สรุปแผนความเร็วทันทีที่มีการเคลื่อนไหวไม่สม่ำเสมอ สรุปบทเรียน: การแก้ปัญหา "ความเร็วเฉลี่ยที่มีการเคลื่อนไหวไม่สม่ำเสมอ"

กลิ้งลำตัวลงในระนาบเอียง (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. กลิ้งตัวลงตามระนาบเอียง ()

การตกอย่างอิสระ (รูปที่ 3)

การเคลื่อนไหวทั้งสามประเภทนี้ไม่เหมือนกัน กล่าวคือ ความเร็วจะเปลี่ยนไป ในบทเรียนนี้ เราจะดูการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ

การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอ -การเคลื่อนไหวทางกลซึ่งร่างกายเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่ากันในช่วงเวลาเท่ากัน (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอ

การเคลื่อนไหวเรียกว่าไม่สม่ำเสมอซึ่งร่างกายเดินทางไปในเส้นทางที่ไม่เท่ากันในช่วงเวลาเท่ากัน

ข้าว. 5. การเคลื่อนไหวไม่สม่ำเสมอ

งานหลักของช่างเครื่องคือการกำหนดตำแหน่งของร่างกายในเวลาใดก็ได้ เมื่อร่างกายเคลื่อนไหวไม่สม่ำเสมอ ความเร็วของร่างกายจะเปลี่ยนไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเรียนรู้ที่จะอธิบายการเปลี่ยนแปลงความเร็วของร่างกาย เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มีการแนะนำแนวคิดสองประการ: ความเร็วเฉลี่ยและความเร็วชั่วขณะ

ความจริงของการเปลี่ยนแปลงความเร็วของร่างกายระหว่างการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอนั้นไม่จำเป็นต้องนำมาพิจารณาเสมอไป เมื่อพิจารณาถึงการเคลื่อนไหวของร่างกายบนเส้นทางส่วนใหญ่โดยรวม (ความเร็วในแต่ละช่วงเวลาคือ ไม่สำคัญสำหรับเรา) สะดวกในการแนะนำแนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ย

ตัวอย่างเช่น คณะผู้แทนเด็กนักเรียนเดินทางจากโนโวซีบีสค์ไปโซซีโดยรถไฟ ระยะทางระหว่างเมืองเหล่านี้โดยรถไฟคือประมาณ 3,300 กม. ความเร็วของรถไฟตอนเพิ่งออกจากโนโวซีบีสค์คือ หมายความว่าระหว่างการเดินทางความเร็วเป็นเช่นนี้หรือเปล่า เหมือนกัน แต่อยู่ที่ทางเข้าโซชี [M1]- เป็นไปได้ไหมที่มีข้อมูลแค่นี้ถึงบอกว่าจะต้องใช้เวลาเดินทาง (รูปที่ 6) ไม่แน่นอน เนื่องจากชาวโนโวซีบีร์สค์รู้ว่าจะใช้เวลาประมาณ 84 ชั่วโมงเพื่อไปถึงโซชี

ข้าว. 6. ตัวอย่างภาพประกอบ

เมื่อพิจารณาถึงการเคลื่อนไหวของร่างกายบนเส้นทางส่วนใหญ่โดยรวม จะสะดวกกว่าที่จะแนะนำแนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ย

ความเร็วปานกลางพวกเขาเรียกอัตราส่วนของการเคลื่อนไหวทั้งหมดที่ร่างกายทำต่อช่วงเวลาที่เกิดการเคลื่อนไหวนี้ (รูปที่ 7)

ข้าว. 7. ความเร็วเฉลี่ย

คำจำกัดความนี้ไม่สะดวกเสมอไป ตัวอย่างเช่น นักกีฬาวิ่ง 400 ม. - หนึ่งรอบเท่านั้น การกระจัดของนักกีฬาคือ 0 (รูปที่ 8) แต่เราเข้าใจว่าความเร็วเฉลี่ยของเขาไม่สามารถเป็นศูนย์ได้

ข้าว. 8. การกระจัดเป็น 0

ในทางปฏิบัติ แนวคิดเรื่องความเร็วภาคพื้นดินเฉลี่ยมักถูกใช้บ่อยที่สุด

ความเร็วภาคพื้นดินเฉลี่ยคืออัตราส่วนของเส้นทางทั้งหมดที่ร่างกายเดินทางต่อเวลาที่เส้นทางนั้นเดินทาง (รูปที่ 9)

ข้าว. 9. ความเร็วภาคพื้นดินเฉลี่ย

มีคำจำกัดความของความเร็วเฉลี่ยอีกประการหนึ่ง

ความเร็วเฉลี่ย- นี่คือความเร็วที่ร่างกายต้องเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอเพื่อที่จะครอบคลุมระยะทางที่กำหนดในเวลาเดียวกับที่ร่างกายเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอ

จากวิชาคณิตศาสตร์ เรารู้แล้วว่าค่าเฉลี่ยเลขคณิตคืออะไร สำหรับหมายเลข 10 และ 36 จะเท่ากับ:

เพื่อหาความเป็นไปได้ในการใช้สูตรนี้เพื่อหาความเร็วเฉลี่ย เรามาแก้ปัญหาต่อไปนี้กัน

งาน

นักปั่นจักรยานปีนทางลาดด้วยความเร็ว 10 กม./ชม. ใช้เวลา 0.5 ชั่วโมง จากนั้นจะลดลงด้วยความเร็ว 36 กม./ชม. ใน 10 นาที ค้นหาความเร็วเฉลี่ยของนักปั่นจักรยาน (รูปที่ 10)

ข้าว. 10. ภาพประกอบสำหรับปัญหา

ที่ให้ไว้:; ; ;

หา:

สารละลาย:

เนื่องจากหน่วยวัดความเร็วเหล่านี้คือ กม./ชม. เราจะหาความเร็วเฉลี่ยเป็น กม./ชม. ดังนั้นเราจะไม่แปลงปัญหาเหล่านี้เป็น SI ลองแปลงเป็นชั่วโมง.

ความเร็วเฉลี่ยคือ:

เส้นทางเต็ม () ประกอบด้วยเส้นทางขึ้นเนิน () และลงเนิน ():

เส้นทางขึ้นเนินมีดังนี้:

เส้นทางลงเนินคือ:

เวลาที่ใช้ในการเดินทางตลอดเส้นทางคือ:

คำตอบ:.

จากคำตอบของปัญหา เราพบว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้สูตรค่าเฉลี่ยเลขคณิตในการคำนวณความเร็วเฉลี่ย

แนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ยไม่ได้มีประโยชน์ในการแก้ปัญหาหลักของกลศาสตร์เสมอไป กลับไปสู่ปัญหาเรื่องรถไฟไม่อาจกล่าวได้ว่าหากความเร็วเฉลี่ยตลอดการเดินทางของรถไฟเท่ากับ แล้วเมื่อผ่านไป 5 ชั่วโมงก็จะอยู่ที่ระยะทาง จากโนโวซีบีสค์

ความเร็วเฉลี่ยที่วัดได้ในระยะเวลาอันสั้นเรียกว่า ความเร็วของร่างกายทันที(เช่น มาตรวัดความเร็วของรถยนต์ (รูปที่ 11) แสดงความเร็วในขณะนั้น)

ข้าว. 11. มาตรวัดความเร็วรถยนต์แสดงความเร็วทันที

มีคำจำกัดความของความเร็วชั่วขณะอีกประการหนึ่ง

ความเร็วทันที– ความเร็วของการเคลื่อนที่ของร่างกายในช่วงเวลาที่กำหนด ความเร็วของร่างกาย ณ จุดที่กำหนดของวิถี (รูปที่ 12)

ข้าว. 12. ความเร็วทันใจ

เพื่อให้เข้าใจคำจำกัดความนี้ได้ดีขึ้น ลองดูตัวอย่าง

ให้รถเคลื่อนตัวตรงไปตามส่วนของทางหลวง เรามีกราฟของการประมาณการของการกระจัดเทียบกับเวลาสำหรับการเคลื่อนไหวที่กำหนด (รูปที่ 13) มาวิเคราะห์กราฟนี้กัน

ข้าว. 13. กราฟของการกระจัดเทียบกับเวลา

กราฟแสดงว่าความเร็วของรถไม่คงที่ สมมติว่าคุณต้องค้นหาความเร็วชั่วขณะของรถยนต์คันหนึ่งหลังจากเริ่มสังเกต 30 วินาที (ณ จุดนั้น ก- จากคำนิยามของความเร็วชั่วขณะ เราจะหาขนาดของความเร็วเฉลี่ยในช่วงเวลาตั้งแต่ ถึง หากต้องการทำสิ่งนี้ ให้พิจารณาส่วนของกราฟนี้ (รูปที่ 14)

ข้าว. 14. กราฟของการกระจัดเทียบกับเวลา

เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการค้นหาความเร็วชั่วขณะ ให้เราค้นหาโมดูลความเร็วเฉลี่ยสำหรับช่วงเวลา จาก ถึง สำหรับสิ่งนี้ เราจะพิจารณาส่วนของกราฟ (รูปที่ 15)

ข้าว. 15. กราฟของการกระจัดเทียบกับเวลา

เราคำนวณความเร็วเฉลี่ยในช่วงเวลาที่กำหนด:

เราได้รับสองค่าของความเร็วทันทีของรถ 30 วินาทีหลังจากเริ่มการสังเกต ความแม่นยำมากขึ้นจะเป็นค่าที่ช่วงเวลาน้อยลงนั่นคือ หากเราลดช่วงเวลาภายใต้การพิจารณาให้รุนแรงยิ่งขึ้น ความเร็วของรถ ณ จุดนั้นทันที กจะได้กำหนดได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ความเร็วขณะหนึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังนั้นนอกเหนือจากการค้นหามัน (ค้นหาโมดูลของมัน) ยังจำเป็นต้องรู้ว่ามันถูกกำกับอย่างไร

(ที่ ) – ความเร็วขณะนั้น

ทิศทางของความเร็วขณะนั้นเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกาย

หากวัตถุเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้ง ความเร็วขณะนั้นจะถูกส่งตรงไปยังวิถีการเคลื่อนที่ ณ จุดที่กำหนด (รูปที่ 16)

ภารกิจที่ 1

ความเร็วในขณะนั้น () สามารถเปลี่ยนทิศทางได้เท่านั้น โดยไม่เปลี่ยนขนาดหรือไม่

สารละลาย

เมื่อต้องการแก้ไขปัญหานี้ ให้พิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้ ร่างกายเคลื่อนที่ไปตามทางโค้ง (รูปที่ 17) เรามาทำเครื่องหมายจุดวิถีการเคลื่อนไหวกันดีกว่า กและช่วงเวลา บี- ขอให้เราสังเกตทิศทางของความเร็วขณะนั้นที่จุดเหล่านี้ (ความเร็วขณะนั้นถูกกำหนดทิศทางในแนวสัมผัสไปยังจุดวิถี) ปล่อยให้ความเร็วและมีขนาดเท่ากันและเท่ากับ 5 m/s

คำตอบ: อาจจะ.

ภารกิจที่ 2

ความเร็วในขณะนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะขนาดเท่านั้นโดยไม่เปลี่ยนทิศทางหรือไม่?

สารละลาย

ข้าว. 18. ภาพประกอบสำหรับปัญหา

รูปที่ 10 แสดงว่า ณ จุดนั้น กและตรงจุด บีความเร็วในขณะนั้นอยู่ในทิศทางเดียวกัน หากร่างกายเคลื่อนไหวด้วยความเร่งสม่ำเสมอแล้ว

คำตอบ:อาจจะ.

ในบทนี้ เราเริ่มศึกษาการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งก็คือการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ลักษณะของการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอคือความเร็วเฉลี่ยและความเร็วขณะนั้น แนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ยนั้นมีพื้นฐานมาจากการแทนที่ทางจิตด้วยการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอด้วยการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ บางครั้งแนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ย (ดังที่เราได้เห็น) ก็สะดวกมาก แต่ไม่เหมาะสำหรับการแก้ปัญหาหลักของกลศาสตร์ ดังนั้นจึงมีการนำแนวคิดเรื่องความเร็วชั่วขณะมาใช้

อ้างอิง

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. ซอตสกี้. ฟิสิกส์ 10. - ม.: การศึกษา, 2551.
2. เอ.พี. ริมเควิช. ฟิสิกส์. ปัญหาเล่ม 10-11 - ม.: อีแร้ง, 2549.
3. โอ้ย ซาฟเชนโก. ปัญหาฟิสิกส์ - ม.: เนากา, 2531.
4. เอ.วี. Peryshkin, V.V. เคราคลิส. หลักสูตรฟิสิกส์ ต. 1. - ม.: รัฐ ครู เอ็ด นาที การศึกษาของ RSFSR, 2500

1. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "School-collection.edu.ru" ()
2. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "Virtulab.net" ()

การบ้าน

1. คำถาม (1-3, 5) ท้ายย่อหน้าที่ 9 (หน้า 24) G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. ซอตสกี้. ฟิสิกส์ 10 (ดูรายการการอ่านที่แนะนำ)
2. เป็นไปได้ไหมที่ทราบความเร็วเฉลี่ยในช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อค้นหาการกระจัดที่วัตถุกระทำระหว่างส่วนใดๆ ของช่วงเวลานี้
3. อะไรคือความแตกต่างระหว่างความเร็วชั่วขณะระหว่างการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอและความเร็วชั่วขณะระหว่างการเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอ?
4. ขณะขับรถ มาตรวัดความเร็วจะถูกอ่านทุกนาที เป็นไปได้ไหมที่จะระบุความเร็วเฉลี่ยของรถยนต์จากข้อมูลเหล่านี้
5. นักปั่นจักรยานขี่หนึ่งในสามของเส้นทางด้วยความเร็ว 12 กม. ต่อชั่วโมง ขี่ในสามเส้นทางที่สองด้วยความเร็ว 16 กม. ต่อชั่วโมง และขี่ในสามเส้นทางสุดท้ายด้วยความเร็ว 24 กม. ต่อชั่วโมง หาความเร็วเฉลี่ยของจักรยานตลอดการเดินทาง ให้คำตอบเป็น กม./ชม

ส่วน: ฟิสิกส์

ระดับ: 7

ประเภทบทเรียน:การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

เป้าหมายและวัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• ทางการศึกษา:
  • แนะนำแนวคิดพื้นฐานของการเคลื่อนที่เชิงกล ได้แก่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่ วิถีการเคลื่อนที่ ระยะทางที่เคลื่อนที่ การเคลื่อนที่สม่ำเสมอและไม่สม่ำเสมอ
  • แนะนำแนวคิดเรื่องความเร็วในฐานะปริมาณทางกายภาพ สูตร และหน่วยการวัด
• ทางการศึกษา:
  • พัฒนาความสนใจทางปัญญาความสามารถทางปัญญาและความคิดสร้างสรรค์ความสนใจในการศึกษาฟิสิกส์
• พัฒนาการ:
  • พัฒนาทักษะในการได้มาซึ่งความรู้อย่างอิสระการจัดกิจกรรมการศึกษาการตั้งเป้าหมายการวางแผน
  • พัฒนาความสามารถในการจัดระบบจำแนกและสรุปความรู้ที่ได้รับ
  • พัฒนาความสามารถในการสื่อสารของนักเรียน

ความก้าวหน้าของบทเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

ครั้งที่สอง การบ้าน:§§13-14 เช่น 3 (ปากเปล่า)

ที่สาม คำอธิบายของวัสดุใหม่

1. เราเริ่มบทเรียนโดยประกาศหัวข้อบทเรียนใหม่และพยายามตอบคำถาม: “อะไรช่วยให้เราตัดสินได้ว่าร่างกายกำลังเคลื่อนไหวหรือพักอยู่” หลังจากคำตอบของนักเรียนแล้ว เราเสนอข้อความที่ตัดตอนมาจากบทกวี "การเคลื่อนไหว" ของ A.S. Pushkin (ดูรูปที่ 1)
ข้อความนี้มีประเด็นที่สำคัญมาก ซึ่งจำเป็นสำหรับการให้เหตุผลว่าร่างกายกำลังเคลื่อนไหวหรืออยู่นิ่ง กล่าวคือสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของร่างกายที่เกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้น คุณจะทราบได้อย่างไรว่าร่างกายกำลังเคลื่อนไหวหรือพักอยู่?

ข้าว. 1 ( การนำเสนอ, สไลด์ 2)

2. สัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่

เพื่อเน้นคุณลักษณะเฉพาะของการเคลื่อนที่ทางกลเช่นทฤษฎีสัมพัทธภาพ ให้เราพิจารณาและวิเคราะห์การทดลองง่ายๆ โดยใช้รถเข็นเคลื่อนที่อยู่บนโต๊ะ ให้เราพิจารณาว่าหัวข้อใดที่เคลื่อนไหว และเกี่ยวกับหัวข้อใดที่อยู่นิ่ง (ดูรูปที่ 2, 3)

ข้าว. 2 (สไลด์ 4-10)

ข้าว. 3 (สไลด์ 11)

IV. เพื่อรวมวัสดุเข้าด้วยกัน เราแก้ไขงานต่อไปนี้:

ภารกิจที่ 1ระบุว่าศพต่อไปนี้พักอยู่กับศพใด และเกี่ยวข้องกับศพใดที่กำลังเคลื่อนไหว: ผู้โดยสารในรถบรรทุกที่กำลังเคลื่อนที่ รถยนต์ที่ขับตามหลังรถบรรทุกในระยะทางเท่ากัน และบรรทุกในรถพ่วง

ภารกิจที่ 2สัมพันธ์กับศพใดที่บุคคลที่ยืนอยู่บนทางเท้าขณะพัก และสัมพันธ์กับศพใดที่เขาเคลื่อนไหว?

ข้าว. 4 (สไลด์ 12)

ภารกิจที่ 3ระบุรายชื่อศพที่เกี่ยวข้องกับคนขับรถรางที่กำลังเคลื่อนที่อยู่นิ่งๆ

นักเรียนมักจะตอบว่าบุคคลนั้นอยู่เฉยๆ โดยสัมพันธ์กับทางเท้า ต้นไม้ สัญญาณไฟจราจร บ้าน และกำลังเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กับรถยนต์ที่ขับไปตามถนน ในสถานการณ์เช่นนี้ นักเรียนควรให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าบุคคล เช่นเดียวกับโลก เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 30 กม./วินาที เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์

3. วิถีการเคลื่อนที่

ต่อไป เราจะแนะนำแนวคิดเรื่องวิถี และขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถี เราจะแยกแยะการเคลื่อนไหวได้ 2 ประเภท: แนวตรงและแนวโค้ง ก่อนอื่นเราดึงความสนใจของนักเรียนไปที่การเคลื่อนไหวของร่างกายดังกล่าวซึ่งมีวิถีที่มองเห็นได้ชัดเจน (ดูรูปที่ 5) ในที่นี้เราจะแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับระยะทางที่เดินทางเป็นปริมาณทางกายภาพโดยวัดจากความยาวของวิถีการเคลื่อนที่ที่ร่างกายเคลื่อนที่ในช่วงเวลาหนึ่ง ในเรื่องนี้ เราจะทำซ้ำหน่วยพื้นฐานของการวัดความยาวที่ทราบจากหลักสูตรคณิตศาสตร์

ข้าว. 5 (สไลด์ 15)

ภารกิจที่ 4สร้างความสอดคล้องระหว่างตัวอย่างการเคลื่อนไหวทางกลกับประเภทของวิถี

ตัวอย่างมุมมองของวิถี

ก) ดาวตกตก 1) วงกลม
B) การเคลื่อนไหวของเข็มนาฬิกาจับเวลา 2) เส้นโค้ง
ข) ฝนตกลงมาจนไร้ลม 3) เส้นตรง
สภาพอากาศ.

ภารกิจที่ 5แสดงระยะทางที่เดินทางเป็นเมตร:

65 กม
0.54 กม
4 กม. 300 ม
2300 ซม
4 ม. 10 ซม

(สไลด์ 16)

4. การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอเป็นเส้นตรง

ให้เราพิจารณาเพิ่มเติมว่ามีการเคลื่อนไหวประเภทใดบ้าง? ให้เราพิจารณาว่าการเคลื่อนไหวแบบใดที่เรียกว่าเครื่องแบบ การเคลื่อนไหวที่ร่างกายเดินทางเป็นระยะทางเท่ากันในช่วงเวลาเท่ากัน ลองพิจารณาตัวอย่างการเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง (ดูรูปที่ 6)

บทเรียน

หัวข้อ: การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอเป็นเส้นตรง ความเร็วระหว่างการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอ

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

ทางการศึกษา:

1.​ สร้างแนวคิดของการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเท่ากันเป็นเส้นตรง ความเร็วขณะหนึ่ง ความเร่ง

2.​ สร้างกราฟความเร่ง

3.​ ฝึกฝนทักษะในการแก้ปัญหากราฟิกและการคำนวณ

ทางการศึกษา:

1.​ พัฒนาทักษะการปฏิบัติของนักเรียน: ความสามารถในการวิเคราะห์สรุปเน้นแนวคิดหลักจากเรื่องราวของครูและสรุปผล

2.​ พัฒนาความสามารถในการประยุกต์ความรู้ที่ได้รับในเงื่อนไขใหม่

นักการศึกษา:

1.​ ขยายขอบเขตของนักเรียนเกี่ยวกับประเภทของการเคลื่อนที่ทางกล (โดยเฉพาะเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบสลับสม่ำเสมอ (เร่งสม่ำเสมอ) เป็นเส้นตรง)

2.​ พัฒนาความอยากรู้อยากเห็น ความสนใจในการศึกษาฟิสิกส์ ความใส่ใจ และระเบียบวินัย

ประเภทบทเรียน: บทเรียนรวม.

ความคืบหน้าของบทเรียน

1) ช่วงเวลาขององค์กร

การสร้างความพร้อมของชั้นเรียนสำหรับบทเรียน

2) แรงจูงใจ

การเคลื่อนไหวคือชีวิต แต่ละร่างเคลื่อนไหวแตกต่างกัน: ด้วยจุดประสงค์ วิถี และความเร็วของตัวเอง การเคลื่อนไหวของคุณคือการพัฒนาที่เป็นไปไม่ได้หากไม่ได้รับความรู้ใหม่ ดังนั้นวันนี้เราจะค้นพบคุณลักษณะใหม่ของการเคลื่อนไหวซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตของเรา

3) การอัพเดตความรู้

งานอิสระ (20 นาที)

4) การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

เราศึกษาการเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอของร่างกายเมื่อความเร็วของมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และสามารถดูได้จากอัตราส่วนของระยะทางที่เดินทางต่อเวลา ณ เวลาใดๆ และที่ระยะทางใดๆ

กรุณายกตัวอย่างการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ

(ตัวอย่างชื่อนักเรียน)

เราสามารถสังเกตการเคลื่อนไหวดังกล่าวได้บ่อยแค่ไหน?

(ความคิดเห็นทั่วไปของนักเรียน: ความเร็วของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปด้วยเหตุผลบางประการแทบจะไม่บ่อยนัก)

แท้จริงแล้วการเคลื่อนไหวดังกล่าวเกิดขึ้นได้ยากมากและมักเกิดขึ้นในกลไก แต่ในโลกรอบตัวเรายังมีการเคลื่อนไหวอีกอย่างหนึ่งที่แพร่หลาย

การเคลื่อนไหวที่เร่งขึ้น เป็นการเคลื่อนไหวประเภทหนึ่งที่ค่อนข้างธรรมดา ตัวอย่างของการเคลื่อนไหวดังกล่าวคือการเคลื่อนที่ของภาระที่ถูกโยนจากความสูงระดับหนึ่งการเคลื่อนที่ของรถบัสเบรกหรือลิฟต์สตาร์ท

เพื่อที่จะระบุลักษณะการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทางใดทางหนึ่ง จึงเรียกว่าปริมาณการเร่งความเร็ว ร่างกาย

ความเร่งคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ถึงช่วงระยะเวลาหนึ่ง ในระหว่างที่มันเกิดขึ้น

นอกจากนี้ คุณสามารถใช้คำจำกัดความในชีวิตประจำวันได้: ความเร่งคืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว

บ่อยครั้งที่เราพิจารณาความเร่งในการฉายภาพไปยังแกนบางแกน (เช่น บนแกน ) ในกรณีนี้ เส้นโครงความเร่งจะอยู่ในรูปแบบ:

ให้เราใส่ใจกับความจริงที่ว่าความเร่งในทุกกรณีนั้นคือเวกเตอร์ ขนาดนั่นคือมันไม่เพียงมีขนาดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางด้วย ความเร่งใน SI วัดเป็นเมตรหารด้วยวินาทียกกำลังสอง

หนึ่งเมตรต่อวินาทียกกำลังสองคือความเร่งที่ความเร็วของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปหนึ่งเมตรต่อวินาทีต่อวินาที

เราได้หาวิธีกำหนดโมดูลัสความเร่งแล้ว ตอนนี้เรามาดูวิธีกำหนดทิศทางของการเร่งความเร็วกันดีกว่า ในการทำเช่นนี้ เราจะพรรณนาถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็วในรูปแบบเวกเตอร์ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. การเปลี่ยนแปลงความเร็วของร่างกายระหว่างการเคลื่อนไหวแบบเร่ง

ดังนั้นความเร่งของร่างกายจึงมีทิศทางเดียวกับเวกเตอร์ .

การเคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอที่ง่ายที่สุดประเภทหนึ่งคือการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอ

การเคลื่อนไหวที่มีความเร่งสม่ำเสมอคือการเคลื่อนไหวที่ความเร็วของร่างกายเพิ่มขึ้นด้วยปริมาณที่เท่ากันในช่วงเวลาที่เท่ากันในการเคลื่อนไหวที่มีความเร่งสม่ำเสมอ ความเร่งของร่างกายจะคงที่

นอกจากนี้บางครั้งสิ่งที่เรียกว่าการเคลื่อนไหวช้าสม่ำเสมอก็มีความโดดเด่น การเคลื่อนไหวช้าๆ อย่างเท่าเทียมกันคือการเคลื่อนไหวที่ความเร็วของร่างกายอยู่ตรงข้ามกับความเร่ง

ลองวาดกราฟความเร่งของร่างกายเทียบกับเวลาระหว่างการเคลื่อนที่ที่มีความเร่งสม่ำเสมอกัน เนื่องจากในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอ ความเร่งจะคงที่ (รูปที่ 2):

ข้าว. 2. การเร่งความเร็วของร่างกายระหว่างการเคลื่อนไหวด้วยความเร่งสม่ำเสมอ

กราฟสีแดงสอดคล้องกับกรณีที่การฉายภาพความเร่งเป็นบวก กราฟสีเขียวสอดคล้องกับกรณีที่การฉายภาพความเร่งเป็นศูนย์ สีน้ำเงิน – การฉายภาพความเร่งติดลบ

เพื่อที่จะแก้ปัญหาหลักของจลนศาสตร์ กล่าวคือ การหาตำแหน่งของร่างกายเมื่อใดก็ได้ คุณต้องหาความเร็วของร่างกายเมื่อใดก็ได้ก่อน ในการทำเช่นนี้ เราควรเขียนกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงของความเร็วชั่วขณะในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อให้การเคลื่อนที่มีความเร่งสม่ำเสมอ ซึ่งสามารถทำได้โดยการแสดงความเร็วจากสูตรความเร่ง

ที่ไหน – ความเร็วเริ่มต้นของร่างกาย – การเร่งความเร็ว กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วซึ่งเขียนในรูปแบบเวกเตอร์นั้นเป็นกฎทั่วไปที่สุด แต่การใช้กฎนี้เพื่อกำหนดความเร็ว ณ จุดใดเวลาหนึ่งนั้นค่อนข้างไม่สะดวก ดังนั้นให้เราพิจารณากฎแห่งการเปลี่ยนแปลงของความเร็วชั่วขณะในช่วงเวลาหนึ่งในการฉายภาพบนแกนที่เลือกตามทิศทางการเคลื่อนที่

ลองพิจารณาสี่กรณีที่เป็นไปได้ (รูปที่ 3):

ข้าว. 3. ทิศทางที่เป็นไปได้สี่กรณีของความเร็วเริ่มต้นและความเร่ง

ในกรณีที่ก)ความเร็วของร่างกายและความเร่งของมันนั้นพุ่งไปในทิศทางบวกของแกนพิกัดและกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วจะอยู่ในรูปแบบ:

ในกรณีที่ใน) ความเร็วของร่างกายพุ่งไปตามทิศทางบวกของแกนพิกัดและความเร่งนั้นพุ่งไปตามทิศทางลบของแกนพิกัด ก่อนหน้านี้เราเรียกว่าการเคลื่อนไหวดังกล่าวช้าสม่ำเสมอและกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็ว:

จากรูปแบบของกฎการเปลี่ยนแปลงความเร็วเมื่อเวลาผ่านไปเป็นที่ชัดเจนว่าการฉายภาพความเร็วเชิงเส้นนั้นขึ้นอยู่กับเวลาดังนั้นกราฟของการขึ้นอยู่กับการฉายภาพความเร็วตรงเวลาจะเป็นเส้นตรง (รูปที่ 4 ).

ข้าว. 4. กราฟของการพึ่งพาความเร็วของร่างกายตรงเวลาระหว่างการเคลื่อนไหวที่มีความเร่งสม่ำเสมอ

กราฟ (รูปที่ 4a) แสดงการขึ้นต่อกันของการฉายภาพความเร็วตรงเวลา เส้นตรงสีเขียวสอดคล้องกับกรณีที่ร่างกายอยู่นิ่ง และในช่วงเวลาแรกเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางบวกของแกนพิกัดด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น เส้นตรงสีแดงสอดคล้องกับกรณีที่ในช่วงเวลาเริ่มต้นวัตถุมีความเร็วกำหนดทิศทางไปในทิศทางบวกของแกนพิกัด และจะเพิ่มขึ้นตามเวลา

รูปที่ 4b แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความชันของกราฟของความเร็วของวัตถุเทียบกับเวลา และความเร่งของวัตถุระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอ

สุดท้ายนี้ ลองพิจารณาจุดพิเศษจุดหนึ่งบนกราฟของการฉายภาพความเร็วของร่างกายเทียบกับเวลา รูปที่ 5 แสดงจุดที่ความเร็วของร่างกายเปลี่ยนทิศทางไปในทิศทางตรงกันข้าม จุดนี้เรียกว่าจุดเปลี่ยน (รูปที่ 5)

ข้าว. 5. จุดเปลี่ยน

ดังนั้น ในบทเรียนนี้ เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิดเรื่องความเร่งของร่างกาย นอกจากนี้เรายังตรวจสอบกฎแห่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วของร่างกายเมื่อเวลาผ่านไป ต่อไป เราได้เรียนรู้วิธีวางแผนการพึ่งพาความเร็วของร่างกายตรงเวลา และในที่สุดก็แนะนำแนวคิดของจุดเปลี่ยน

การบ้าน