Тақырыбы:Еркін құлау. Салмақсыздық
- Сабақтың түрі:біріктірілген.
- Сабақтың мақсаты:оқушыларға үдеу векторының шамасы барлық денелер үшін тұрақты мән болатын бірқалыпты қозғалыстың ерекше жағдайы ретінде денелердің еркін түсуі туралы түсінік беру; еркін құлаған дененің кез келген уақытындағы дененің координатасы мен жылдамдығын есептеу қабілетін дамыту; салмақсыздық ұғымын беріңіз.
- Сабаққа қажетті құрал-жабдықтар:доп, қағаз парағы, қағаз шар, металл монета, қағаз монета, әртүрлі массалық шарлар, Ньютон түтігі, ДК және ID.
- 1. Негізгі материалды қабылдауға дайындық.
- 2. Жаңа материалды оқу.
- 3. Материалды бекіту.
- 4. Сабақты қорытындылау.
- 5. Үйге тапсырма.
- 1. Өздік жұмыс:
- 1-нұсқа. 1) 10 Н күш 2 м/с2 үдеу беретін дененің массасы неге тең?
- 2) 25 Н және 10 Н қорытынды күштердің модулі қандай болуы мүмкін?
- 2-нұсқа.1) Массасы 2 кг денеге 20 Н күш қандай үдеу береді?
- 2) Денеге әсер ететін күштердің бірі 15 Н-ге тең. Осы күштердің нәтижесінің модулі 5 Н-ге тең болса, екінші күштің мәні неге тең?
- 1) Ньютонның үшінші заңын математикалық жолмен оқыңыз және жазыңыз.
- 2) Бірқалыпты үдемелі қозғалыстың бірқалыпты қозғалыстан айырмашылығы неде?
- 3) Бірқалыпты үдетілген қозғалыс кезінде жылдамдықты анықтау формуласын жазыңыз.
- 4) Бірқалыпты үдетілген қозғалыс кезіндегі орын ауыстыруды анықтау формуласын жазыңыз.
- 5) Бірқалыпты үдетілген қозғалысқа қандай заңдылықтар тән?
- 6) Ньютонның үшінші заңының ерекшеліктерін ата
- Жер бетіне жақын орналасқан барлық денелерге әсер ететін ауырлық күші тұрақты болғандықтан, еркін түсетін дене тұрақты үдеумен, яғни біркелкі үдеумен қозғалуы керек.
1.Тарихи мәліметтер.
- Аристотель теориясы:Дене неғұрлым ауыр болса, соғұрлым ол тезірек түседі.
- қайшылық: егер жеңіл дене ауырға қарағанда баяу құласа, жеңіл дене мен ауыр дене баяу (?) құлай ма, әлде ауыр болған соң тезірек құлай ма?
- 1) Құлаған қағаз парағы
- және қағаз шар. 2)
- 2) Түрлілерді тастаңыз
- шарлардың массасы бойынша.
- 3) Қағаз түсіру және
- металл монета 3)
- бөлек және бірге.
- Пиза мұнарасынан әртүрлі массалардағы шарлармен тәжірибелер түсірілді.
- Шарлар дерлік бір уақытта жерге түсті.
- Демек, егер ауа кедергісін елемеуге болатын болса, барлық құлаған денелер бірдей үдеумен біркелкі қозғалады.
- Стробоскопиялық фотосуреттерді зерттегенде біз осындай қорытындыға келеміз.
- - белгілі аралықпен құлап жатқан допты суретке түсіру (оқулықтың 53-бет), фотосуреттер доптың қозғалысы біркелкі жылдамдатылғанын және ауырлық күшінің үдеуі g = 9,8 м/с 2 екенін дәлелдейді.
- латынның gravitas («gravitas») сөзінен шыққан g әрпімен белгіленеді, ол «ауырлық» дегенді білдіреді.
- Тәжірибелер Ньютон түтігінің көмегімен жүргізілді
Жердің берілген нүктесіндегі ауырлық күшінің үдеуі құлайтын денелердің массасына, тығыздығына және пішініне тәуелді емес екенін растау.
5. Массалары әртүрлі денелердің әртүрлі жылдамдықпен құлауын түсіндіру .
- F 1 =F t + F c F 2 =F t + F c
- F c F c
- F 1 F т
- F t F t =mg=m . 9,8 м/с 2
Бірқалыпты үдетілген қозғалысты сипаттайтын формулалар
Бірқалыпты үдетілген қозғалыс
Еркін құлау
V x =V ox +a x t
Жоғары лақтырылған дененің қозғалысы
S x =V ox t+(a x t 2)/2
S y =V oy t+(gt 2)/2
V y =V o y -gt
X = X 0 +V x0 t+(a x t 2)/2
S=V oy t-(gt 2)/2
У=У 0 +V 0y t+(g y t 2)/2
У= V 0y t-(g y t 2)/2
3. Құлаған дененің жылдамдығы мен координатасының уақытқа тәуелділігі.
3. Тігінен жоғары лақтырылған дененің жылдамдығы мен координатасының уақытқа тәуелділігі.
- Дененің бастапқы орны координаталар басы болсын, OU осі төмен бағытталған болсын, содан кейін V y (t) және Y (t) графиктері:
Салмақсыздық - дене салмағы нөлге тең болатын күй.
- Бұл күй денеге тек ауырлық күші әсер еткенде пайда болады; дене еркін түсу үдеуімен трансляциялық қозғалады.
- Яғни серіппеге ілінген дене серіппенің деформациясын тудырмайды, ал тіректе қозғалыссыз жатқан дене оған ешқандай күш түсірмейді.
- x P= m (g - a) g=a P=0
- 1.Мыс. 13 (2) Қарындаш 80 см биіктіктегі үстелден еденге құлады. Оның құлау уақытын анықтаңыз.
- 2. Әртүрлі денелердің бірдей биіктіктен еркін түсу уақыты бірдей бола ма?
- 3.Тас бір жартастан 2с, екіншісінен 6с құлады. Екінші тау жынысы біріншіден неше есе биік?
- Үй жұмысы:
- § 13, 14, ex.13 (1.3); No 192, 204, 207.
- Абзацтан кейінгі сұрақтарға жауап беру, дәптерге жазылған рефераттарды білу.
Сұрақтар.
1. Жоғары көтерілу кезінде жоғары лақтырылған денеге ауырлық күші әсер ете ме?
Ауырлық күші барлық денелерге лақтырылғанына немесе тыныштықта болғанына қарамастан әсер етеді.
2. Үйкеліс күші болмаған кезде жоғары лақтырылған дене қандай үдеумен қозғалады? Бұл жағдайда дененің жылдамдығы қалай өзгереді?
3. Ауа кедергісін елемеуге болатын жағдайда жоғары лақтырылған денені көтерудің максималды биіктігі немен анықталады?
Көтеру биіктігі бастапқы жылдамдыққа байланысты. (Есептеу үшін алдыңғы сұрақты қараңыз).
4. Осы дененің жоғарыға еркін қозғалысы кезіндегі дененің лездік жылдамдығының және ауырлық күшінің үдеуінің векторларының проекцияларының белгілері туралы не айтуға болады?
Дене жоғары қарай еркін қозғалғанда, жылдамдық пен үдеу векторларының проекцияларының таңбалары қарама-қарсы болады.
5. 30-суретте бейнеленген тәжірибелер қалай жүргізілді және олардан қандай қорытынды шығады?
Тәжірибелердің сипаттамасын 58-59 беттерді қараңыз. Қорытынды: Егер денеге тек ауырлық күші әсер етсе, онда оның салмағы нөлге тең, яғни. ол салмақсыздық жағдайында.
Жаттығулар.
1. Бастапқы жылдамдығы 9,8 м/с болатын теннис добы тігінен жоғары лақтырылды. Қай уақыттан кейін көтерілген шардың жылдамдығы нөлге дейін төмендейді? Доп лақтыру нүктесінен қанша қозғалыс жасайды?
Слайд 2
Қайталау
2 Атмосфера болған кезде құлаған денелердің қозғалысы біркелкі болады.
Слайд 3
3 Еркін түсуді сипаттайтын заңдар, егер V0 = 0; V = gt, егер V0 = 0;
Слайд 4
Қайталау
4 1. Ауа сорылған түтікте бірдей биіктікте түйіршік, тығын және құс қауырсыны бар. Қандай дене басқаларға қарағанда түтік түбіне кеш жетеді? A) Дробинка. B) Қорқыт. В) Құс қауырсыны. D) Үш дене түгелдей түтік түбіне жетеді. 2. Еркін түсетін дененің 3 секундтан кейінгі жылдамдығы қандай? V0=0м/с, г=10м/с². А) 15 м/с В) 30 м/с С) 45 м/с Д) 90 м/с 3. Еркін құлаған дене 4 секундта қанша жол жүреді? V0=0м/с,г=10м/с². А) 20м Ә) 40м С) 80м Д) 160м 4. Еркін түсетін дене 6 секундта қандай қашықтықты жүріп өтеді?V0 = 0 м/с, g = 10 м/с². А) 55м Ә) 60м С) 180м Д) 360м
Слайд 5
5 17.11.2011 ж Тігінен жоғары лақтырылған дененің қозғалысы. Сабақтың мақсаты: 1. Тігінен жоғары лақтырылған дененің қозғалысы біркелкі жылдамдатылғанына көз жеткізу. 2. Қозғалыстың негізгі формулаларын алу. 3. Мұндай қозғалысқа мысалдар келтір.
Слайд 6
Формулалар
6 Тігінен жоғары лақтырылған дененің қозғалысы. v = vо - gt y = ho+vot - gt2/2 OY осі тігінен жоғары бағытталған
Слайд 7
Қозғалыстың графикалық көрінісі
7 Жылдамдықтың уақытқа қатысты графигі. Үдеу, жол және уақыт бойынша координаталар графиктері.
Слайд 8
Тігінен жоғары лақтырылған денелердің әртүрлі жылдамдықпен қозғалысы
8 Уақытпен салыстырғанда координат V02>V01
Слайд 9
9 Исландия аралының өзінің гейзерлер алқабы-Хаукальдур.Дәл осы жерде атақты Үлкен гейзер орналасқан.Гейзер күш-қуатын жинаған кезде 40-60 метр биіктіктегі қуатты реактивті ағынды аспанға үш рет қатарынан лақтырады. . Бұл «отшашу» он минутқа созылады, содан кейін су мен бу желдеткіш саңылауға қайтадан тартылатын сияқты. Соңғы уақытта Ұлы Гейзердің атқылауы азайып барады. Бірақ оның көршісі Стокр гейзері әлі күнге дейін қуатқа толы және туристерді 30-40 метр биіктікке көтерілген реактивті ұшақтарымен қуантады. Есеп: Ұлы гейзер мен Штоккр гейзерінің кратерінен су қандай жылдамдықпен атқылайды? «Ұшу» қанша уақытқа созылады? (Ұлы Гейзердің сағасынан су 35 м/с жылдамдықпен атқылайды, судың «ұшу» уақыты 7 с. Стокр гейзері үшін бұл мәндер сәйкесінше 28 м/с және 5,6 с.)
Слайд 10
«Қияр шашу»
10 Ең соғысқұмар өсімдік – «ақылсыз қияр». Ол толық жетілген кезде «құтырады». Қияр сабасынан үзіліп, 6-8 метрге дейін жеміс сабағы тұрған тесіктен атып шығады. Жеміс пісіп жатқанда оның ішінде газдар жиналады екен. Олар піскен кезде оның қуысындағы қысымы үш атмосфераға жетеді! Есеп: Жоғарыда көрсетілген биіктікке жету үшін құрамында тұқымы бар шырын ағыны қандай жылдамдықпен атқылауы керек? Тұқымның энергиясы қалай өзгереді? (Жол ағынының жылдамдығы 12,6 м/с, ал ағынның кинетикалық энергиясы потенциалдық энергияға айналады).
Ауырлық күші жер бетіндегі барлық денелерге әсер етеді: тыныштықта және қозғалыста, жер бетінде және оған жақын орналасқан.
Жерге еркін түсетін дене жылдамдығының артуымен біркелкі үдеумен қозғалады, өйткені оның жылдамдығы ауырлық күшімен және ауырлық күшінің үдеуімен бірге бағытталады.
Ауа кедергісі болмаған жағдайда жоғары лақтырылған дене де ауырлық күшінің әсерінен тұрақты үдеумен қозғалады. Бірақ бұл жағдайда лақтыру кезінде денеге берілген бастапқы v0 жылдамдығы жоғары бағытталған, яғни ауырлық күшіне және еркін түсу үдеуіне қарама-қарсы. Демек, дененің жылдамдығы төмендейді (әр секунд үшін - еркін түсу үдеуінің модуліне сандық түрде тең, яғни 9,8 м/с).
Белгілі бір уақыттан кейін дене ең үлкен биіктікке жетеді және бір сәтте тоқтайды, яғни оның жылдамдығы нөлге айналады. Дененің лақтырылған кездегі бастапқы жылдамдығы неғұрлым көп болса, оның көтерілу уақыты ұзағырақ және тоқтаған кезде оның биіктігі жоғары болатыны анық.
Содан кейін ауырлық күшінің әсерінен дене біркелкі құлай бастайды.
Тек ауырлық күшінің әсерінен дененің жоғары қозғалысына есептер шығарғанда бастапқы v0 жылдамдығымен түзу сызықты біркелкі үдетілген қозғалыс сияқты формулалар қолданылады, тек ось gx-ке ауыстырылады:
Жоғары қарай қозғалған кезде дененің жылдамдық векторы мен еркін түсудің үдеу векторы қарама-қарсы бағытта болатыны ескеріледі, сондықтан олардың проекциялары әрқашан әртүрлі белгілерге ие болады.
Егер, мысалы, X осі вертикаль жоғары бағытталған болса, яғни жылдамдық векторымен бірге бағытталған болса, онда v x > 0, бұл v x = v, a g x дегенді білдіреді.< 0, значит, g x = -g = -9,8 м/с 2 (где v - модуль вектора мгновенной скорости, a g - модуль вектора ускорения).
Егер X осі тігінен төмен бағытталған болса, онда v x< 0, т. е. v х = -v, a g x >0, яғни g x = g = 9,8 м/с 2.
Тек ауырлық күшінің әсерінен қозғалатын дененің салмағы нөлге тең. Мұны 31-суретте көрсетілген тәжірибелер арқылы тексеруге болады.
Күріш. 31. Еркін құлау кезінде денелердің салмақсыздығын көрсету
Металл шар үйдегі динамометрден ілулі тұр. Тыныштықтағы динамометрдің көрсеткіштері бойынша шардың салмағы (31, а-сурет) 0,5 Н. Егер динамометрді ұстап тұрған жіп кесілген болса, онда ол еркін түседі (бұл жағдайда ауа кедергісін ескермеуге болады). . Сонымен бірге оның көрсеткіші доптың салмағы нөлге тең екенін көрсететін нөлдік белгіге ауысады (31-сурет, б). Еркін түсетін динамометрдің салмағы да нөлге тең. Бұл жағдайда шар да, динамометр де бір-біріне ешқандай әсер етпей, бірдей үдеумен қозғалады. Басқаша айтқанда, динамометр де, доп та салмақсыздық күйінде.
Қарастырылған тәжірибеде динамометр мен доп тыныштық күйінен еркін түсті.
Енді дененің бастапқы жылдамдығы нөлге тең болмаса да салмақсыз болатынына көз жеткізейік. Мұны істеу үшін полиэтилен пакетін алып, оны шамамен 1/3 сумен толтырыңыз; содан кейін оның үстіңгі бөлігін арқанға бұрап, түйінге байлау арқылы қаптан ауаны алыңыз (Cурет 31, в). Егер қапты су толтырылған төменгі жағынан алып, төңкеріп алсаңыз, онда су салмағының әсерінен қаптың арқанға бұралған бөлігі босап, суға толады (31-сурет, г). Егер қапты төңкерген кезде жгутты босатуға мүмкіндік бермей ұстасаңыз (31-сурет, д), содан кейін сөмкені жоғары лақтырып тастасаңыз, көтерілу кезінде де, құлау кезінде де жгут шешілмейді (Cурет 31). 31, f). Бұл ұшу кезінде судың сөмкеге салмағын түсірмейтінін көрсетеді, өйткені ол салмақсыз болады.
Сіз бұл пакетті бір-біріне лақтыра аласыз, содан кейін ол параболалық траектория бойынша ұшады. Бірақ бұл жағдайда да пакет лақтырылған кезде берілген пішінін ұшу кезінде сақтайды.
Сұрақтар
- Жоғары көтерілу кезінде жоғары лақтырылған денеге ауырлық күші әсер ете ме?
- Үйкеліс күші болмаған кезде жоғары лақтырылған дене қандай үдеумен қозғалады? Бұл жағдайда дененің жылдамдығы қалай өзгереді?
- Ауа кедергісін ескермеуге болатын жағдайда жоғары лақтырылған денені көтерудің максималды биіктігі немен анықталады?
- Дененің лездік жылдамдығының векторларының проекцияларының белгілері және осы дененің жоғары қарай еркін қозғалысы кезіндегі ауырлық күшінің үдеулері туралы не айтуға болады?
- 31-суретте көрсетілген тәжірибелердің барысы туралы айтыңыз.Олардан қандай қорытынды шығады?
14-жаттығу
Теннис добы тігінен жоғары лақтырылды, бастапқы жылдамдығы 9,8 м/с. Қай уақыттан кейін көтерілген шардың жылдамдығы нөлге дейін төмендейді? Доп лақтыру нүктесінен қанша қозғалыс жасайды?
Жүктелуде...
