Кинематика вращательного движения - ВВЕДЕНИЕ. ФИЗИКА В ПОЗНАНИИ ВЕЩЕСТВА, ПОЛЯ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ

Цель: сравнить кинематику вращательного и колебательного движения.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания

1. Какая используется идеальная модель для описания баллистического движения тела?

2. Почему при баллистическом движении тело движется по вертикали равнопеременно, по горизонтали равномерно.

3. При каком угле при отсутствии воздуха дальность максимальная?

4. Как сила сопротивления влияет на баллистическое движение?

II. Решение задач

1. Снаряд, вылетевший из орудия под углом к горизонту, находится в полете Т = 12 с. Какой наибольшей высоты Н достиг снаряд? Сопротивление воздуха не учитывать. Ускорение свободного падения g = 10 м/с². (Ответ: Н = (gT²)/8 = 180 м).

2. Мяч, брошенный одним игроком другому под некоторым углом к горизонту со скоростью V₀ = 20 м/с, достиг высшей точки траектории через τ = 1 с. На каком расстоянии I друг от друга находились игроки? Ускорение свободного падения g = 10 м/с². Силу сопротивления воздуха считайте пренебрежимо малой.

(Ответ: )

3. Гимнаст в цирке прыгает с подкидного трамплина и через время Т = 1,2 с приземляется на расстоянии l = 6 м от трамплина. Точка приземления и трамплин расположены на одном горизонте. Определите величину V₀ скорости в момент прыжка и угол наклона б вектора V₀ к горизонтальной плоскости. Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного паденияg = 10 м/с².

(Ответ: )

4. Тело брошено под углом α = 30° к горизонту с начальной скоростью V₀ = 10 м/с. Найдите величину V скорости тела через t = 1 с после начала движения и угол в между вектором V и горизонтом. Ускорение свободного падения g = 10 м/с².

(Ответ: )

III. Изучение нового материала

Эксперимент

Демонстрируются пружинный маятник, математический, канонический, по демонстрационному столу раскручивают горизонтальную подставку.

- Что общего в этих явлениях? Все они повторяют свои движения с течением времени. Приведите свои примеры: (смена дня и ночи, солнечные и лунные затмения, приливы и отливы).

Движения, которые повторяются через постоянный промежуток времени, называются периодическими.

Период - минимальный интервал времени, через который движение повторяется. Через период частица вновь попадает в начальную точку движения и вновь повторяет свой путь по прежней траектории.

Различают два вида периодического движения: вращательное (движение в одном направлении по плоскостной (или пространственной) замкнутой траектории, второе колебательное движение вдоль одного и того же отрезка с изменением направления движения.

Равномерное движение по окружности - пример вращательного движения. При равномерном движении по окружности модуль скорости тела остается постоянным, при этом тело можно рассматривать как материальную точку.

Положение частицы в пространстве в произвольный момент определяется тремя способами.

1. С помощью пути l.

2. С помощью угла поворота α.

3. С помощью закона движения в координатной форме.

Так как длина окружности l = 2πR, а скорость V:

Период вращения - время одного оборота по окружности.

так как

Скорость - векторная величина. Любое изменение вектора скорости означает появление ускорения:

ΔV характеризуется не только изменением модуля скорости, но и ее направления.

Если изменяется направление, то возникает равномерное криволинейное движение.

а_n - нормальное ускорение или центростремительное.

Если скорость направлена по касательной к окружности, то она изменяет свое направление в каждой точке.

При равномерном движении по окружности скорость тела и ее ускорения составляют угол 90° (перпендикулярны), ускорение направлено по радиусу к центру окружности и называется нормальным или центростремительным.

Колебательное движение

Гармонические колебания - колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем синусоидально (или косинусоидально).

III. Закрепление изученного

1. Какое движение называют периодическим?

2. Какие параметры характеризуют положение точки на окружности?

3. Почему равномерное движение по окружности является ускоренным?

4. Куда направлено нормальное ускорение?

5. Какие колебания называют гармоническими?

6. Как зависят координаты колеблющейся точки, ее скорости и ускорения от вращения?

Домашнее задание

П. 19.