В чем заключается основная задача механики физика 9 класс кратко
§ 1. Основные понятия механики
Что значит «механическое движение относительно»?
Что называют траекторией движения; пройденным путём?
1. Механическое движение — один из самых распространённых и легко наблюдаемых видов движения. Примерами механического движения могут служить: движение транспорта, деталей машин и механизмов, маятника и стрелок часов, небесных тел и молекул, перемещение животных и рост растений и т. д.
Механическим движением называют изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
2. Одно и то же тело может, оставаясь неподвижным относительно одних тел, двигаться относительно других. Например, сидящие в автобусе пассажиры неподвижны относительно корпуса автобуса и движутся вместе с ним относительно людей на улице, домов, деревьев (рис. 1). Таким образом, когда говорят о движении какого-либо тела, необходимо указывать тело, относительно которого это движение рассматривается.
Тело, относительно которого рассматривается движение тел, называют телом отсчёта.
3. Положение тела в пространстве можно определить с помощью координат. Если тело движется вдоль прямой линии, например бегун на короткой дистанции, то его положение на этой линии можно характеризовать только одной координатой х. Для этого с телом отсчёта связывают систему координат, состоящую из одной координатной оси ОХ (рис. 2).
Если тело совершает движение в пределах некоторой плоскости, например футболист на поле, то его положение определяют с помощью двух координат х и у, а система координат в этом случае состоит из двух взаимно перпендикулярных осей: ОХ и OY (рис. 3).
Когда рассматривается движение тела в пространстве, например движение летящего самолёта, то система координат, связанная с телом отсчёта, будет состоять из трёх взаимно перпендикулярных координатных осей: OX, OY и OZ (рис. 4).
При движении тела его координаты изменяются с течением времени, поэтому необходимо иметь прибор для измерения времени — часы.
Тело отсчёта, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени образуют систему отсчёта.
Любое движение рассматривается относительно выбранной системы отсчёта.
4. Изучить движение тела — значит определить, как изменяется его положение, т. е. его координата с течением времени. Если известно, как изменяется координата тела со временем, можно определить его положение (координату) в любой момент времени.
Основная задача механики состоит в определении положения (координаты) тела в любой момент времени.
Чтобы указать, как изменяется положение тела с течением времени, нужно установить связь между величинами, характеризующими это движение.
Раздел механики, изучающий способы описания движения тел, называют кинематикой.
Как ответить на вопрос Гл.3§14№3.
В чем заключается основная задача механики для системы частиц?
Ответ на вопрос Гл.3§14№3 простой:
Основная задача механики для системы частиц состоит в нахождении положения любой из частиц в любой момент времени.
Если не затруднит помогите ответить на вопрос Гл.1§6№7.
Что нужно знать для того, чтобы можно было решить основную за-
дачу ( Подробнее. )
4. Напишите уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.
Как ответить на вопрос Гл.1§9№4.
Что нужно знать для того, чтобы вычислить координату тела в любой момент времени при его ( Подробнее. )
Кто выполнит? Прочитайте отрывок из письма героя рассказа О. Берггольц «Лучший друг». Как начинается и заканчивается это письмо? О чём ( Подробнее. )
Виртуальная лаборатория ВиртуЛаб
Виртуальные лаборатории позволяют рассказать и показать о любых явлениях природы.
§ 1. Основные понятия механики
1. Механическое движение — один из самых распространенных и легко наблюдаемых видов движения. Примерами механического движения могут служить: движение транспорта, деталей машин и механизмов, маятника и стрелок часов, небесных тел и молекул, перемещение животных и рост растений и т. д.
Механическим движением называют изменение положение тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
2. Одно и то же тело может, оставаясь неподвижным относительно одних тел, двигаться относительно других. Например, сидящие в автобусе пассажиры неподвижны относительно корпуса автобуса и движутся вместе с ним относительно людей на улице, домов, деревьев (рис. 1). Таким образом, когда говорят о движении какого‑либо тела, необходимо указывать тело, относительно которого это движение рассматривается.
Тело, относительно которого рассматривается движение тел, называют телом отсчета.
3. Положение тела в пространстве можно определить с помощью координат. Если тело движется вдоль прямой линии, например бегун на короткой дистанции, то его положение на этой линии можно характеризовать только одной координатой x. Для этого с телом отсчета связывают систему координат, состоящую из одной координатной оси OX (рис. 2).
Если тело совершает движение в пределах некоторой плоскости, например футболист на поле, то его положение определяют уже с помощью двух координат x и y, а система координат в этом случае состоит из двух взаимно перпендикулярных осей: OX и OY (рис. 3).
Когда рассматривается движение тела в пространстве, например движение летящего самолета, то система координат, связанная с телом отсчета, будет состоять из трех взаимно перпендикулярных координатных осей: OX, OY и OZ (рис. 4).
При движении тела его координаты изменяются с течением времени поэтому, необходимо иметь прибор для измерения времени — часы.
Тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени образуют систему отсчета.
Любое движение рассматривается относительно выбранной системы отсчета.
4. Изучить движение тела — значит определить, как изменяется его положение, т. е. его координата с течением времени. Если известно, как изменяется координата тела со временем, можно определить его положение (координату) в любой момент времени.
Основная задача механики состоит в определении положения (координаты) тела в любой момент времени.
Чтобы указать, как изменяется положение тела с течением времени, нужно установить связь между величинами, характеризующими это движение.
Раздел механики, изучающий способы описания движения тел, называют кинематикой.
5. Любое тело имеет определенные размеры. При движении части тела, например пол и потолок лифта, занимают различные положения в пространстве. Возникает вопрос, как же определить координаты тела? В целом ряде случаев нет необходимости указывать положение каждой точки тела.
Например, все точки лифта (рис. 5) движутся поступательно, т. е. при движении описывают одинаковые траектории. Напомним, что траектория — это линия, вдоль которой движется тело.
Поскольку при поступательном движении все точки тела движутся одинаково, то нет необходимости описывать движение каждой его точки в отдельности.
Можно также не делать этого и при решении таких задач, когда размерами тела можно пренебречь. Например, чтобы определить, с какой скоростью влетает в ворота футбольный мяч, не нужно рассматривать движение каждой точки мяча. Если же мяч попадает в штангу ворот, то пренебрегать его размерами уже нельзя. Другой пример. Вычисляя время движения космического корабля от Земли до космической станции, корабль можно считать материальной точкой. Если же рассчитывается режим стыковки корабля со станцией, то размерами корабля пренебречь нельзя.
Таким образом, для решения ряда задач, связанных с движением тел, вводят понятие материальной точки.
Материальной точкой называют тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.
В приведенных выше примерах материальной точкой можно считать футбольный мяч при расчете скорости с которой он влетает в ворота, космический корабль при определении времени его движения.
Материальная точка — это физическая модель реальных объектов, реальных тел. Полагая, что тело является материальной точкой, мы пренебрегаем несущественными для решения конкретной задачи признаками, в частности размерами и формой тела.
6. Понятие пути вам хорошо известно. Напомним, что путь — это расстояние, пройденное телом вдоль траектории.
Путь обозначают буквой l, единицей пути в СИ является метр (1 м).
Положение тела через некоторый промежуток времени можно определить, зная траекторию движения, начальное положение на траектории и пройденный им за этот промежуток времени путь.
Если же траектория движения тела неизвестна, то его положение в некоторый момент времени определить нельзя, поскольку один и тот же путь тело может пройти в разных направлениях. В этом случае необходимо знать направление движения тела и расстояние, пройденное в этом направлении.
Пусть в начальный момент времени t0 = 0 тело находилось в точке A (рис. 6), а в момент времени t — в точке B. Соединим эти точки и на конце отрезка в точке B поставим стрелку. В этом случа стрелка указывает направление движения тела.
Перемещением тела называют направленный отрезок (вектор), соединяющий начальное положение тела с его конечным положением.
Перемещение — величина векторная, имеет направление и числовое значение (модуль). Обозначается перемещение буквой s, а его модуль — s. Единица перемещения в СИ, как и пути, —метр (1 м).
Зная начальное положение тела и его перемещение за некоторый промежуток времени, можно определить положение тела в конце этого промежутка времени.
Следует иметь в виду, что перемещение в общем случае не совпадает с траекторией движения тела, а модуль перемещения — с пройденным путем. Например, поезд отправился из Москвы в Санкт‑Петербург и вернулся обратно. Расстояние между этими городами равно 650 км. Поэтому путь, который проехал поезд, составляет 1300 км, а перемещение равно нулю. Совпадение модуля перемещения и пройденного пути имеет место лишь при движении тела по прямолинейной траектории в одну сторону.
Вопросы для самопроверки
1. Что называют механическим движением?
2. Что называют системой отсчета? Зачем вводят систему отсчета?
3. В чем состоит основная задача механики?
4. Что называют материальной точкой? Зачем вводят модель материальной точки?
5. Можно ли, зная начальное положение тела и путь, пройденный им за некоторый промежуток времени, определить положение тела в конце этого промежутка времени?
6. Что называют перемещением? Чем отличается перемещение тела от пройденного пути?
1. Автомобиль, движущийся по прямолинейному участку дороги, остановился в точке A (рис. 7). Каковы координаты точки A в системе отсчета, связанной: а) с деревом (точка O) на обочине дороги; б) с домом (точка B)?
2. При решении каких из приведенных задач изучаемые тела можно принять за материальные точки:
— рассчитать расстояние между Землей и Луной;
— рассчитать расстояние, которое проедет автомобиль за 2 ч;
— рассчитать скорость вращения вала электродвигателя;
— рассчитать время обгона автомобилем колонны грузовых автомобилей;
— рассчитать время движения спортсмена, пробегающего дистанцию 400 м?
3. Человек обходит по периметру квадратный участок, сторона которого 10 м. Чему равны путь, пройденный человеком, и модуль его перемещения?
4. Мяч падает с высоты 2 м и после удара о пол поднимается на высоту 1,5 м. Чему равны путь мяча за все время движения и модуль его перемещения?
Механика
Всего получено оценок: 82.
Всего получено оценок: 82.
Как известно в 9 классе, предметом изучения физики являются различные явления природы, всевозможные изменения и события, происходящие с материей. Физика складывается из ряда разделов, одним из которых является механика. Поговорим кратко о том, что изучает механика в физике, какие явления описываются законами механики.
Механика как раздел физики
Формой существования материи в природе является движение в широком смысле. То есть любые изменения, происходящие с материальными объектами. Падение предметов на Землю и всплывание пузырьков воздуха из воды, нагрев и охлаждение предметов, молния и электризация, погодные явления и космические события — всё это явления, изучаемые физикой.
Рис. 1. Физика как наука.
Конечно, столь разнообразные формы движения материи не могут изучаться одним разделом науки, поэтому в физике существует ряд разделов, одним из которых является механика.
Механика изучает движение в узком смысле. То есть изменения, происходящие с геометрическим положением материи в пространстве, их причины и законы, по которым они совершаются. Часто такое движение материи называется «механическим».
Структура механики
Описать движение — это значит найти закономерности, по которым можно указать геометрическое положение тела в любой момент в выбранной системе отсчёта. Как правило, такие закономерности записываются в виде математических формул, в которые в качестве переменной используется значение времени. Подставляя в формулу нужный момент, можно получить соответствующую координату. Отметим, что так можно описать любое движение, независимо от его причин.
Раздел механики, который изучает само движение безотносительно причин его возникновения называется кинематикой.
Причины же возникновения, прекращения и изменения движения изучаются в рамках другого раздела механики — динамики. В динамике доказывается, что любое изменение механического движения возможно только лишь в результате взаимодействия между телами. Законы динамики устанавливают закономерности и результаты такого взаимодействия.
Динамика считается основным разделом механики, и нередко она используется совместно с другими разделами. Например, с помощью законов динамики рассчитывается взаимодействие тел, доказывается, что в результате этого взаимодействия тела изменят своё движение (или начнут двигаться), а потом с помощью законов кинематики рассчитывается само возникшее движение.
Однако иногда бывают случаи, когда механическое взаимодействие между телами есть, а движения нет. Классический пример — равновесие рычажных весов. На обе чашки весов воздействует вес предмета или гирь, а движения нет. Причины отсутствия движения в этом случае изучаются третьим разделом механики — статикой. Законы статики также чаще всего используются совместно с законами динамики.
Рис. 3. Разделы механики.
Что мы узнали?
Механика является разделом физики и изучает движение в узком смысле — то есть изменения, происходящие с геометрическим положением материи в пространстве. Механика также делится на разделы: кинематика изучает само движение, динамика изучает причины этого движения, статика изучает причины отсутствия движения.
Тема. механическое движение и его виды. основная задача механики и способы ее решения в кинематике. система отсчета. способы измерения длины и времени
Тема. МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ И ЕГО ВИДЫ. ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА МЕХАНИКИ И СПОСОБЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ В КИНЕМАТИКЕ. СИСТЕМА ОТСЧЕТА. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ И ВРЕМЕНИ
Цель урока: формировать представления учащихся о движении как форме существования материи, механическом движении и его видах, ввести основную задачу механики и способы ее решения в кинематике; формировать знания о системе отсчета, способах измерения длины и времени; развивать логическое мышление; воспитывать внимательность, аккуратность, графическую культуру.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Оборудование: учебник; тележка.
Организационный этап. Проверка домашнего задания. Подготовка учеников к восприятию нового материала.
- Сообщение темы урока Формулирование целей и задач урока Актуализация опорных знаний.
4.Изучение нового материала.
- Механическое движение и его виды Основная задача механики и способы ее решения в кинематике Система отсчета. Способы измерения длины и времени.
5. Осмысливание изученного материала.
6. Закрепление, обобщение и систематизация изученного материала
8. Информация о домашнем задании.
Организационный этап. Проверка домашнего задания.
Ученики записывают на доске решения задач, проводится коррекция, анализ и оценивание выполнения домашней работы.
Подготовка учеников к восприятию нового материала.
- Сообщение темы урока Формулирование целей и задач урока Актуализация опорных знаний.
- Актуализация знаний учащихся о материи и ее двух видах — веществе и поле. Беседа о смысле философского высказывания: «Движение есть форма бытия материи». Упражнение «Люблю порассуждать» (работа в группах)
Верно ли выражение: «Солнце всходит и заходит»? Что к нему необходимо добавить с точки зрения науки? Стратонавты, поднимающиеся в облачном слое на воздушных шарах, не могли понять, опускается ли шар, поднимается или висит (ориентироваться помогали приборы). Почему? Как вы понимаете физический смысл китайской пословицы: «Посмотри сквозь перила моста, и ты увидишь, как мост плывет по неподвижной воде»? Какие части катящегося по рельсам вагона движутся, а какие находятся в покое относительно рельс? стен вагона?
- Мотивация учебной деятельности
Учитель предлагает учащимся обсудить высказывание физика Макса Борна: «Все-таки странно, что существует слово для обозначения того, чего, собственно говоря, в природе не существует,— покоя».
- Механическое движение и его виды
Вы наверняка знаете высказывание древнегреческого философа Гераклита Эфесского (кон. VI — нач. V вв. до н. э.): «Все течет, все изменяется». Иначе говоря, все в мире находится в движении. Простейшей из форм движения является механическое движение.
Механическое движение — изменение с течением времени положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел.
Механическое движение условно делят на два простейших вида: поступательное движение и вращательное движение. Поступательное движение — это такое движение тела, при котором все точки тела движутся одинаково.
Поступательно движутся ступеньки эскалатора метро, курсор на мониторе компьютера, поезд на прямолинейном участке пути и т. д. При поступательном движении любая прямая линия, мысленно проведенная в теле, остается параллельной самой себе (рис. 5.1).
Вращательное движение, или вращение,— это такое движение тела, когда все точки тела движутся по окружностям, центры которых расположены на одной прямой линии — на оси вращения. Суточное вращение Земли, вращение юлы, вращение Земли вокруг Солнца — все это примеры вращательного движения.
Предметом классической механики являются любые тела, размеры которых намного больше размеров атомов и движущихся со скоростями, намного меньшими скорости света в вакууме.
Основная задача механики — познать законы механического движения материальных тел, взаимодействий между телами; предвидеть поведение тел на основе законов механики; определять механическое состояние тел (координаты и скорость движения) в любой момент времени. Или кратко: определить положение тела в любой момент времени.
- Система отсчета. Способы измерения длины и времени.
Любое механическое движение относительно. В природе нет неподвижных тел, а значит, нет некоего абсолютно «удобного» тела, относительно которого можно рассматривать движение всех других тел. Поэтому в зависимости от поставленной задачи наблюдатель выбирает некоторое тело и, условно считая его неподвижным, рассматривает движение других тел именно относительно выбранного тела. Такое выбранное тело называют телом отсчета.
Тело отсчета — это тело, которое в условиях данной задачи принято за неподвижное и относительно которого изучается движение всех других тел, рассматриваемых в данной задаче.
Демонстрация. Движение тележки на столе относительно разных предметов. Положение тела можно определить лишь тогда, когда выбрано тело отсчета и есть часы, позволяющие следить за изменением положения тела в пространстве с течением времени, а также выбраны система координат, масштаб измерения расстояний», начало отсчета расстояний и времени.
Радиус-вектор — вектор, соединяющий начало отсчета с положением точки в произвольный момент времени.
На практике часто приходится иметь дело с движениями, которые происходят только в одной плоскости (движение лодки по поверхности воды, бег спортсмена по кругу стадиона) или только вдоль одной прямой (движения автомобиля или пешехода на прямом участке дороги, камня, падающего вертикально вниз). В таких случаях для описания положения тела достаточно использовать соответственно двухмерную или одномерную системы координат.
5.Осмысливание изученного материала.
- Сформулируйте определение механического движения. Приведите примеры механического движения. Сравните понятия «механика» и «кинематика»: что общего? чем отличаются? В чем заключается основная задача механики? ее решение? Приведите примеры практического применения решения основной задачи механики.
6. Закрепление, обобщение и систематизация изученного материала
- Решение задачи упр 3(4) у доски.
- Решение задач 1.9, 1.12, 1.19 самостоятельно со взаимопроверкой.
7. Подведение итогов.
Упражнение “Одним словом”
На листе бумаги одним словом учащиеся фиксируют, что больше всего им понравилось на уроке (методы, атмосфера и т. д.)
8. Информация о домашнем задании.
Изучить материал учебника §5, ответить на контрольные вопросы к §5,