Presentasjon om emnet bevegelse av kastede kropper. Bevegelsen av en kropp kastet vertikalt oppover. Bevegelse av kropper som kastes vertikalt oppover med forskjellige hastigheter

Emne: Fritt fall. Vektløshet

• Leksjonstype: kombinert.
• Hensikten med leksjonen: gi elevene en ide om kroppens fritt fall, som et spesielt tilfelle av jevn bevegelse, der størrelsen på akselerasjonsvektoren er en konstant verdi for alle legemer; utvikle evnen til å beregne koordinaten og hastigheten til en kropp til enhver tid av en fritt fallende kropp; gi begrepet vektløshet.
• Utstyr til timen: ball, papirark, papirkule, metallmynt, papirmynt, kuler av ulike masser, Newtonrør, PC og ID.

• 1. Forberedelse for oppfatningen av hovedmaterialet.
• 2. Studere nytt materiale.
• 3. Feste materialet.
• 4. Leksjonssammendrag.
• 5. Lekser.

• 1. Selvstendig arbeid:
• Valg 1. 1) Hva er massen til et legeme som en kraft på 10 N gir en akselerasjon på 2 m/s2?
• 2) Hva kan være modulen til de resulterende kreftene til 25 N og 10 N?
• Alternativ 2.1) Hvilken akselerasjon gir en kraft på 20 N til et legeme som veier 2 kg?
• 2) En av kreftene som virker på kroppen er lik 15 N. Hva er verdien av den andre kraften hvis modulen til resultanten til disse kreftene er lik 5 N?

• 1) Les og skriv Newtons tredje lov matematisk.
• 2) Hvordan skiller jevnt akselerert bevegelse seg fra jevn bevegelse?
• 3) Skriv ned formelen for å bestemme hastigheten under jevnt akselerert bevegelse.
• 4) Skriv ned formelen for å bestemme forskyvning under jevnt akselerert bevegelse.
• 5) Hvilke mønstre er iboende i jevnt akselerert bevegelse?
• 6) Nevn trekk ved Newtons tredje lov

• Siden tyngdekraften som virker på alle legemer nær jordoverflaten er konstant, må et fritt fallende legeme bevege seg med konstant akselerasjon, det vil si jevnt akselerert.

1. Historisk informasjon.

• Aristoteles teori: Jo tyngre kroppen er, jo raskere faller den.
• motsetning: hvis en lett kropp faller saktere enn en tung, vil den lette kropp og den tunge falle saktere(?), eller fortere siden en er tyngre?
• 1) Fallende papirark
• og en papirkule. 2)
• 2) Slipp ulike
• etter masse baller.
• 3) Papirdråpe og
• metallmynt 3)
• hver for seg og sammen.

• Eksperimenter med kuler med forskjellige masser som ble sluppet fra det skjeve tårnet i Pisa.
• Ballene landet nesten samtidig.
• Følgelig, hvis luftmotstanden kan neglisjeres, beveger alle fallende kropper seg jevnt med samme akselerasjon.

• Vi kommer til samme konklusjon når vi studerer stroboskopiske fotografier.
• - fotografering av en fallende ball med jevne mellomrom (side 53 i læreboken), bildene beviser at ballens bevegelse er jevnt akselerert og tyngdeakselerasjonen g = 9,8 m/s 2
• betegnet med bokstaven g fra det latinske ordet gravitas ("gravitas"), som betyr "tyngde."
• Eksperimenter utført med et Newton-rør

bekrefte at tyngdeakselerasjonen ved et gitt punkt på jorden ikke avhenger av massen, tettheten og formen til fallende kropper.

5. Forklaring av fall av kropper med forskjellig masse i forskjellig hastighet .

• F 1 =F t + F c F 2 =F t + F c
• F c F c
• F 1 F t
• FtFt=mg=m. 9,8 m/s 2

Formler som karakteriserer jevnt akselerert bevegelse

Ensartet akselerert bevegelse

Fritt fall

V x =V ox +a x t

Bevegelse av en kropp kastet oppover

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 x 0 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. Avhengighet av hastigheten og koordinatene til en fallende kropp i tide.

3. Avhengighet av hastigheten og koordinatene til en kropp kastet vertikalt oppover i tide.

• La utgangsposisjonen til kroppen være opprinnelsen til koordinatene, la OU-aksen rettes nedover, deretter grafene V y (t) og Y (t):

Vektløshet er en tilstand der vekten til en kropp er null.

• Denne tilstanden oppstår hvis bare tyngdekraften virker på kroppen; kroppen beveger seg translasjonsmessig med akselerasjonen av fritt fall.
• Det vil si at et legeme opphengt på en fjær ikke forårsaker noen deformasjon av fjæren, og en kropp som ligger ubevegelig på en støtte, utøver ingen kraft på den.
• x P= m (g - a) g=a P=0

• 1.Eks. 13 (2) En blyant faller fra et 80 cm høyt bord til gulvet. Bestem tidspunktet for dets fall.
• 2. Vil tidspunktet for fritt fall for forskjellige kropper fra samme høyde være det samme?
• 3. Steinen falt fra en klippe i 2s, og fra den andre i 6s. Hvor mange ganger er den andre steinen høyere enn den første?
• Hjemmelekser:
• § 13, 14, eks.13 (1.3); nr. 192, 204, 207.
• Svar på spørsmålene etter avsnittet, kjenn til sammendragene som er skrevet i notatboken.

Spørsmål.

1. Virker tyngdekraften på en kropp som kastes opp under oppstigningen?

Tyngdekraften virker på alle legemer, uansett om den er kastet opp eller i ro.

2. Med hvilken akselerasjon beveger et oppkastet legeme seg i fravær av friksjon? Hvordan endres hastigheten på kroppen i dette tilfellet?

3. Hva bestemmer den maksimale løftehøyden for en kropp som kastes oppover i tilfelle luftmotstanden kan neglisjeres?

Løftehøyden avhenger av starthastigheten. (For beregninger, se forrige spørsmål).

4. Hva kan sies om tegnene på projeksjonene til vektorene til kroppens øyeblikkelige hastighet og tyngdeakselerasjonen under den frie oppadgående bevegelsen til denne kroppen?

Når et legeme beveger seg fritt oppover, er tegnene på projeksjonene til hastighets- og akselerasjonsvektorene motsatte.

5. Hvordan ble forsøkene avbildet i figur 30 utført, og hvilken konklusjon følger av dem?

For en beskrivelse av forsøkene, se side 58-59. Konklusjon: Hvis bare tyngdekraften virker på en kropp, så er dens vekt null, dvs. den er i en tilstand av vektløshet.

Øvelser.

1. En tennisball ble kastet vertikalt oppover med en starthastighet på 9,8 m/s. Etter hvilken tidsperiode vil hastigheten til den stigende ballen synke til null? Hvor mye bevegelse vil ballen gjøre fra kastepunktet?

Lysbilde 2

Gjentakelse

2 I nærvær av atmosfære har bevegelsen til fallende kropper en tendens til å være jevn.

Lysbilde 3

3 lover som karakteriserer fritt fall hvis V0 = 0; V = gt hvis V0 = 0;

Lysbilde 4

Gjentakelse

4 1. I røret som luften er pumpet ut fra er det en pellet, en kork og en fuglefjær i samme høyde. Hvilken kropp vil nå bunnen av røret senere enn andre? A) Drobinka. B) Kork. B) Fuglefjær. D) Alle tre legemer vil nå bunnen av røret samtidig. 2. Hva er hastigheten til et fritt fallende legeme etter 3 sekunder? V0=0m/s, g=10m/s². A) 15 m/s B) 30 m/s C) 45 m/s D) 90 m/s 3. Hvor langt vil en fritt fallende kropp reise på 4 sekunder? V0=0m/s, g=10m/s². A) 20m B) 40m C) 80m D) 160m 4. Hvilken avstand vil en fritt fallende kropp reise i det 6. sekundet?V0 = 0 m/s, g = 10 m/s². A) 55m B) 60m C) 180m D) 360m

Lysbilde 5

5 17.11.2011 Bevegelsen av en kropp kastet vertikalt oppover. Leksjonens mål: 1. Sørg for at bevegelsen til en kropp som kastes vertikalt oppover akselereres jevnt. 2. Skaff grunnleggende formler for bevegelse. 3. Gi eksempler på slik bevegelse.

Lysbilde 6

Formler

6 Bevegelsen til en kropp kastet vertikalt oppover. v = vо - gt y = ho+vot - gt2/2 OY-aksen er rettet vertikalt oppover

Lysbilde 7

Grafisk fremstilling av bevegelse

7 Graf over hastighet mot tid. Grafer over akselerasjon, bane og koordinater mot tid.

Lysbilde 8

Bevegelse av kropper som kastes vertikalt oppover med forskjellige hastigheter

8 Koordinat kontra tid V02>V01

Lysbilde 9

9 Øya Island har sin egen dal av geysirer - Haukaldur. Det er her den berømte store geysiren ligger. Når geysiren samler seg, kaster den en kraftig jetstråle 40-60 meter høyt mot himmelen tre ganger på rad . Dette "fyrverkeriet" varer i ti minutter, og deretter ser det ut til at vannet og dampen trekkes tilbake inn i ventilen. I det siste har den store geysiren hatt mindre og mindre utbrudd. Men naboen, Stockr-geysiren, er fortsatt full av energi og gleder turister med sine jetfly, som svever 30-40 meter opp. Problem: Med hvilken hastighet bryter vann ut fra krateret til den store geysiren og Shtokkr-geysiren? Hvor lenge varer "flyet"? (Vann fra munningen av Big Geysir bryter ut med en hastighet på 35 m/s, vannets "flyvetid" er 7 s. For Stockr-geysiren vil disse verdiene være henholdsvis 28 m/s og 5,6 s.)

Lysbilde 10

"Ssprutende agurk"

10 Den mest krigerske planten er den «gale agurken». Han blir "rabiat" når han er helt moden. Agurken bryter seg vekk fra stilken med et brak, og skyter 6-8 meter fra hullet der fruktens stilk var like før. Det viser seg at mens frukten modnes, samler det seg gasser inne i den. Når de modnes, når trykket deres i hulrommet tre atmosfærer! Problem: Med hvilken hastighet må en strøm av juice som inneholder frø bryte ut for å nå høyden angitt ovenfor? Hvordan endres energien til frøene? (Jets hastighet er 12,6 m/s, mens den kinetiske energien til strålen omdannes til potensiell energi.)

Tyngdekraften virker på alle kropper på jorden: hvilende og bevegelige, plassert på jordoverflaten og i nærheten av den.

Et legeme som faller fritt til bakken beveger seg jevnt akselerert med økende hastighet, siden hastigheten er rettet sammen med tyngdekraften og tyngdeakselerasjonen.

En kropp som kastes opp, i fravær av luftmotstand, beveger seg også med konstant akselerasjon forårsaket av tyngdekraften. Men i dette tilfellet er starthastigheten v0, som ble gitt til kroppen under kastet, rettet oppover, dvs. motsatt av tyngdekraften og akselerasjonen av fritt fall. Derfor avtar kroppens hastighet (for hvert sekund - med en mengde numerisk lik modulen for akselerasjon av fritt fall, dvs. med 9,8 m/s).

Etter en viss tid når kroppen sin største høyde og stopper på et tidspunkt, dvs. hastigheten blir null. Det er klart at jo større starthastigheten til kroppen når den kastes, desto lengre vil stigetiden være og jo større høyden vil den stige når den stopper.

Så, under påvirkning av tyngdekraften, begynner kroppen å falle jevnt ned.

Når du løser problemer med den oppadgående bevegelsen til et legeme kun under påvirkning av tyngdekraften, brukes de samme formlene som for rettlinjet jevnt akselerert bevegelse med en starthastighet v0, bare øks erstattes av gx:

Det tas i betraktning at når du beveger deg oppover, er kroppens hastighetsvektor og akselerasjonsvektoren for fritt fall rettet i motsatte retninger, derfor har deres projeksjoner alltid forskjellige tegn.

Hvis for eksempel X-aksen er rettet vertikalt oppover, dvs. samrettet med hastighetsvektoren, så v x > 0, som betyr v x = v, a g x< 0, значит, g x = -g = -9,8 м/с 2 (где v - модуль вектора мгновенной скорости, a g - модуль вектора ускорения).

Hvis X-aksen er rettet vertikalt nedover, så v x< 0, т. е. v х = -v, a g x >0, dvs. g x = g = 9,8 m/s2.

Vekten til et legeme som beveger seg under påvirkning av tyngdekraften alene er null. Dette kan verifiseres ved hjelp av eksperimentene vist i figur 31.

Ris. 31. Demonstrasjon av vektløshet av kropper i fritt fall

En metallkule er hengt opp fra et hjemmelaget dynamometer. I henhold til avlesningene til dynamometeret i ro, er vekten av ballen (fig. 31, a) 0,5 N. Hvis tråden som holder dynamometeret kuttes, vil den falle fritt (luftmotstand i dette tilfellet kan neglisjeres) . Samtidig vil pekeren flytte seg til null-merket, noe som indikerer at vekten av ballen er null (fig. 31, b). Vekten til et fritt fallende dynamometer er også null. I dette tilfellet beveger både ballen og dynamometeret seg med samme akselerasjon, uten å påvirke hverandre. Med andre ord er både dynamometeret og ballen i en tilstand av vektløshet.

I det vurderte eksperimentet falt dynamometeret og ballen fritt fra hviletilstand.

La oss nå sørge for at kroppen vil være vektløs selv om starthastigheten ikke er null. For å gjøre dette, ta en plastpose og fyll den ca 1/3 med vann; fjern deretter luften fra posen ved å vri dens øvre del inn i et tau og knyte den i en knute (fig. 31, c). Hvis du tar posen i den nedre delen fylt med vann og snur den, vil den delen av posen som er vridd inn i et tau under påvirkning av vekten av vannet, vikle seg av og fylles med vann (fig. 31, d). Hvis du, når du snur posen, holder i turneringen og ikke lar den slappe av (fig. 31, e), og deretter kaster posen opp, vil ikke turneringen rulles av både under stigningen og under fallet (fig. 31, f). Dette indikerer at vannet under flyturen ikke utøver sin vekt på bagen, da det blir vektløst.

Du kan kaste denne pakken til hverandre, så vil den fly langs en parabolsk bane. Men selv i dette tilfellet vil pakken beholde sin form under flukt, som den ble gitt når den ble kastet.

Spørsmål

1. Virker tyngdekraften på en kropp som kastes oppover under oppstigningen?
2. Med hvilken akselerasjon beveger et legeme som kastes oppover seg i fravær av friksjon? Hvordan endres hastigheten på kroppen i dette tilfellet?
3. Hva bestemmer den maksimale løftehøyden til en kropp som kastes oppover i tilfelle luftmotstanden kan neglisjeres?
4. Hva kan sies om tegnene på projeksjonene til vektorene til den øyeblikkelige hastigheten til et legeme og tyngdeakselerasjonen under den frie oppadgående bevegelsen til denne kroppen?
5. Fortell oss om forløpet av forsøkene vist i figur 31. Hvilken konklusjon følger av dem?

Øvelse 14

En tennisball kastes vertikalt oppover med en starthastighet på 9,8 m/s. Etter hvilken tidsperiode vil hastigheten til den stigende ballen synke til null? Hvor mye bevegelse vil ballen gjøre fra kastepunktet?