Педагогика \ Методика преподавания физики в средней школе

Застосування законів динаміки: Плани-конспекти урокiв з фізики, страница 9

2.     Поворот транспорту на похилій дорозі. Якщо нахилити полотно дороги в бік повороту, сила нормальної реакції, що діє з боку дороги на автомобіль, буде напрямлена під кутом до вертикалі. Можна дібрати кут нахилу так, щоб горизонтальна складова сили нормальної реакції забезпечувала поворот без участі сили тертя, — тоді автомобіль зможе пройти поворот навіть у разі ожеледі. Із цієї причини похила поверхня дороги широко використовується на перегонових і велосипедних треках. На сучасних автомагістралях полотно шосе також нахилене в бік повороту. Нахиляють у бік повороту і залізничне полотно: зовнішню рейку кладуть трохи вище від внутрішньої. При цьому вдається уникнути бічного навантаження на рейки з боку вагонних коліс, що призводить до швидкого зношення рейок.

Задача. На який кут  треба нахилити шосе на повороті радіуса , щоб автомобіль, який рухається зі швидкістю , міг здійснити по­ворот під час ожеледі, коли тертя є нехтовно малим?

Розв'язання. У даному разі на автомобіль під час повороту діють дві си­ли: сила тяжіння  , напрямлена вертикально вниз, і сила нормальної реакції , напрямлена під кутом  до вертикалі (див. рисунок).

Згідно з другим законом Ньютона, . Крім того . Запишемо рівняння другого закона Ньютона в проекціях на осі коор­динат. Тоді , . Ми дістанемо систему двох рівнянь:

    ,

   

Розв'язуючи цю систему рівнянь, одержуємо для тангенса шуканого кута: . Знаючи значення , можна знайти значення а , користуючись калькулятором або таблицями.

3.     Ковзаняр на повороті.

1. Ковзаняр рухається зі швидкістю 12 м/с по колу радіусом 50 м. Під яким кутом до горизонту він повинен нахилитися, щоб зберег­ти рівновагу?

2.    Півсферична чаша радіусом 20 см обертається навколо вертикальної осі з частотою 2 с–1. У чаші знаходиться маленька кулька, що обертається разом із нею. Визначте кут між радіусом, проведеним у точку розташування кульки, і вертикаллю.

Домашнє завдання

! Основне:

1. К: § 28 (с. 104—105).

2. Ґ: § 15 (15.2).

3. 1)  Вагон трамвая масою 20 т проходить закруглення радіусом 30 м зі швидкістю 18 км/год. Знайдіть горизонтальну і вер­тикальну складові сили, з якою вагон діє на рейки. Тертям можна знехтувати. (36: № 18.4)

2)  На яку швидкість поїзда розраховане закруглення залізничної колії радіусом 500 м, якщо зовнішня рейка покладена на 7 см вище від внутрішньої? Ширина колії 1524 мм. (36: № 18.7)

3)  Під яким кутом до горизонту слід нахилити дорожнє полотно на повороті радіусом 60 м, щоб автомобіль міг навіть на мокрій чи обмерзлій дорозі пройти цей поворот на швидкості 90 км/год? (36: № 18.8)

Додаткове:

1. Ф-9: § 39, 40.

2. 36: № 18,10.

УРОК 11/40. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

«ВИВЧЕННЯ РУХУ ТІЛА ПО КОЛУ ПІД ДІЄЮ СИЛ ПРУЖНОСТІ Й ТЯЖІННЯ»

Метауроку:навчитиучніввимірюватиперіодрухуконічногомаятника іпорівнюватийогозрозрахунковим.

Типуроку: урокконтролюйоцінюваннязнань.

Обладнання: штативізмуфтоютакільцем (абостержнем), міцнанитка довжиною 40—50 см, аркушпаперузнакресленимколом радіусом 15 см іпозначенимцентромкола, тягарецьізна­бору, лінійказміліметровимиподілкамиабомірнастрічка, годинникізсекундноюстрілкою.

Рекомендації щодо проведення лабораторної роботи

Для організації лабораторної роботи можна скористатися рекомендаціями до уроку № 15/15 (с. 72). Лабораторну роботу описано в підручнику (Г: с. 212).

Хід роботи

Рівень «А»

1.     Зберіть установку, показану на рис. 1.

2.  Прикріпіть тягарець на нитці довжиною близько 25 см до кільця (або стержня).

3.  Розкрутіть маятник, узявшись за верхній кінець нитки, так, щоб тягарець рухався по колу з тим самим радіусом, що й накреслене на папері. Щоб переконатися, що траєкторія тягарця повторює накреслене на папері коло, дивіться на маятник згори.

4.  Виміряйте час , протягом якого маятник здійснює обертів, і обчисліть період . Зручно обрати N = 40.

5.  Розрахункове значення періоду обертання маятника  , де — довжина нитки,  — кут відхилення нитки від вертикалі. При цьому . Тоді розрахункова формула має вигляд . Підставивши в цю формулу виміряні значення  і , знайдіть .

Рівень «В»

Похибка у вимірюванні є досить незначною (, де — похибка вимірювання часу, що дорівнює 0,5 с), тому в ході порівняння виміряного значення періода з розрахунковим цією похиб­кою можна знехтувати.

Знайдіть межі  і , у яких міститься справжнє значення , вважаючи, що , . Тут — похибка вимірювання довжини нитки (можна вважати, що = 0,5 см).

Знайдіть межі і , у яких міститься справжнє значення , вважаючи, що , . Тут — похибка вимірювання радіуса обертання тягаря, можна вважати, що вона дорівнює 1 см.

Користуючись методом оцінювання похибки непрямих вимірювань, знайдіть і .

,

Перевірте, чи виконується співвідношення , і зробіть відповідний висновок.

Домашнє завдання

Основне:

1. Д: Удома виконати самостійну роботу № 24 (номер варіанта дає вчитель).

2. Підготуватися до тематичного оцінювання знань.

Самостійна робота № 24

«Рух тіл по колу»

Початковий рівень

1. Літак описує коло у вертикальній площині. Відзначте всі правильні твердження.

А. Вага льотчика в нижній точці кола є більшою від сили тяжіння.

Б. У нижній частині траєкторії льотчик зазнає перевантаження.

В. У верхній точці траєкторії прискорення літака дорівнює нулю.

2.. Хлопчик масою 50 кг гойдається на гойдалці. Відзначте всі правильні твердження.

А. Вага хлопчика в нижній точці траєкторії перевищує 500 Н.

Б. Прискорення хлопчика в нижній точці траєкторії дорівнює нулю.

В. Швидкість хлопчика в будь-якій точці траєкторії напрямлена по дотичній.

                                          Середній рівень

1. Маса автомобіля з вантажем 3 т, а швидкість його руху — 20 м/с. Чому дорівнюватиме сила тиску автомобіля на поверхню у верхній точ­ці вигнутого моста, радіус кривизни якого 50 м? (Відповідь: 6 кН.)

2. Коефіцієнт тертя ковзання між шинами автомобіля й асфальтом 0,4. Визначте мінімальний радіус закруглення на повороті, якщо авто­мобіль проходить його зі швидкістю 28 м/с. (Відповідь: 196 м.)

Скачать файл