Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
О методике решения задач на относительность движения при изучении основ кинематики в 9 классе общеобразовательной школы
Петровых Н.П., Горбанева Л.В. (кафедра общей физики ХГПУ)
Одним из сложных и недостаточно разработанных вопросов методики физики является методика решения задач на относительность движения. Анализ специальной литературы и имеющийся практический опыт убеждают в том, что учащиеся школы и студенты не умеют решать задачи на относительность движения. В методических пособиях предлагается преимущественно логические приемы решения, иллюстрируемые иногда рисунками.
Мы предлагаем способ решения задач на относительность движения, который позволяет конкретизировать представления учащихся и студентов о законе сложения скоростей и перемещений, о понятии неподвижной системы отсчета (НСО) и подвижной системы отсчета (ПСО). Учит определять скорости, перемещения тел относительно различных систем отсчета (СО) и другие величины, убеждает в относительности скорости и перемещения тел.
Сущность предлагаемого способа решения задач сводится к следующему алгоритму:
Анализ условия задачи, выделение движущихся тел. Краткая запись условия задачи. Определение неподвижной и подвижной системы отсчета (НСО и ПСО), движущегося тела.
Записать закон сложения скоростей или перемещений в векторной форме.
Изобразить графически параметры заданных движений, при этом выбрать начальный момент времени и совместить начало НСО и ПСО.
Отобразить на графике, который строится под первоначальным, изменение величин, описанных в задаче со временем.
Сравнение закона сложения скоростей (перемещений) и графика.
Записать закон сложения скоростей (перемещений) в проекциях на оси координат, объединив их в систему (или найти геометрическую сумму путем сложения векторов).
Решить полученную систему уравнений. Подставить в решение общего вида значения величин и произвести вычисления.
На примерах решения типовых задач на относительность движения покажем применение данного способа решения.
Задача № 1.
Два поезда движутся равномерно друг за другом. Скорость первого 80 км/ч, а второго 60 км/ч. Какова скорость второго поезда относительно первого ?
1. Первый и второй поезда движутся относительно Земли с некоторыми скоростями. Скорость первого поезда V, скорость второго V2 (жирным шрифтом обозначены векторные величины).
Дано: Решение:
V = 80 км/ч За НСО примем Землю, за ПСО – первый поезд.
V2 = 60 км/ч Скорость ПСО относительно НСО – V.
V1 - ? Движущимся телом является второй поезд.
Скорость движущегося тела относительно НСО – V2.
Неизвестная скорость второго поезда относительно первого (ПСО) – V1.
f0.1
2. Закон сложения скоростей V2 = V + V1. Скорость второго поезда относительно НСО равна геометрической сумме скорости второго поезда относительно ПСО и скорости ПСО относительно НСО.
3. Систему координат XY свяжем с Землей (НСО).
Систему координат X Y параллельную XY свяжем с первым поездом (ПСО)
В начальный момент времени (t = 0) совместим НСО и ПСО.
4. Через t = 1 час положение ПСО (первого поезда) изменится на расстояние, равное 80 км, а второго поезда, относительно НСО окажется на расстоянии 60 км.
f0. 2
5. Соотнесем график и формулу закона сложения скоростей V2 = V + V1. Убеждаемся в том, что обе формы отражения закона совпадают.
6. Для вычисления скорости второго поезда относительно первого найдем проекции и запишем:
V2x = Vx + V1x
V2y = Vy + V1y
V2 = V - V1
-V1 = V2 – V
V1 = V – V2
V1 = 80 км/ч - 60 км/ч = 20 км/ч
Ответ: скорость второго относительно первого поезда равна 20 км/ч.
Задача №2
Скорость течения реки V= 1,5 м/с. Каков модуль скорости V1 катера относительно воды, если катер движется перпендикулярно к берегу со скоростью V2 = 2 м/с относительно него.
1. Дано:
V= 1,5 м/с За НСО примем берег реки,
V2 = 2 м/с за ПСО – реку (скорость течения реки V),
f0. 3
V - ? движущееся тело – катер.
2. Закон сложения скоростей V2 = V + V1. Скорость катера относительно НСО (берега реки) равна геометрической сумме скорости катера относительно ПСО (течения реки) и скорости течения реки.
3. Свяжем НСО с системой координат XY, а ПСО с системой координат X`Y`. Ось OX направим вдоль берега, а ось OY поперек реки (O`X` и O`Y` соответственно).
f0. 4