Швидкості руху в м/с

План

1. Особливості вивчення фізики у 8-му класі.

2. Формування поняття про механічний рух, види руху та відносність руху. Швидкість руху.

3. Вивчення обертального руху на першому ступені вивчення фізики.

4. Вивчення коливального руху на першому ступені вивчення фізики. Звукові коливання.

1. Навчальна програма 8-го класу включає матеріал, що викладений у 4-х розділах:

1) Механічний рух - (12 год)

2) Взаємодія тіл - (20 год)

3) Робота і енергія - (10 год)

4) Кількість теплоти. Теплові машини - (20 год)

У 1-му розділі розглядаються поступальний, обертальний, коливальний рух та звук. З методичної точки зору це добре, оскільки вивчаючи різні види рухів, можна й доцільно порівнювати їх між собою, щоб виявити особливості та відмінності між ними.

Коливальні рухи вивчаються на прикладі математичного маятника. Вводяться поняття амплітуда, період і частота коливань. Суттєву допомогу в засвоєнні понять учні одержать завдяки дослідам: маятники (фізичний, пружинний, математичний), метроном, маятниковий годинник, рідина в манометрі, кулька в жолобі, терези, лінійка затиснута одним кінцем та ін.).

Ці досліди сприятимуть логічному переходу до теми «Звук. Поширення коливань у середовищі».

При вивченні наступного розділу «Взаємодія тіл» учні знайомляться з різними видами сил. Вводяться поняття: рівнодійна сила, сила тяжіння, вага тіла, невагомість, сила пружності, сила тертя, момент сили, тиск, сила тиску. Особливу увагу при вивченні розділу слід приділити питанням гідростатики (закон Паскаля, атмосферний тиск, закон Архімеда, гідравлічні машини, судноплавство та повітроплавання), які в старшій школі не вивчаються. Прості механізми у підручнику Коршака розглядаються в розділі «Взаємодія тіл».

У третьому розділі програми «Робота та енергія» слід зосередитись на питанні перетворення енергії з одного виду в інший на прикладі математичного маятника чи падіння тіла. Звернути увагу також на тему «Золоте правило механіки», яка вивчається лише на першому ступені вивчення фізики.

Четвертий розділ «Кількість теплоти. Теплові машини» дає можливість провести зв’язок між поняттям роботи та енергії в механічних і теплових процесах. Цей розділ включає низку понять, що мають важливе світоглядне та прикладне значення: тепловий рух, температура, внутрішня енергія, кількість теплоти.

У розділі розглядаються такі фундаментальні фізичні процеси і явища: способи зміни внутрішньої енергії, тепловий баланс, дія теплових двигунів, плавлення, кристалізація, випаровування і конденсація, кипіння.

Розділ насичений лабораторними роботами (14 штук), рекомендовано оцінювати 8 лабораторних робіт.

Особливу увагу слід звернути на міжпредметні зв’язки фізики з математикою. У першу чергу варто зосередитись на поясненні графічних методів розв’язування задач. Учнів потрібно навчити не лише будувати графіки, але й вміти їх аналізувати, та здобувати з них потрібну інформацію, вміти пояснювати графічні залежності (!).

У кінці кожного розділу слід проводити узагальнювальні заняття, підбивати підсумки вивченого та проводити тематичне оцінювання знань.

2. Базою для введення ознак механічного руху і спокою, рівномірного і нерівномірного руху є життєвий досвід учнів. На основі дослідів і прикладів під час бесіди визначають спільні риси руху різних тіл і формулюють висновок: механічний рух – це явище зміни з плином часу положення тіла в просторі відносно інших тіл. Наголошуємо, що механічний рух відбувається не лише в просторі, а й у часі. Час і рух нероздільні. Прилади для вимірювання часу відображають цей факт. Час як фізичну величину можна виміряти. З’ясовуємо:

· Що потрібно для вимірювання фізичної величини?

· Які одиниці часу Ви знаєте?

· Яка основна одиниця часу?

Запропонувати учням підготувати такі повідомлення:

1. Як вимірювали час в давнину? (сонячні, водяні, пісочні годинники).

2. Перші маятникові годинники (Галілей, Гюйгенс). Годинник Кулібіна.

3. Як вимірюють час у наші дні.

4. Збереження точного часу.

5. Передача точного часу (Цікаву інформацію можна знайти у книзі Завельского «Время и его измерение»).

Відносність механічного руху демонструємо на дослідах з платформою та візком, або зі скляною трубкою, наповненою водою, в якій плаває корок з пластмаси.

Далі (на основі дослідів) вводимо поняття траєкторії, на прикладах доводимо її відносність. З’ясовуємо, яку роль відіграють розміри тіла при описі його руху. Вводимо поняття матеріальна точка.

Формування понять шлях, швидкість. Траєкторії руху різних тіл відрізняються не лише формою, а й довжиною. Вводять поняття шляху, як фізичної величини, що рівна довжині траєкторії, по якій рухається тіло протягом певного часу. Підкреслюємо, що шлях не має напряму, а має певне числове значення. Позначення – s.

Прилади для вимірювання шляху: лінійка, рулетка, мірні стрічки. У транспорт-них засобах використовують лічильник обертів ведучих коліс. Вимірник довжини кривих ліній на карті, планах – курвіметр (лат. curvus – кривий та метр).

[ l ] = м dim s = L

Повторюють відомі учням одиниці довжини.

Метр – довжина = 1650763,73 λ у вакуумі випромінювання, що відповідає переходу між рівнями 2 p₁₀ і 5 d₅ атома криптона-86.

Запропонувати учням визначити шлях криволінійного руху (для порівняння руху різних тіл).

На прикладах доводять необхідність уведення поняття «швидкість» - характеристику механічного руху. Ввівши позначення величин: шляху - l, часу – t, швидкості – v, записують формулу швидкості . Для кращого запам’ятовування учням пропонують мнемонічне (грецьке мистецтво запам’ятовування) правило трикутника.

Для відшукання необхідної величини її накривають пальцем.

Після розкриття фізичної сутності швидкості встановлюють одиниці її вимірювання в СІ [ v ] = та інші одиниці ; .

З метою формування вмінь переводити швидкість з одних одиниць в інші розв’язують задачі на порівняння швидкостей тіл.

Наприклад. Що має більшу швидкість: літак ТУ-154, який пролетів 900 км за годину чи куля, швидкість якої 760 м/с?

Наводять приклади діапазону швидкостей, які зустрічаються у природі, техніці, побуті.

Швидкості руху в м/с

Предмет чи явище	Швидкість, м/с
Равлик	0,0014
Муха
Людина	0,5
Шпак
Страус
Звук у повітрі (при С)
Місяць навколо Землі
Земля навколо Сонця
Світло і радіохвилі

Далі учням пояснюють, що значення швидкості тіла та її напрям залежить від того, відносно якого тіла ми визначаємо швидкість. Наводять приклади та формули для розрахунку відносної швидкості. Наприклад, v ₁ = , v ₂ =

5) відстань між ними

зменшується на 10 км

Якщо тіла рухаються в одному напрямі,

то відносна швидкість .

6) відстань щогодини

зменшується на 90 км, то

Якщо тіла рухаються назустріч одне одному,

то .

Практичне застосування набутих знань реалізуємо за допомогою розрахункових фізичних задач. Послідовність розв’язання має бути така:

1. Аналіз фізичної проблеми (вид руху, напрям руху).

2. Пошук математичної моделі (вибір формули).

3. Розв’язування (вибір одиниць, обчислення).

4. Аналіз результатів (правдоподібність відповіді).

При введенні поняття рівномірного руху можна використовувати дві ознаки: сталість v і рівність шляхів, пройдених тілом за будь-які однакові проміжки часу t₁ = t₂ = t₃ = … = t_n , , .

Ці дві ознаки рівнозначні. Проте друга ознака є більш доцільною. Поняття рівномірний відображає ознаку такого руху: рівні міри. Сталість же швидкості розглядається як наслідок.

Демонструють рівномірний рух за допомогою жолоба Галілея, чи руху бульбашки в скляній трубці. Наводять приклади рівномірного руху (рух парашутиста, пасажира на ескалаторі тощо). Слід звернути увагу, що шлях зростає пропорційно часу.

Поняття «нерівномірний рух» уводять спостерігаючи за рухом кульки на похилій площині. Зазначають, що за однакові проміжки часу тіло проходить різні шляхи.

t₁ = t₂ = t₃, а l₁ ≠ l₂ ≠ l₃ - рух нерівномірний

Тобто зміна швидкості – ознака нерівномірного руху.

Ввівши поняття нерівномірного руху, аргументують необхідність уведення середньої швидкості та ознайомлюють із формулою її обчислення.

Щоб обчислити середню швидкість руху тіла, необхідно шлях, пройдений тілом, розділити на час руху. З урахуванням буквених позначень фізичних величин записуємо формулу для обрахунку середньої швидкості .

Необхідно звернути увагу учнів на те, що середня швидкість показує, з якою швидкістю тіло має рухатись рівномірно, щоб подолати дану відстань за такий самий час, як і при нерівномірному русі. Для закріплення знань про середню швидкість розв’язують типові задачі. Доцільно ввести поняття миттєвої швидкості, про яку буде йти мова при розгляді обертального руху.

Формування знань про графічне зображення руху здійснюють на основі МПЗ із математикою. Будують графіки залежності пройденого шляху від часу та швидкості для рівномірного руху.

Звертають увагу учнів на правила побудови графіків: вибір осей координат, вибір масштабу, нанесення позначень, написів тощо.

З ТЗН можна використати таблиці, графопроектор, інтерактивну дошку, комп’ютер з проектором тощо.

Слід навести приклади побудови графіків та проаналізувати, від чого залежить нахил графіків l(t), м. За графіком шляху знайти швидкість руху тіла.

Лінійна функція

l – функція

t – аргумент

v – стала

l = 20 t

Формування в учнів знань та вмінь знаходити шлях пройдений тілом за графіком швидкості можна на основі розв’язування задач (в класі 3-4 задачі і 4 вдома).

V, м/с

	l

О t, c

v, м/с

t

Нерівномірний рух

З метою узагальнення знань учнів про види рухів та їх класифікацію пропонують учням колективно скласти схему:

 

Механічний рух

 

 

Прямолінійний

Криволінійний

Рівномірний

Нерівномірний

3. Вивчення обертального руху традиційно розпочинають з бесіди про криволінійні рухи. Наводять приклади таких рухів. Увагу учнів звертають на те, що будь-який криволінійний рух можна розглядати як рух по дугах кіл різних радіусів:

 

 

 

 

Приклади обертального руху: стрілки годинника, рух зірок навколо центра галактики, барабан пральної машини. З’ясовують характерні риси руху: особливості траєкторії руху точок тіла, наявність осі обертання, повторюваність руху. Найпростішим з обертальних рухів є рівномірний рух під час якого швидкість залишається сталою за величиною. Наводимо приклади такого руху- обертання Землі навколо осі, обертання барабана пральної машини.

Далі розглядають питання про напрям швидкості в будь-якій точці траєкторії. Наводять приклади (рух маленьких частинок, що відокремлюються від тіла, яке обертається), показують досліди (з точильним кругом тощо).

Необхідно звернути увагу на те, що при рівномірному русі по колу модуль швидкості залишається сталим, але напрям швидкості весь час змінюється.

Вводять поняття періоду обертання й частоти. У конспект учні записують:

Період обертання Т – це час одного повного оберту: .

Частота обертання n – це число повних обертів за одиницю часу: .

[n]_CI = або . Зв’язок між T і n: .

 

Якщо відомий період обертання, то можна знайти швидкість тіла:

, , t = T,

Тоді (У Коршака використовують таке позначення - кутова швидкість).

 

Закріплення нового матеріалу проводять за допомогою задач. Відбір задач має бути цікавим, корисним і практично орієнтованим (стрілки годинника, обертання планет тощо). Формування практичних умінь здійснюють під час виконання лабораторної роботи «Вимірювання частоти обертання тіла».

4. Вивчення механічних коливань доцільно розпочати з бесіди і супроводити її дослідами з математичним та пружинним маятниками. Встановлюють ознаки коливань – періодичність, яка притаманна обертальному руху. Звертаємо увагу учнів на особливості траєкторії руху точок тіла для обертального і коливального рухів (вони різні).

Коливання – це рух, який повторюється (Кирюхіна, Коршак).

Коливання – це рух, при якому тіло відхиляється від положення рівноваги то в одну, то в іншу сторону.

На основі дослідів вводять такі поняття:

1) амплітуда коливань А – найбільше відхилення тіла від положення рівноваги.

2) період коливань Т – час, за який тіло робить одне повне коливання.

3) частота коливань – це число повних коливань зо одиницю часу.

, [ ]_CI = 1 Гц =

Вводять поняття:

· маятник – тверде тіло, яке здійснює коливання навколо нерухомої точки:

 

 

· фізичний маятник – маятник, який коливається під впливом притягання до Землі (сили тяжіння):

 

 

пружинний маятник – маятник, який коливається під дією пружини (сили пружності):

 

· математичний маятник - це теоретична модель маятника, в якої матеріальна точка масою m підвішена на невагомій нерозтяжній нитці довжиною l.

 

 

 

Учням обов’язково слід пояснити, що таке повне коливання: це рух тіла, при якому воно проходить шлях, що дорівнює чотирьом амплітудам.

Вводять поняття вільних і вимушених коливань. У зошитах учні записують визначення та зазначають, що вільні коливання є затухаючими.

Записують визначення затухаючих і незатухаючих коливань. Наводять приклади математичного маятника.

Формування вмінь і навичок експериментального визначення періоду і частоти, а також їх незалежності від маси тягарця і амплітуди його коливань проводять на лабораторній роботі «Дослідження коливань математичного маятника».

Подібні досліди варто провести також з пружинним маятником.

З’ясовують, що період коливань пружинного маятника залежить від маси вантажу і властивостей пружини (м’якості або жорсткості). На дослідах краще демонструвати 2 різні пружини однакової довжини, але різної товщини.

Поиск по сайту:

---