на си­стемному принципі актуалізації відповідних знань, умінь і навичок.

Якісні задачі

1.   У яких рисунках (рис. 1) є помилки? (36: № 9.22)

2.   Тіло рівномірно рухається по траєкторії, показаній на рис. 2. На яких ділянках траєкторії його прискорення є максимальним? Мінімальним? (36: № 9.23. Відповідь: модуль прискорення є максимальним на ділянці CD, прискорення дорівнює нулю на ділянці EF.)

3.   З якою швидкістю має летіти літак уздовж екватора, щоб пасажири спостерігали «вічний полудень» (тобто щоб сонце для них стояло весь час у зеніті)? Вважайте, що радіус Землі дорівнює 6400 км.

Розв'язання. Сонце рухається по небу зі сходу на захід. Цей рух Сонця, який ми спостерігаємо, зумовлений добовим обертанням Землі навколо своєї осі з заходу на схід. Один оберт Земля здійснює за 24 год. Щоб «компенсувати» цей рух Землі, літак має летіти зі сходу на захід із та­кою швидкістю, щоб один обліт Землі здійснити саме за добу. Якщо

літак летить уздовж екватора, його швидкість = 1670 (км/год). Така швидкість є можливою для сучасних літаків. Можна описати цю ситуацію так, що Земля у своєму добовому обертанні ніби «прокручуєть­ся» під літаком, над яким «зависло» Сонце.

4.    Обруч радіусом R котиться без просковзування зі швидкістю v гори­зонтальною дорогою. Якими є модулі й напрями швидкостей і при­скорень точок А, В, С і D відносно дороги (рис. 3)? Розв'язання. Обруч, який котиться, бере участь водночас у двох ру­хах: рухається поступально зі швидкістю v  і при цьому обертається відносно свого центра зі швидкістю  . Швидкості поступального та обертального рухів точок А, В, С і D показано на рис. 4. Оскільки обруч котиться без просковзування, точка обруча А, що дотикається в даний момент до дороги, має швидкість, яка дорівнює нулю. Звідси випливає, що швидкість поступального руху дорівнює за модулем швидкості обер­тального руху: .

Тому точка С рухається зі швидкістю, удвічі більшою від швидкості поступального руху і напрямленою також горизонтально. Швидкості ж точок В і D дорівнюють за модулем  і напрямлені під кутом 45° до го­ризонту: швидкість точки В — під кутом угору, а швидкість точки D — под кутом униз.

Оскільки поступальний рух відбувається зі сталою швидкістю v , тобто без прискорення, усі точки обруча мають однакове за модулем приско­рення , зумовлене тільки обертанням обруча і напрямлене до його центра.

Розрахункові задачі

1.  Під час полярного літа полярник вирішив здійснити обхід полюса пішки, ідучи «слідом за сонцем». По колу якого радіуса має йти полярник, якщо він іде зі швидкістю 4 км/год?

2.  Знайдіть зумовлені добовим обертанням Землі швидкість  і прискорення точок земної поверхні, що лежать на 60-й паралелі.

Розв'язання. Точка земної поверхні описує відносно центра Землі коло радіусом , де  (рис. 5). Період обертання  = 24 год. Швидкість руху , доцентрове прискорення . Відповідь: 230 м/с; 1,7 см/с2.

3.   На важкий блок намотано мотузку, до якої підвішено тягар. Тягар починає опускатися зі сталим прискоренням а, = 0,3 м/с2. Визначте модуль  прискорення точок обода блока через = 1 с після початку руху. Діаметр блока = 45 см. (36: № 9.19)

Розв'язання. Точки обода блока рухаються зі швидкістю і тангенціальним прискоренням , що дорівнює . Повне прискорення точки обода можна подати у вигляді суми тангенціального прискорен­ня і нормального: . Отже (рис. 6),

.

4.  На швидкості 900 км/год льотчик вводить літак у вертикальну петлю. Яким має бути радіус петлі, щоб доцентрове прискорення не перевищило ?(Відповідь: 1250 м.)

5.  Період обертання корабля-супутника навколо Землі дорівнював 90 хв. Середня висота його над Землею 320 км, а радіус Землі 6400 км. З якою швидкістю і з яким прискоренням рухався корабель? (Відповідь: 7,8 км/с; 9,1 м/с2.)

Домашнє завдання

Основне:

1. К: § 17.

2. Г: § 9 (9.3).

3. 1)   Космонавтів тренують на перевантаження в спеціальних центрифугах. З якою частотою має обертатися центрифуга, щоб космонавт, який перебуває на відстані 3 м від осі обертання, рухався з прискоренням ?(36: № 9.14)

2) Кулька на нитці описує коло в горизонтальній площині, роблячи один оберт за час . Нитка довжиною утворює з верти­каллю постійний кут . Якими є швидкість і прискорення кульки? (36: № 9.15)

4. Д: підготуватися до самостійної роботи № 13. Додаткове:

1. Ф-9: § 19, 20.

2. 36: № 9.18, 9.19.

Самостійна робота № 13 «Криволінійний рух»

Початковий рівень

1.  По якій лінії полетить камінь, що обертається на нитці, якщо нитка раптово обірветься?

2.  Автомобіль рухається по криволінійній траєкторії зі сталою за модулем швидкістю. Чи можна стверджувати, що його прискорення в цьому випадку дорівнює нулю?

Середній рівень

1.  Автомобіль рухається по закругленню дороги радіусом 120 м зі швидкістю 36 км/год. Чому дорівнює доцентрове прискорення автомобіля? (Відповідь: 0,83 м/с2.)

2.  Ковзаняр рухається зі швидкістю 12 м/с по колу радіусом 50 м. Яким є доцентрове прискорення під час руху ковзаняра? (Відповідь: 2,88 м/с2.)

Достатній рівень

Скачать файл