58716

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Цели урока. дидактическая: познакомить учащихся с особенностями движение тела, брошенного под углом к горизонту, а также с математическим описанием этого движения; развивающая: развивать образное мышление, качество речи, показать связь физических законов и явлений с математическими выражениями.

Русский

2014-04-29

57 KB

135 чел.

Пташинской О. И., 511 группа

План-конспект урока физики в 9-ом классе

Тема урока: Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: смешанный урок.

Цели урока.

дидактическая: познакомить учащихся с особенностями движение тела, брошенного под углом к горизонту, а также с математическим описанием этого движения;

развивающая: развивать образное мышление, качество речи, показать связь физических законов и явлений с математическими выражениями.

ТСО: пластиковая бутылка с окрашенной водой, штатив.

Демонстрации: опыт, показывающий зависимость характера полета струи воды от угла наклона и скорости вытекания воды.

Ведущая идея урока: Движение тела под углом к горизонту есть векторная сумма вертикальной и горизонтальной составляющих скоростей.

Структура урока:

1. Организационный этап 2 мин.

2. Проверка домашнего задания 10 мин.

3. Изучение нового материала 20 мин.

4. Практические упражнения 10 мин.

5. Домашнее задание 3 мин.

Содержание урока:

Организационный этап.

Захожу в класс, приветствую ребят, проверяю готовность доски, наличие мела, отмечаю отсутствующих, выясняю причины отсутствия, спрашиваю, какие проблемы возникли при подготовке домашнего задания.

Проверка домашнего задания.

Вопросы по теории.

1. Как направлена скорость движения в любой точке траектории?

Ответ: По касательной к параболе в этой точке.

2. Чем является траектория движения тела, брошенного горизонтально?

Ответ: Параболой.

3. Из каких составляющих состоит движение по параболе?

Ответ: Из равномерного движения в горизонтальном направлении и равноускоренного в вертикальном.

4. Записать законы изменения координат X и Y в зависимости от времени.

Ответ:  x=x0+v0t,

y=y0+gt2/2.

Изучение нового материала.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, часто называют баллистическим движением. Баллистика (греч. ballo ― бросаю) ― наука, которая изучает законы движения артиллеристских снарядов, пуль, реактивных самолетов, ракет и т.д. Первым, кто правильно описал баллистическое движение, был Галилей.

Для простоты будем рассматривать движение тела без учета силы сопротивления движения, хотя далеко не всегда это можно сделать. Часто не учитывают эту силу, если тело имеет большую массу.

Проведем такой опыт. Пластиковую бутылку с окрашенной водой закрепим на штативе, отклонив от вертикали. Открыв отверстие в бутылке, будем наблюдать за траекторией движения струи воды. Из опыта видно, что траекторией будет парабола. Изменяя угол наклона и скорость вытекания воды в струе (нажатием на бутылку),

заметим, что меняются максимальная скорость подъема и дальность полета.

Определим характеристики движения тела. Пусть начальная скорость v0, а угол, который она составляет с горизонтом, ― α. 

Это движение равноускоренное с ускорением g, которое происходит только под действием силы тяжести. Значит, мгновенная скорость v изменяется по закону равноускоренного движения:

v = v0+gt.                                                         (1)

В проекции на ось OX gx = 0,

vx = v0x, или vx = v0 cos α.                                          (2)

Горизонтальная составляющая скорости vx от времени не зависит, т.е. по горизонтали движение равномерное. Это является результатом того, что в горизонтальном направлении на тело не действует сила. В проекции на ось OY уравнение (1) получим:

vy = v0y+gyt.

Так как v0y = v0 sin α, gy = -g, тогда

vy = v0 sin α – gt,                                                  (3)

т.е. в вертикальном направлении тело движется равноускоренно с ускорением gy<0.

Формулы (1) ― (3) позволяют записать законы движения тела в вертикальном и горизонтальном направлениях. Так как тело начинает движение с начала координат, то x0 = 0, y0 = 0. Тогда

x = v0 cos α t,                                                    (4)

y = v0 sin α tgt2/2.                                             (5)

Максимальное значение x = OC есть дальность полета L тела. Значит,

L = v0 cos α t.                                                  (6)

Из формулы (6) видно, что дальность полета при данной начальной скорости зависит от угла α, под которым бросают тело. Найдем α, при которой L максимальна. При этом y = 0. Тогда (5) имеет вид

0 = v0 sin α t – gt2/2, или

t = 2v0 sin α /g.                                                  (7)

Подставим (7) в (6). Получим:

L = 2v02 cos α sin α / g.

Известно, что 2 cos α sin α = sin 2α, тогда

L = v02 sin 2α/g.                                                  (8)

Исследуем (8). v0 и g ― постоянные, L зависит только от sin 2α. Максимальное значение sin 2α = 1, при 2α = 90º, а α = 45º.

Таким образом, дальность полета L тела, брошенного под углом α к горизонту, будет максимальной, если скорость бросания направлена под углом 45º к горизонту.

Итак, сделаем выводы:

1. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, состоит из двух независимых движений: равномерного со скоростью vx = v0 cos α по горизонтали и равноускоренного со скоростью vy = v0 sin α – gt по вертикали.

2. Время движения по горизонтали в 2 раза большее за время подъема тела на максимальную высоту.

3. В самой высокой точке траектории движение тела (вершина параболы) вертикальная составляющая скорости равна нулю.

4. Максимальная дальность полета, без учета сопротивления движения, при данной начальной скорости достигается при угле бросания α = 45º.

Практические упражнения.

Упр.12. на стр.70.

Домашнее задание.

§ 18.

Оформление доски.

 

  vx = v0 cos α 

  vy = v0 sin α – gt 

1.11.2004. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Д/З. § 18.

Записи в рабочей тетради ученика.

1. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, состоит из двух независимых движений: равномерного со скоростью vx = v0 cos α по горизонтали и равноускоренного со скоростью vy = v0 sin α – gt по вертикали.

2. Время движения по горизонтали в 2 раза большее за время подъема тела на максимальную высоту.

3. В самой высокой точке траектории движение тела (вершина параболы) вертикальная составляющая скорости равна нулю.

4. Максимальная дальность полета, без учета сопротивления движения, при данной начальной скорости достигается при угле бросания α = 45º.

v = v0+gt.

OX:  vx = v0x, или vx = v0 cos α.

OY:     vy = v0y+gyt.

Так как v0y = v0 sin α, gy = -g, тогда

vy = v0 sin α – gt,

x0 = 0, y0 = 0.

x = v0 cos α t,

y = v0 sin α t – gt2/2.

Максимальное значение x = OC есть дальность полета L тела. Значит,

L = v0 cos α t.

Найдем α, при которой L максимальна. При этом y = 0. Тогда

0 = v0 sin α tgt2/2, или

t = 2v0 sin α /g.

L = 2v02 cos α sin α / g.

Известно, что 2 cos α sin α = sin 2α, тогда

L = v02 sin 2α/g.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74950. Розв’язування задач на знаходження швидкості, часу та відстані 92 KB
  Мета: Ознайомити учнів зі способами визначення відстані, швидкості та часу; за допомогою пилки» формувати вміння розв’язувати задачі на основі творчих видів роботи; розвивати обчислюванні навички.
74951. Повторення вивченого «Нумерація чисел від 21 до 100» 45 KB
  Кожен герой мультика приготував для вас своє завдання. Увага відгадайте герої якого мультфільму пропонують вам перше завдання звучить пісня Ю. Щоб нікого не образити ми виконаємо і те і те завдання. Фрагмент пісні з Бременських музикантів готові малюнки кожної тварини яка буде пропонувати завдання.
74952. Розв’язування задач на зведення до одиниці. Вправи на засвоєння таблиці множення числа 8. Розпізнання многокутників 32.5 KB
  Удосконалювати вміння учнів розвязувати задачі на зведення до одиниці; домогтися засвоєння таблиці множення числа 8 напамять; закріплювати знання правил порядку дій; розвивати обчислювальні навички та вміння розвязувати рівняння...
74953. Письменное вычитание трёхзначных чисел. Сложные задачи – цена, количество, стоимость. Геометрический материал 188.5 KB
  Цель: Учить детей письменному вычитанию трехзначных чисел столбиком; закрепить умение делать правильный мотивированный выбор действия в задаче; выбирать арифметическое действие для решения задачи; составлять равенства на умножение деление; классифицировать и обобщать.
74954. Усвоение таблицы умножения и деления. Составление задачи по выражению 56 KB
  Цель. Совершенствовать умение решать выражения на основе знаний таблицы умножения и деления; развивать умение решать уравнения на нахождение неизвестного делителя; закреплять умение составлять и решать задачи по выражению, задачи на приведение к единице...
74955. Повторение табличного деления и умножения чисел 58.5 KB
  Цели и задачи: Образовательные: усвоение полученных знаний, умений и навыков при табличном делении и умножении; Развивающие: развивать наблюдательность и умение рассуждать; развивать математические способности, логическое мышление, внимание и интерес к предмету через игру...
74956. Додавання й віднімання виду 430 + 500, 430 + 50, 760 – 400, 760 – 40. Розширена задача на спосіб зведення до одиниці. Складена задача, яка включає суму двох або трьох доданків 54 KB
  Мета. Закріплювати вміння учнів додавати круглі трицифрові числа різними способами. Працювати над розв’язуванням задач. Розкриватимемо таємниці єгипетських пірамід. Розвивати обчислювальні навички, логічне мислення, пам’ять.
74957. Множення на 0, 1 35.5 KB
  МЕТА: Сформувати вміння та навички учнів при обчисленні прикладів на множення 0, 1; розвивати обчислювальні навички, розвивати пізнавальний інтерес до вивчення математики, виховувати уважність.
74958. Сравнение задач на пропорциональное деление. Деление с остатком трехзначных чисел на круглые десятки 43 KB
  Задачи: Развивать умение решать задачи на пропорциональное деление. Развивать навыки деления трехзначных чисел на круглые с остатком. Развивать логическое мышление, память, внимание. Воспитывать дружеские отношения в соревновании.