Разработка урока по физике для 9 класса по теме "Криволинейное и прямолинейное движение"

Тема: Прямолинейное и криволинейное движение. Движение по

окружности с постоянной по модулю скоростью.

Цели урока: 1. Дать школьникам представление о криволинейном

движении, периоде, частоте; представление о направлении и

значении скорости и ускорения при движении по

окружности.

2. Продолжить формирование умения применять

теоретические знания для решения практических задач;

способствовать развитию умения сравнивать,

анализировать.

3. Прививать ученикам интерес к науке, к предмету физики.

Оборудование: Для учителя – слайды «Криволинейное и прямолинейное

движение», «Движение по окружности», штатив с шариком

на нити, штатив с закрепленным желобом, магнит,

кроссворд.

Для учащихся – штатив с закрепленным на нити шариком,

часы с секундной стрелкой, листы с тестовыми заданиями,

карточки.

Оформление доски: на доске записана тема урока, зарисована сетка кроссворда, записаны задачи для самостоятельного решения, учеником приготовлен рисунок для ответа, записано домашнее задание.

План урока.

1 .Организационный момент.

УЧИТЕЛЬ: Здравствуйте! Я рада приветствовать вас на уроке физики.

Великий французский физик Паскаль говорил: «… наши знания никогда не могут иметь конца именно потому, что предмет познания бесконечен».

Сегодня на уроке мы попытаемся чуть-чуть продвинуться в нашем познании окружающего мира.

Давайте вспомним, что мы уже изучили в 9 классе.

УЧЕНИК: Мы изучали прямолинейное равномерное и прямолинейное равноускоренное движение.

УЧИТЕЛЬ: А только ли прямолинейное движение встречается в окружающем нас мире?

УЧЕНИК: Нет. Прямолинейное движение встречается редко. Чаще тела движутся не по прямой, а по кривой линии.

УЧИТЕЛЬ: Значит, какая перед нами стоит задача, что мы сегодня должны сделать на уроке?

УЧЕНИК: Мы изучим криволинейное движение.

УЧИТЕЛЬ: А что значит «изучить движение»?

УЧЕНИК: Изучить движение – это значит ввести какие-то его характеристики.

УЧИТЕЛЬ: Правильно! То есть сегодня на уроке мы с вами рассмотрим особенности криволинейного движения, введем новые характеристики движения и, как пример криволинейного движения, рассмотрим движение по окружности.

2. . Актуализация полученных знаний.

УЧИТЕЛЬ: Но прежде, чем перейти к новой теме, вспомним, что мы знаем о движении, об основных физических величинах, понятиях. Проведем физическую разминку и разгадаем кроссворд (Сетка кроссворда нарисована на листе ватмана. Ученик вписывает в сетку кроссворда правильный ответ, учащимся задаются дополнительные вопросы. Вид работы – общеклассная, индивидуальная).

3. Физическая величина, единицами измерения которой служат век, год.

(время)

3а. Назовите единицу времени в СИ.

3б. С помощью каких приборов измеряют время?

4. Физическая величина, показывающая быстроту измерения скорости.

(ускорение)

4а. Что называется ускорением?

4б. В каких единицах измеряется ускорение?

5. Длина траектории.

(путь)

5а. Представьте, что вы пробежали по стадиону один круг. Что больше – путь или перемещение?

5б. В каком случае путь равен перемещению?

6. Физическая векторная величина, характеризующая быстроту движения.

(скорость)

6а. Какие единицы скорости вы знаете?

6б. Какой прибор измеряет скорость?

7. Одна из основных единиц измерения в физике.

(метр)

7а. назовите основные единицы СИ.

7б. Какие физические величины им соответствуют?

8. Изменение положения тела в пространстве с течением времени.

(движение)

8а. Назовите виды движения в зависимости от ускорения.

8б. Какое движение называется равномерным? Равноускоренным?

Пока класс работает с кроссвордом, 5 учащихся (сильных) выполняют задание на месте по карточкам.

3. Объяснение нового материала.

УЧИТЕЛЬ: Мы разгадали кроссворд. По вертикали в нем выделено слово, которое будет ключевым в изучении новой темы «Криволинейное движение». Что это за слово?

УЧЕНИК: Траектория.

УЧИТЕЛЬ: Вспомним, что такое траектория?

УЧЕНИК: Траектория – это линия, вдоль которой движется тело.

УЧИТЕЛЬ: Различаются ли движения по виду траектории? Рассмотрим примеры движения.

Демонстрация: 1) падения пластилинового шарика вертикально вниз; 2) скатывания шарика по желобу; 3) вращения шарика на нити; 4) скатывания шарика по желобу рядом с магнитом.

УЧИТЕЛЬ: Как можно классифицировать наблюдаемые движения?

УЧЕНИК: падение и скатывание шарика – это прямолинейное движение, а вращение и скатывание рядом с магнитом – это криволинейное движение.

УЧИТЕЛЬ: Вспомните определение прямолинейного движения и по аналогии попытайтесь дать определение движения криволинейного. Запишите его в тетрадь (Записывают самостоятельно, потом зачитывают).

УЧЕНИК: Криволинейное движение – это движение, траектория которого кривая линия.

УЧИТЕЛЬ: Приведите примеры прямолинейного и криволинейного движения.

УЧАЩИЕСЯ: (предполагаемые ответы) прямолинейное: падение карандаша с парты, движение трамвая без поворота; криволинейное: движение планет, поворот автомобиля

УЧИТЕЛЬ: А теперь введем характеристики криволинейного движения, подумав какими величинами его описать. Рассмотрите две траектории криволинейного движения. Подумайте, как описать первый вид движения?

УЧЕНИК: В первом случае траекторию можно разбить на прямолинейные участки, как описывать прямолинейное движение мы знаем.

УЧИТЕЛЬ: Правильно! А во втором случае какие будут предложения? Как описать второй вид движения?

УЧЕНИК: Траекторию можно разбить на дуги окружностей.

УЧИТЕЛЬ: В тетради при помощи циркулей сделайте это (учащиеся самостоятельно выполняют построение). То есть криволинейное движение можно представить как движение по окружности. Рассмотрим движение тела по окружности. Это самый простой и самый распространенный вид криволинейного движения.

Демонстрация слайда движения по окружности.

УЧИТЕЛЬ: Приведите еще примеры движения тел по окружности.

УЧЕНИК: Движение планет, стрелки часов.

УЧИТЕЛЬ: Молодцы! Чтобы охарактеризовать движение, нужно ввести какие-то величины. Подумайте в чем особенность движения по окружности?

УЧЕНИК: Это движение повторяется.

УЧИТЕЛЬ : Запишем характеристики движения по окружности.

Первая характеристика:

Период Т- время одного полного оборота.

УЧИТЕЛЬ: В чем измеряется?

УЧЕНИК: Так как это время, то измеряется в секундах.

УЧИТЕЛЬ: Если за время t тело совершает N оборотов, как найти период?

УЧЕНИК: Нужно общее время разделить на число оборотов.

УЧИТЕЛЬ: Правильно! Запишем формулу:

T =

УЧИТЕЛЬ: А теперь заслушаем сообщение о периоде (сообщение приготовлено учеником заранее).

Сообщение 1. Период – это величина, которая достаточно часто встречается в природе, науке и технике. Так, мы знаем, что Земля вращается вокруг своей оси и средний период этого вращения равен 24 ч; полный оборот Земли вокруг Солнца происходит примерно за 365,26 сут.; рабочие колеса гидротурбин делают один полный оборот за 1 с, а винт среднего или легкого вертолета имеет период вращения от 0, 15 до 0,3с; период же кровообращения у человека равен примерно 21- 22 с.

УЧИТЕЛЬ: приведите еще примеры периодов вращения известных вам тел (запишите в тетради 1-2 примера самостоятельно).

Итак, период вращения Земли и Луны, чему они равны?

УЧЕНИК: Период вращения

Земли 365 с, а Луны 30 с.

УЧИТЕЛЬ: Кто быстрее вращается?

УЧЕНИК: Быстрее вращается Луна.

УЧИТЕЛЬ: Значит какая вторая характеристика движения?

УЧЕНИК: Быстрота вращения.

УЧИТЕЛЬ: Правильно! Или частота. Частота () – число оборотов за единицу времени.

Единица измерения:  = с^-1.

Если за время t тело совершает N оборотов, то частота вращения  = .

Посмотрите внимательно на формулы для периода и частоты, которые мы записали, какой вывод можно сделать о соотношении величин периода и частоты?

УЧЕНИК: Период и частота – взаимно обратные величины, период обратно пропорционален частоте, а частота обратно пропорциональна периоду.

УЧИТЕЛЬ: Запишите самостоятельно эту зависимость себе в тетрадь.

Что за величина частота, чем она интересна? Заслушаем сообщение (заранее приготовлено учеником).

Сообщение 2. Для измерения частоты существуют специальные приборы – так называемые круги для измерения частоты, действие которых основано на оптической иллюзии. На каждом таком круге нанесены черные полоски и указано значение частоты. При вращении черные полоски образуют круг определенной толщины при соответствующей ему частоте. Для измерения частоты используются и тахометры. Вот некоторые сведения о частоте вращения технических устройств: коленчатые валы двигателей тракторов имеют частоту вращения от 60 до 100 1/с, ротор газовый турбины вращается с частотой от 200 до 300 1/с ; пуля, вылетающая из автомата Калашникова, вращается с частотой 3000 1/с.

УЧИТЕЛЬ: Чем мы еще характеризуем любое движение?

УЧЕНИК: Любое движение характеризуется скоростью.

УЧИТЕЛЬ: Подумаем, как направлена скорость при движении по окружности? Вспомним: буксует автомобиль, куда вылетает грязь из-под колес? Представили?

А теперь откройте учебник стр. 69 рисунок 38 ( самостоятельная работа с учебником). Какой можно сделать вывод из этих примеров?

УЧЕНИК: Скорость при движении по окружности направлена по касательной.

УЧЕТЕЛЬ: Запишите это в тетради и зарисуйте направление скорости при движении по окружности

Теперь посмотрите на рисунок. Что можно сказать о направлении скорости? Изменяется ли оно?

УЧЕНИК: Да направление скорости изменяется.

УЧИТЕЛЬ: Можно ли сказать, что скорость изменяется ?

УЧЕНИК: Да. Скорость изменяется.

УЧИТЕЛЬ: А почему мы это утверждаем? Вспомните какая величина скорость? Векторная или скалярная?

УЧЕНИК: Скорость- величина векторная, т. е. для нее важно как значение, так и направление. И если изменяется направление, значит изменяется сама скорость.

УЧИТЕЛЬ: А значит движение по окружности - это какое движение: равномерное или равноускоренное?

УЧЕНИК: Это движение с ускорением.

УЧИТЕЛЬ: Этот вывод запишите себе в тетради (самостоятельно).

Значит, какая четвертая характеристика криволинейного движения?

УЧЕНИК: Это ускорение.

УЧИТЕЛЬ: Выясним, чему равно и куда направлено ускорение при движении по окружности.

(Далее новую тему объясняет ученик. Задание ему было дано заранее).

Определим, как направлено ускорение тела, если оно движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Для этого обратимся к рисунку. На нем изображено тело (материальная точка), движущееся по окружности радиуса r. За очень малый промежуток времени t это тело переходит из точки А в точку В, которая расположена очень близко к точке А. В этом случае разницей в длине дуги АВ и хорды можно пренебречь и считать, что тело движется по хорде. Но направления скоростей v₀ и v, которые имело тело соответственно в точках А и В, все-таки различны. Ускорение движения тела определяется по формуле:

.

Вектор ускорения сонаправлен с вектором, равным геометрической разности скоростей (v – v₀). Чтобы найти этот вектор, перенесем вектор параллельно самому себе в точку А и соединим концы векторов скоростей отрезком прямой, направленным от к . Это и будет вектор (v – v₀). Мы видим, что он направлен внутрь окружности.

При стремлении к нулю промежутка времени t отрезок АВ стягивается в точку. Вектор ускорения при этом направлен к центру окружности. Поэтому ускорение, с которым тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, называется центростремительным. Центростремительное ускорение в любой точке направлено по радиусу окружности к ее центру.

УЧИТЕЛЬ: Запишите себе в тетрадь куда направлено ускорение при движении по окружности. Хорошо.

Рассматривая подобие треугольников, получим

Вывод этой формулы нам подготовят к следующему уроку следующие ученики . . . (задание дается учащимся с высоким уровнем знаний).

4. Закрепление.

УЧИТЕЛЬ: Итак, что же мы сегодня узнали о криволинейном движении? Вспомните, просмотрите свои записи.

А теперь проверим хорошо ли вы усвоили сегодняшнюю тему. Вам необходимо решить экспериментальную задачу. Работаем в группах по 4 человека (на столах у учащихся штатив с шариком на нити).

ЗАДАНИЕ 1: Определите период обращения шарика.

ЗАДАНИЕ 2 (для учащихся с высоким уровнем знаний). Исследуйте от чего зависит период вращения?

Затем обсуждаем результаты, выясняем, что период вращения зависит от скорости вращения и радиуса.

УЧИТЕЛЬ: А теперь чуть-чуть отвлечемся и совместим физику и лирику.

( На экране - 2 задачи. Решают самостоятельно, затем взаимопроверка).

1 – вариант.

Задача 1. А.С. Пушкин «Руслан и Людмила»

У лукоморья дуб зеленый,

Златая цепь на дубе том;

И днем и ночью кот ученый

Все ходит по цепи кругом . . .

Как называется такое движение кота? Определите частоту его движения, если за 1 мин он делает 6 «кругов» (оборотов). Чему равен период?

ОТВЕТЫ:  = 0,1 с^-1, Т = 10 с.

2 – вариант.

Задача 2. А.М. Горький «Макар Чудра»

А они оба (Лойко Зобар и Рада. – А.С.) кружились во тьме ночи плавно и безмолвно, и никак не мог красавец Лойко поравняться с гордой Радой.

Определите период обращения героя, если его частота обращения равна 2 с^-1.

ОТВЕТ: Т = 0,5 с.

(краткое обсуждение задач).

УЧИТЕЛЬ: Настало время проверить, как вы усвоили новый материал. Итак, перед вами на столе тесты. Тесты разноуровневые: начальный, средний, достаточный уровни. На листочках пишите свою фамилию и начинайте работать. На выполнение теста 5 минут.

После выполнения теста открываются правильные ответы. Ребята оценивают себя (самоконтроль).

Критерии оценки:

Достаточный уровень: «5» - 5

«4» - 4

«3» - 3

Средний уровень: «4» - 4-5

«3» - 3

Начальный уровень: «3» - 4-5

(Учащиеся сдают листочки с оценками ).

5. Домашнее задание.

Записывают в дневник: § 18, 19 (ответ по обобщенному плану)

«5» - Упр 17(3) устно, упр 18(4) письменно.

«4» - Упр 17(2) устно, упр 18(1) письменно.

6. Подведение итогов урока.

УЧИТЕЛЬ: Итак, что же мы сегодня изучили, что узнали нового?

(Далее следуют ответы учеников).

Ввели понятие криволинейного движения.

Ввели его характеристики: период, частоту, скорость, ускорение.

Вспоминаем, что такое период, частота; куда направлена скорость при движении по окружности; куда направлено и чему равно ускорение.

УЧИТЕЛЬ: Молодцы! Ну а кого же можно поощрить оценкой?

Учащиеся оценивают работу одноклассников (взаимооценка).

Оценивается :

1. Работа с кроссвордом(отдельные ученики).

2. Ответы учащихся с мест во время объяснения.

3. Ответы учащихся, подготовивших сообщение.

4. Ответ ученика, объяснявшего новую тему.

Кроме того, все ученики получили оценки за выполнение теста и 5 учеников получат оценки за работу по карточкам.

УЧИТЕЛЬ: Спасибо за урок. До свидания.

ЗАДАЧИ НА КАРТОЧКАХ

1. Охарактеризуйте движение тела, график проекции скорости которого изображен на рисунке.

1. Уравнение движения тела s = 2t + t². Опишите это движение (укажите значения характеризующих его величин), постройте график s_x (t).

1. Зависимость от времени координаты точки, движущейся вдоль оси х, имеет вид: х = 2 - 10t + 3t². Опишите характер движения. Каковы начальная скорость и ускорение? Запишите уравнение для проекции скорости.

1. Со станции вышел товарный поезд, идущий со скоростью 36 км/ч. Через 0,5 ч в том же направлении отправился скорый поезд, скорость которого 72 км/ч. Через какое время после выхода товарного поезда его нагонит скорый поезд?

1. Уклон длиной 100 м лыжник прошел за 20 с, двигаясь с ускорением 0,3 м/с². Какова скорость лыжника в начале и конце уклона?

Ответы к тестам

Начальный уровень

В-1. В-2.

1. Б 1. Б

2. А 2. Б

3. Б 3. А

4. А 4. А

5. А 5. А

Средний уровень

В-1. В-2.

1. Б 1. Б

2. Б 2. Б

3. Б 3. А

4. А 4. А

5. А 5. Б

Достаточный уровень

В-1. В-2.

1. А 1. А

2. А 2. А

3. Б 3. Б

4. Б 4. Б

5. А 5. А

11