Движение тела брошенного под углом к горизонту

Повторение, решение задач

Движение тела под действием силы тяжести.

Задача. Решить основную задачу механики для тела брошенного с начальной скоростью v 0 под углом к горизонту α

Дано:

v 0

Расставим векторы скорости и ускорения

Решение задачи.

Так как тело движется с ускорением свободного падения, то искать решение будем исходя из уравнения равноускоренного движения.

Почему для описания движения тела брошенного под углом к горизонту нужно два уравнения?

Решение задачи.

Надем проекции начальной скорости и ускорения на координатные оси.

x 0 =0, y 0 =0

Решение задачи.

Подставим полученные значения в уравнения движения тела брошенного под углом к горизонту

x 0 =0, y 0 =0

Время подъёма t под (до точки А).

1. V y =V 0 * sin α - g t

2.В точке А проекция скорости V у на ось ОУ равна нулю при t=t под: V у=0 =

3. 0 =V о *sin α -gt под =

4 . gt под =V о *sin α =

5 . t под =V о *sin α / g

Время полета t пол(О-А-В).

Очевидно, что время падения (А-В), равно времени подъёма(О-А),

значит время всего полёта t пол =2 t под =

Рассчитаем максимальную дальность полёта Lmax , тело окажется в точке В

1. Уравнение координаты х имеет вид

2. В точке В при t=t пол координата

3. Формула времени полёта известна

5.Преобразуем формулу (4):

Рассчитаем максимальную высоту подъёма Н max

1. Уравнение координаты у имеет вид

2. В точке А при t=t под координата

у=Н max т.е:

3. Формула времени подъёма известна

4. Подставим формулу (3) в формулу (2)

5.Преобразуем формулу (4):

• рисунок.

• при абсолютно упругом ударе мяча о стенку модуль его скорости не изменяется, а угол падения равен углу отражения. реальная траектория мяча является зеркальным отражением той траектории, по которой мяч летел бы в отсутствии стенки. тогда из рисунка видно, что дальность полета мяча

Спасибо за урок!

Домашнее задание

§ 16, Упр.4 (2, 3),

• (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский Физика).

Спасибо за работу!

• http://davay5.com/z.php?book=myakishev-buhovcev_10_klass
• http://davay5.com/z.php?book=kasyanov_10_klass
• http://davay5.com/z.php?book=rymkevich_10_klass

Данный видеоурок предназначается для самостоятельного изучения темы «Движение тела, брошенного вертикально вверх». В ходе этого занятия учащиеся получат представление о движении тела, находящегося в свободном падении. Учитель расскажет о движении тела, брошенного вертикально вверх.

На предыдущем уроке мы рассмотрели вопрос движения тела, которое находилось в свободном падении. Напомним, что свободным падением (рис. 1) мы называем такое движение, которое происходит под действием силы тяжести. Направлена сила тяжести вертикально вниз по радиусу к центру Земли, ускорение свободного падения при этом равно .

Рис. 1. Свободное падение

Чем же будет отличаться движение тела, брошенного вертикально вверх? Отличаться будет тем, что начальная скорость будет направлена вертикально вверх, т. е. тоже можно считать по радиусу, но не к центру Земли, а, наоборот, от центра Земли вверх (рис. 2). А вот ускорение свободного падения, как вы знаете, направлено вертикально вниз. Значит, можно сказать следующее: движение тела по вертикали вверх в первой части пути будет движением замедленным, причем это замедленное движение будет происходить тоже с ускорением свободного падения и тоже под действием силы тяжести.

Рис. 2 Движение тела, брошенного вертикально вверх

Давайте обратимся к рисунку и посмотрим, как направлены вектора и как это сочетается с системой отсчета.

Рис. 3. Движение тела, брошенного вертикально вверх

В данном случае система отсчета связана с землей. Ось Oy направлена вертикально вверх, так же как и вектор начальной скорости. На тело действует сила тяжести, направленная вниз, которая сообщает телу ускорение свободного падения, которое тоже будет направлено вниз.

Можно отметить следующую вещь: тело будет двигаться замедлено , поднимется до некоторой высоты , а потом начнет ускоренно падать вниз.

Максимальную высоту мы обозначили , при этом .

Движение тела, брошенного вертикально вверх, происходит вблизи поверхности Земли, когда ускорение свободного падения можно считать постоянным (рис. 4).

Рис. 4. Вблизи поверхности Земли

Обратимся к уравнениям, которые дают возможность определить скорость, мгновенную скорость и пройденное расстояние при рассматриваемом движении. Первое уравнение - это уравнение скорости: . Второе уравнение - уравнение движения при равноускоренном движении: .

Рис. 5. Ось Oy направлена вверх

Рассмотрим первую систему отсчета - систему отсчета, связанную с Землей, ось Oy направлена вертикально вверх (рис. 5). Начальная скорость тоже направлена вертикально вверх. На предыдущем уроке мы уже говорили, что ускорение свободного падения направлено вниз по радиусу к центру Земли. Итак, если теперь уравнение скорости привести к данной системе отсчета, то мы получим следующее: .

Это проекция скорости в определенный момент времени. Уравнение движения в этом случае имеет вид: .

Рис. 6. Ось Oy направлена вниз

Рассмотрим другую систему отсчета, когда ось Oy направлена вертикально вниз (рис. 6). Что от этого изменится?

. Проекция начальной скорости будет со знаком минус, так как ее вектор направлен вверх, а ось выбранной системы отсчета направлена вниз. В этом случае ускорение свободного падения будет со знаком плюс, потому что направлено вниз. Уравнение движения: .

Еще одно очень важное понятие, которое нужно рассмотреть, – понятие невесомости.

Определение. Невесомость – состояние, при котором тело движется только под действием силы тяжести.

Определение . Вес – сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к Земле.

Рис. 7 Иллюстрация к определению веса

Если тело вблизи Земли или на небольшом расстоянии от поверхности Земли будет двигаться только под действием силы тяжести, то оно не подействует на опору или подвес. Такое состояние и называется невесомостью. Очень часто невесомость путают с понятием отсутствия силы тяжести. В данном случае необходимо помнить, что вес – это действие на опору, а невесомость – это когда на опору действие не оказывают. Сила тяжести – это сила, которая всегда действует вблизи поверхности Земли. Эта сила – результат гравитационного взаимодействия с Землей.

Обратим внимание на еще один важный момент, связанный со свободным падением тел и движением вертикально вверх. Когда тело движется вверх и движется с ускорением (рис. 8), возникает действие, приводящее к тому, что сила , с которой тело действует на опору, превосходит силу тяжести . Если такое происходит, это состояние тела называется перегрузкой, или говорят, что само тело испытывает перегрузку.

Рис. 8. Перегрузка

Заключение

Состояние невесомости, состояние перегрузки - это экстремальные случаи. В основном, когда тело движется по горизонтальной поверхности, вес тела и сила тяжести чаще всего остаются равными друг другу.

Список литературы

1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учеб. для 9 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1992. - 191 с.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - М.: Государственное издательство технико-
3. теоретической литературы, 2005. - Т. 1. Механика. - С. 372.
4. Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Физика: Справочник с примерами решения задач. - 2-е издание, передел. - X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. - 464 с.

1. Интернет-портал «eduspb.com» ()
2. Интернет-портал «physbook.ru» ()
3. Интернет-портал «phscs.ru» ()

Домашнее задание

«Вращение твёрдого тела» - Гироскоп. Плоское движение. Условие равновесие твёрдого тела. Вращение твердого тела. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Вращательное движение твёрдого тела. Скатывание с наклонной плоскости. Вращение твёрдого тела. Свойства момента инерции. Моменты инерции различных тел. Кинетическая энергия вращающегося твёрдого тела.

«Динамика Ньютона» - Инерция. Силы упругости. Третий закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Сложение сил. Основные понятия и законы динамики. Третий закон. Масса. Первый закон Ньютона. Сила упругости направлена противоположно силе тяжести. Принцип суперпозиции. Второй закон Ньютона.

«Задачи по динамике» - С каким ускорением будут двигаться грузы. Определите ускорения грузов. Движение тел в горизонтальном направлении. Силы трения. План решения задач по динамике. Вспомним, какие силы нам известны. Шары массами m1 ,m2 ,m3 подвешены к потолку. Движение по вертикали. Два тела массами 50 г и 100 г связаны нитью.

«Динамика точки» - Динамика Галилея. Исаак Ньютон. Закон о пропорциональности скорости движения. Движение по инерции. Законы Ньютона. Динамика Ньютона. Первый закон Ньютона. Динамика материальной точки. Биография. Динамика до Ньютона. Учение Аристотеля. Эра полной зрелости человеческого ума. Особенности законов Ньютона.

«Динамика материальной точки» - Вес тела. Тело действует на подвес. Изменение импульса тела. Трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой. Основное уравнение динамики. Силы в механике. Основное уравнение динамики поступательного движения. Уравнение Ньютона. Потенциальная энергия упругой пружины. Выражения в скобках.

«Бросание мяча» - Условие попадания мяча в площадку. Бросание мяча в площадку. Анализ результатов. Определить начальные параметры. Компьютерный эксперимент. Разработка модели. Попадет ли мяч. Тело брошено с некоторой высоты с начальной скоростью. Формальная (математическая) модель. Диапазон значений углов.

Всего в теме 10 презентаций

Класс: 9

Презентация к уроку

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Несутся искусство, любовь и история – по параболической траектории!

А. Вознесенский

Методическая разработка урока физики с использованием ключевой учебной ситуации (КлУС)
На уроке учащиеся изучают КлУС – движение по параболе, повторяя темы «Кинематика равномерного и равноускоренного движения».
Существуют разные подходы к рассмотрению этого вопроса. На предлагаемом уроке через компьютерное моделирование учащиеся убеждаются в том, что формой траектории брошенного под углом к горизонту тела является парабола. На качественном уровне они осмысливают зависимость дальностиl и высоты h полета тела от угла его вылета. Опираясь на полученные ранее знания, эвристическим путём, при дозированной помощи учителя девятиклассники получают формулы для расчета основных параметров движения по параболе (дальность, время полёта, высоту подъёма). Учитель подводит учащихся к пониманию взаимосвязи и единства физических формул, рассматривая движение по горизонтали и вертикали как частные случаи движения тела, брошенного под углом к горизонту. Решая задачи с минимальными математическими расчетами, учащиеся закрепляют ключевые моменты темы.

Тип урока: урок изучения нового материала

Цели и задачи урока

Обучающие (предметные результаты):

– знать понятие, особенности, траекторию баллистического движения;
– уметь описывать наблюдения и опыты; иллюстрировать роль физики в создании технических объектов.

Развивающие (метапредметные результаты):

– способствовать развитию речи; интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний и умений по физике с использованием современных информационных технологий;
– формировать умение воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной и символьной формах;
– освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими методами решения проблем;
– развитие у учащихся коммуникативных способностей.

Воспитывающие (личностные результаты):

– способствовать формированию познавательного интереса к предмету; мировоззрения учащихся.

Методы обучения:

– самостоятельная работа и работа под руководством учителя;
– компьютерное моделирование;
– исследование;
– анализ.

Развитие положительной мотивации учения

К изучению данной темы учащихся могут побудить: интерес к примерам баллистического движения; задачи, в которых отражен учебный материал, важный для будущей жизни; желание добывать знания в процессе самостоятельной деятельности.

Требования к усвоению содержания учебного материала

1 уровень усвоения

Учащиеся должны знать:

– качественную зависимость дальности l и высоты h полета тела от угла его вылета;
– форму баллистической траектории (в отсутствие сопротивления воздуха);
– баллистическое движение, есть результат сложения двух прямолинейных д вижений: равномерного по горизонтальной оси и равнопеременного по вертикальной оси;
– вертикальная компонента скорости в верхней точке траектории равна нулю;
– время подъема до верхней точки траектории равно времени падения;
– уметь приводить примеры баллистического движения.

2 уровень усвоения

Учащиеся должны знать:

– формулы для расчета основных параметров этого движения (дальность, время полёта, высоту подъёма);
– уметь решать задачи с использованием названных формул.

Техническое оснащение: компьютерный класс; мультимедийный проектор, экран.

Программное обеспечение: учебное электронное издание «Открытая физика. Версия 2.6.»

Часть 1 – раздел механика. Лабораторная работа «Движение тела, брошенного под углом к горизонту».

Оборудование: струя воды из шланга, кювета для жидкости.

План урока

1. Орг. момент
2. Изучение нового материала
2.1 Компьютерное моделирование
2.2 Фронтальный эксперимент
2.3 Теоретические обоснования
2.3.1 Актуализация прежних знаний
2.3.2 Получение расчётных формул
3. Закрепление и обобщение материала
3.1 Первичная проверка усвоения знаний. Фронтальный опрос
3.2 Выводы
3.3 Частные случаи движения тела, брошенного под углом к горизонту
4. Применение полученных знаний. Решение задач
5. Домашнее задание
6. Рефлексия. Подведение итогов урока

Ход урока-презентации

1. Оргмомент

Слайд 2. Постановка учебной проблемы
Слайд 3. Вклад учёных
Слайд 4. Видеофрагмент "Катюша"
Слайд 5. Значимость изучаемого материала

2. Изучение нового материала

Слайд 6. Формулировка темы урока. Определение рассматриваемых вопросов.

2.1 Компьютерное моделирование

Слайд 7. Задания группам. Проведение эксперимента
Слайд 8. Вывод

2.2 Фронтальный эксперимент.

Слайд 9. Сравнениеидеальной (параболы) и реальной кривых

2.3 Теоретические обоснования

2.3.1 Актуализация прежних знаний

Слайд 10. Воспроизведение рассматриваемых на уроке вопросов
Слайд 11. Изученные ранее формулы
Слайд 12. Разложение вектора скорости на составляющие

2.3.2 Получение расчётных формул

Слайд 13. Вывод формулы для расчёта дальности полёта
Слайд 14. Вывод формулы для расчёта времени подъёма
Слайд 15. Вывод формулы для расчёта времени полета и максимальной дальности полета
Слайд 17. Вывод формулы для расчёта высоты подъёма

3. Закрепление и обобщение материала

Слайд 18. Первичная проверка усвоения знаний. Фронтальный опрос
Слайды 19-20 . Выводы
Слайд 21. Частные случаи движения тела, брошенного под углом к горизонту

4. Применение полученных знаний. Решение задач

Задача 1-3.
Задача 4. Слайд 22
Задача 5. Слайд 23

5. Домашнее задание. Слайд 24

6. Рефлексия. Подведение итогов

Приложение 1 . Конспект урока-презентации «Движение тела, брошенного под углом к горизонту (баллистическое движение)».