วี. การเคลื่อนไหวของวัตถุที่แข็งเกร็ง โมเมนต์แห่งแรง พยายามหมุนมู่เล่หนักๆ ด้วยมือของคุณ ดึงซี่ล้อ. มันจะเป็นเรื่องยากสำหรับคุณหากคุณจับมือไว้ใกล้กับเพลามากเกินไป ขยับมือไปที่ขอบ แล้วสิ่งต่างๆ จะง่ายขึ้น มีอะไรเปลี่ยนแปลงบ้าง? ท้ายที่สุดความแข็งแกร่งในทั้งสองกรณี

ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลอาจมีความสำคัญไม่มากก็น้อยใน "ชีวิต" ของโมเลกุล สถานะของสสารทั้งสามสถานะ ได้แก่ ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง แตกต่างกันในบทบาทของปฏิกิริยาที่มีต่อกัน

การแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่ ฟาราเดย์สังเกตเห็นรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ อย่างหนึ่งในการทดลองของเออร์สเตด ซึ่งดูเหมือนจะมีกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจปัญหา เขาเดาได้ว่าแม่เหล็กนั้น กระแสไฟฟ้าเอียงเข็มเข็มทิศไปในทิศทางเดียวเสมอ ตัวอย่างเช่น ถ้า

แผนการสอนในหัวข้อ “ความเร็วระหว่างการเคลื่อนที่เชิงเส้นด้วยความเร่งคงที่”

วันที่ :

เรื่อง: “ความเร็วขณะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่”

เป้าหมาย:

ทางการศึกษา : ให้และรูปร่าง การดูดซึมอย่างมีสติความรู้เกี่ยวกับความเร็วระหว่างการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่

พัฒนาการ : พัฒนาทักษะต่อไป กิจกรรมอิสระ,ทักษะการทำงานเป็นกลุ่ม

ทางการศึกษา : รูปร่าง ความสนใจทางปัญญาสู่ความรู้ใหม่ พัฒนาวินัยทางพฤติกรรม

ประเภทบทเรียน: บทเรียนในการเรียนรู้ความรู้ใหม่

อุปกรณ์และแหล่งข้อมูล:

Isachenkova, L. A. ฟิสิกส์: หนังสือเรียน สำหรับเกรด 9 สถาบันสาธารณะ เฉลี่ย การศึกษากับรัสเซีย ภาษา การฝึกอบรม / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, A. A. Sokolsky; แก้ไขโดย เอ.เอ. โซโคลสกี้ มินสค์: Narodnaya Asveta, 2015

Isachenkova, L. A. การรวบรวมปัญหาทางฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 9: คู่มือสำหรับนักศึกษาสถาบันทั่วไป เฉลี่ย การศึกษากับรัสเซีย ภาษา การฝึกอบรม / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, V. V. Dorofeychik มินสค์: Aversev, 2016, 2017.

โครงสร้างบทเรียน:

ช่วงเวลาขององค์กร (5 นาที)

อัพเดตความรู้พื้นฐาน (5 นาที)

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ (15 นาที)

นาทีพลศึกษา (2 นาที)

การรวบรวมความรู้ (13 นาที)

สรุปบทเรียน (5 นาที)

ช่วงเวลาขององค์กร

สวัสดี นั่งลง! (กำลังตรวจสอบสิ่งที่มีอยู่)วันนี้ในบทเรียน เราต้องเข้าใจความเร็วของการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่มีความเร่งคงที่ และนี่หมายความว่าหัวข้อบทเรียน : ความเร็วขณะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่

การอัพเดตความรู้อ้างอิง

การเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอที่ง่ายที่สุด - การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงด้วยความเร่งคงที่ เรียกว่าตัวแปรเท่ากัน

ความเร็วของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อใด การเคลื่อนที่สลับกันสม่ำเสมอ?

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

พิจารณาการเคลื่อนที่ของลูกเหล็กตามแนวรางเอียง ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความเร่งเกือบจะคงที่:

อนุญาต วีตรงเวลา ที = 0 ลูกบอลมี ความเร็วเริ่มต้น(รูปที่ 83)

จะหาการพึ่งพาความเร็วของลูกบอลตรงเวลาได้อย่างไร?

การเร่งความเร็วของลูกบอลก - ในตัวอย่างของเรา∆t = ที , Δ - - วิธี,

, ที่ไหน

เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ ความเร็วของร่างกายจะขึ้นอยู่กับเส้นตรง เวลา.

จากความเท่าเทียมกัน ( 1 ) และ (2) สูตรการประมาณดังนี้

มาสร้างกราฟการพึ่งพากันก x ( ที ) และ โวลต์ x ( ที ) (ข้าว. 84, ก, ข)

ข้าว. 84

ตามรูปที่ 83ก เอ็กซ์ = ก > 0, = โวลต์ 0 > 0.

แล้วการพึ่งพา ก x ( ที ) สอดคล้องกับกำหนดการ1 (ดูรูปที่ 84, ก) นี้เส้นตรงขนานกับแกนเวลา การพึ่งพาอาศัยกันโวลต์ x ( ที ) สอดคล้องกับกำหนดการ, อธิบายการเพิ่มขึ้นของประมาณการสโกเติบโต (ดูรูปที่. 84, ข) เห็นได้ชัดว่ามันกำลังเติบโตโมดูลความเร็ว. ลูกบอลกำลังเคลื่อนที่เร่งความเร็วสม่ำเสมอ

ลองพิจารณาตัวอย่างที่สอง (รูปที่ 85) ตอนนี้ความเร็วเริ่มต้นของลูกบอลพุ่งขึ้นไปตามร่อง เมื่อเคลื่อนขึ้นไปลูกบอลจะค่อยๆสูญเสียความเร็ว ตรงจุดกเขา บนช่วงเวลาจะหยุดและจะเริ่มเลื่อนลง หยุดเต็มก เรียกว่าจุดเปลี่ยน

ตาม การวาดภาพ 85 ก เอ็กซ์ = - ก< 0, = โวลต์ 0 > 0 และสูตร (3) และ (4) สอดคล้องกับกราฟิก2 และ 2" (ซม.ข้าว. 84, ก , ข)

กำหนดการ 2" แสดงว่าในช่วงเริ่มต้นขณะที่ลูกบอลกำลังเคลื่อนขึ้นด้านบนจะมีเส้นโครงของความเร็วโวลต์ x เป็นบวก ก็ลดลงไปพร้อมๆ กันที= กลายเป็นศูนย์ ขณะนี้บอลถึงจุดเปลี่ยนแล้วก (ดูรูปที่ 85) ณ จุดนี้ทิศทางความเร็วของลูกบอลเปลี่ยนไปเป็นด้านตรงข้ามและที่ที> การฉายภาพความเร็วกลายเป็นลบ

จากกราฟ 2" (ดูรูปที่ 84, ข) เป็นที่ชัดเจนว่าจนกระทั่งถึงช่วงเวลาของการหมุน โมดูลความเร็วจะลดลง - ลูกบอลเคลื่อนที่ขึ้นในอัตราที่เท่ากัน ที่ที > ที n โมดูลความเร็วเพิ่มขึ้น - ลูกบอลเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่งสม่ำเสมอ

สร้างกราฟโมดูลัสความเร็วเทียบกับเวลาของคุณเองสำหรับทั้งสองตัวอย่าง

กฎการเคลื่อนที่สม่ำเสมออื่นๆ ที่ต้องรู้มีอะไรบ้าง?

ในมาตรา 8 เราได้พิสูจน์แล้วว่าสำหรับการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอของพื้นที่ของรูประหว่างกราฟโวลต์ x และแกนเวลา (ดูรูปที่ 57) มีค่าเท่ากับตัวเลขของการกระจัด Δร เอ็กซ์ . สามารถพิสูจน์ได้ว่ากฎนี้ใช้กับการเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอด้วย จากนั้น ตามรูปที่ 86 เส้นโครงการกระจัด Δร เอ็กซ์ ด้วยการเคลื่อนที่สลับสม่ำเสมอจะถูกกำหนดโดยพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูเอบีซีดี . พื้นที่นี้เท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของฐานสี่เหลี่ยมคางหมูคูณด้วยความสูงค.ศ .

เป็นผลให้:

เนื่องจากค่าเฉลี่ยของการประมาณความเร็วของสูตร (5)

ดังต่อไปนี้:

เมื่อขับรถ กับความเร่งคงที่ ความสัมพันธ์ (6) ไม่เพียงแต่เป็นที่พอใจสำหรับการฉายภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเวกเตอร์ความเร็วด้วย:

ความเร็วเฉลี่ยการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้าย

ไม่สามารถใช้สูตร (5), (6) และ (7) ได้สำหรับความเคลื่อนไหว กับการเร่งความเร็วไม่สม่ำเสมอ สิ่งนี้อาจนำไปสู่ถึงความผิดพลาดร้ายแรง

การรวมความรู้

ลองดูตัวอย่างการแก้ปัญหาจากหน้า 57:

รถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วซึ่งมีโมดูลัส = 72. เห็นสัญญาณไฟจราจรสีแดงคนขับอยู่บนถนนส= 50 ม. ลดความเร็วลงอย่างสม่ำเสมอเป็น = 18 . กำหนดลักษณะการเคลื่อนที่ของรถ ค้นหาทิศทางและขนาดของความเร่งที่รถเคลื่อนที่ขณะเบรก

มอบให้: Reshe เหตุผล:

72 = 20 รถเคลื่อนที่ช้าสม่ำเสมอ อุสโก-

ขับรถทิศทางตรงกันข้าม

18 = 5 ความเร็วของการเคลื่อนที่

โมดูลการเร่งความเร็ว:

ส= 50 ม

เวลาเบรก:

เอ- ? Δ เสื้อ =

แล้ว

คำตอบ:

สรุปบทเรียน

เมื่อขับรถ กับด้วยความเร่งคงที่ ความเร็วจะขึ้นอยู่กับเวลาเป็นเส้นตรง

ด้วยการเคลื่อนที่ของทิศทางที่เร่งสม่ำเสมอ ความเร็วทันทีและความเร่งเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน โดยมีการชะลอตัวเท่ากันซึ่งอยู่ตรงข้ามกัน

ความเร็วในการขับขี่เฉลี่ยกับความเร่งคงที่เท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้าย

องค์กร การบ้าน

มาตรา 12 เช่น 7 หมายเลข 1, 5

การสะท้อนกลับ

ดำเนินการต่อวลี:

วันนี้ในชั้นเรียนฉันได้เรียนรู้...

มันน่าสนใจ...

ความรู้ที่ฉันได้รับในบทเรียนจะเป็นประโยชน์

กำลังศึกษาคลาสสิก การเคลื่อนไหวทางกลฟิสิกส์เกี่ยวข้องกับจลนศาสตร์ การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ต่างจากไดนามิกส์ว่าทำไมร่างกายถึงเคลื่อนไหว เธอตอบคำถามว่าพวกเขาทำอย่างไร ในบทความนี้ เราจะดูว่าความเร่งและการเคลื่อนที่ที่มีความเร่งคงที่คืออะไร

แนวคิดเรื่องการเร่งความเร็ว

เมื่อร่างกายเคลื่อนที่ไปในอวกาศ ในบางเวลาร่างกายก็จะเอาชนะได้ วิธีหนึ่งซึ่งเป็นความยาวของวิถี ในการคำนวณเส้นทางนี้ เราใช้แนวคิดเรื่องความเร็วและความเร่ง

ความเร็วเป็นปริมาณทางกายภาพบ่งบอกถึงความรวดเร็วในเวลาที่มีการเปลี่ยนแปลงระยะทางที่เดินทาง ความเร็วจะพุ่งตรงไปยังวิถีการเคลื่อนที่ในทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกาย

ความเร่งเป็นปริมาณที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย กล่าวโดยย่อคือ อธิบายการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ณ จุดเวลาที่กำหนด คณิตศาสตร์มีลักษณะดังนี้:

เพื่อให้เข้าใจสูตรนี้ชัดเจนยิ่งขึ้น เราขอยกตัวอย่างง่ายๆ สมมติว่าใน 1 วินาทีของการเคลื่อนไหว ความเร็วของร่างกายเพิ่มขึ้น 1 เมตร/วินาที ตัวเลขเหล่านี้ เมื่อแทนค่าในนิพจน์ข้างต้น ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือ ความเร่งของร่างกายในช่วงวินาทีนี้เท่ากับ 1 เมตร/วินาที 2

ทิศทางความเร่งไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางของความเร็วโดยสิ้นเชิง เวกเตอร์ของมันเกิดขึ้นพร้อมกับเวกเตอร์ของแรงลัพธ์ที่ทำให้เกิดความเร่งนี้

มันควรจะสังเกต จุดสำคัญในนิยามความเร่งที่กำหนด ค่านี้ไม่เพียงแสดงลักษณะเฉพาะของการเปลี่ยนแปลงความเร็วในขนาดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางด้วย ข้อเท็จจริงสุดท้ายควรคำนึงถึงในกรณีนี้ด้วย การเคลื่อนไหวโค้ง- นอกจากนี้ในบทความจะพิจารณาเฉพาะการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเท่านั้น

ความเร็วเมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่

ความเร่งจะคงที่หากรักษาขนาดและทิศทางไว้ระหว่างการเคลื่อนที่ การเคลื่อนไหวดังกล่าวเรียกว่าการเร่งความเร็วสม่ำเสมอหรือชะลอตัวลงอย่างสม่ำเสมอ - ทั้งหมดขึ้นอยู่กับว่าการเร่งความเร็วทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้นหรือลดลง

ในกรณีที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ สามารถกำหนดความเร็วได้โดยใช้สูตรใดสูตรหนึ่งต่อไปนี้

สมการสองตัวแรกมีลักษณะเฉพาะ การเคลื่อนไหวที่รวดเร็วสม่ำเสมอ- ข้อแตกต่างระหว่างนิพจน์ทั้งสองคือนิพจน์ที่สองใช้ได้กับกรณีของความเร็วเริ่มต้นที่ไม่เป็นศูนย์

สมการที่สามคือการแสดงออกของความเร็วของการเคลื่อนที่ช้าๆ สม่ำเสมอด้วยความเร่งคงที่ การเร่งความเร็วนั้นมุ่งเป้าไปที่ความเร็ว

กราฟของทั้งสามฟังก์ชัน v(t) เป็นเส้นตรง ในสองกรณีแรก เส้นตรงมีความชันเป็นบวกสัมพันธ์กับแกน x ในกรณีที่สาม ความชันนี้เป็นลบ

สูตรสำหรับระยะทางที่เดินทาง

สำหรับเส้นทางในกรณีของการเคลื่อนที่ที่มีความเร่งคงที่ (ความเร่ง a = const) การหาสูตรไม่ใช่เรื่องยากหากคุณคำนวณอินทิกรัลของความเร็วในช่วงเวลาหนึ่ง เมื่อทำสิ่งนี้แล้ว การดำเนินการทางคณิตศาสตร์สำหรับสมการทั้งสามที่เขียนข้างต้น เราได้ สำนวนต่อไปนี้สำหรับเส้นทาง L:

L = โวลต์ 0 *เสื้อ + a*t 2/2;

L = โวลต์ 0 *t - a*t 2/2

กราฟของฟังก์ชันเส้นทางทั้งสามเทียบกับเวลาคือพาราโบลา ในสองกรณีแรก กิ่งด้านขวาของพาราโบลาจะเพิ่มขึ้น และสำหรับฟังก์ชันที่สาม มันจะค่อยๆ ไปถึงค่าคงที่ที่แน่นอน ซึ่งสอดคล้องกับระยะทางที่เดินทางไปถึง หยุดเต็มร่างกาย

การแก้ปัญหา

รถแล่นด้วยความเร็ว 30 กม./ชม. เริ่มเร่งความเร็ว ใน 30 วินาที เขาครอบคลุมระยะทาง 600 เมตร รถมีอัตราเร่งเท่าไร?

ก่อนอื่น ลองแปลงความเร็วเริ่มต้นจาก km/h เป็น m/s:

โวลต์ 0 = 30 กม./ชม. = 30000/3600 = 8.333 ม./วินาที

ทีนี้มาเขียนสมการการเคลื่อนที่:

L = โวลต์ 0 *t + a*t 2/2

จากความเท่าเทียมกันนี้เราแสดงความเร่งเราได้:

ก = 2*(L - v 0 *t)/t 2.

ทั้งหมด ปริมาณทางกายภาพในสมการนี้ทราบจากเงื่อนไขของปัญหา เราแทนมันลงในสูตรแล้วได้คำตอบ: a data 0.78 m/s 2 ดังนั้น เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ รถจึงเพิ่มความเร็วขึ้น 0.78 เมตรต่อวินาที

มาคำนวณกัน (เพื่อความสนุก) ว่าเขาได้รับความเร็วเท่าใดหลังจากเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเป็นเวลา 30 วินาที เราได้:

v = v 0 + a*t = 8.333 + 0.78*30 = 31.733 เมตร/วินาที

ความเร็วที่ได้คือ 114.2 กม./ชม.