Статика.
Структура теоретической механики.
Теоретическую механику принято подразделять на три части: статику, кинематику и динамику .
Статика – это часть теоретической механики, в которой изучаются механические воздействия одних тел на другие тела и определяются условия и уравнения равновесия тел; в статике рассматриваются также эквивалентные преобразования воздействий. Здесь же излагаются методы нахождения центров тяжести тел (центров силового воздействия Земли на рассматриваемое тело) и основы теории сухого внешнего трения.
В кинематике изучается заданное механическое движение тел, которое не увязывается явно с воздействиями на них других тел. Иными словами, в кинематике движение тела предполагается заданным в виде изменения во времени величин, определяющих положение тела. Вопрос о том, чем обеспечивается это движение,
в кинематике не обсуждается.
В динамике движение тел рассматривается с учётом их механического взаимодействия с другими телами.
Так как строгое обоснование основных положений статики может быть выполнено только в динамике, то статику и динамику часто объединяют в один раздел, называемый кинетикой . В этом случае теоретическая механика подразделяется на две части: кинематику и кинетику . В кинетике условия и уравнения равновесия тел получают как частный случай динамических уравнений.
Совокупность величин, определяющих положение выделенного тела по отношению к другим телам, а также скорости изменения этих величин, будем называть состоянием этого тела . Состояние покоя или движения тела может изменяться вследствие механических воздействий на него других тел. Механическим взаимодействием тел будем называть такие воздействия одних тел на другие тела, в результате которых может измениться состояние рассматриваемого тела и могут измениться воздействия на него окружающих тел. Воздействия связей на рассматриваемое тело называют реакциями связей . Эти реакции способны полностью парировать (уравновесить) заданные воздействия. В этом случае состояние тела не изменяется.
Из опыта известно, что механическое взаимодействие тел может возникать как при контакте тел, так и на расстоянии. Количественной мерой механического взаимодействия тел служит воздействие, состоящее из силы и собственно момента , причём собственно момент для наглядности можно представить совокупностью двух равных по модулю и противоположно направленных сил, не лежащих на одной прямой. Такая совокупность двух сил называется парой сил .
Сила , с которой тело В действует на тело А,– это реакция тела В на бесконечно малое поступательное перемещение тела А (или на попытку такого его перемещения) относительно тела В.
Смещение тела А относительно тела В не всегда допускается связями, наложенными на тело А. В этих случаях мы говорим о попытке такого смещения.
При поступательных перемещениях тело не поворачивается.
В системе СИ размерность силы – Ньютон, [Н].
Собственно момент - это реакция тела В на бесконечно малый поворот тела А (или на попытку его поворота) относительно В вокруг некоторой произвольной точки Р, жёстко связанной с телом А и называемой точкой приведения.
Мы говорим о попытке поворота в случаях, когда связи, наложенные на тело А, делают этот поворот невозможным.
Размерность собственно момента - ньютон, умноженный на метр, [Н м].
Материальная точка не может испытывать сопротивление других тел при собственном повороте. Следовательно, материальная точка может воспринимать только силовые воздействия других тел.
В частных случаях механическое взаимодействие тел может определяться только силой или только моментом. Силу и собственно момент, как количественную характеристику механического взаимодействия тел, называют воздействием одного тела на другое. Позже понятие воздействия будет уточнено.
Воздействия будем разделять на заданные или активные, и на реакции связей .
Сила моделируется полярным вектором . Это утверждение - аксиома , которая легализует применение в теоретической механике всех известных действий над векторами, в том числе их сложение и разложение по правилу параллелограмма. И.Ньютон пишет, приведя пример сложения и разложения сил: “Как это сложение, так и разложение беспрестанно подтверждаются в учении о машинах”. (Исаак Ньютон. ‘’Математические начала натуральной философии”. Перевод с латинского и комментарии А.Н. Крылова. М., “Наука”, 1989).
Полярный вектор - обычный вектор, направление которого не зависит от ориентации пространства. Ориентацию пространства выбираем мы сами. Её можно задать путём выбора правой или левой декартовой системы координат.
Другой тип вектора, встречающегося в теоретической механике, называют осевым, аксиальным или псевдовектором. Аксиальный вектор - это вектор в ориентированном пространстве, который при изменении ориентации пространства изменяет своё направление на противоположное. Пример осевого вектора - векторное произведение двух полярных векторов.
МОБУ «Никитинская СОШ»
Саракташского района Оренбургской области
Конспект
повторительно-обобщающего урока
Предмет: физика
Учитель: Омарова Альмира Шигаповна
Учебник: Физика.7 класс. Учебник. Вертикаль.
ФГОС./ А.В.Перышкин.- М.: Дрофа,2017.
Повторительно-обобщающий урок
«Механическое движение и взаимодействие тел»
Цель урока : обобщить и систематизировать учебный материал по теме «Механическое движение и взаимодействие тел »
| Планируемые результаты | ||
| Предметные результаты | Обобщение и систематизация материала по теме «Движение и взаимодействие тел», выяснение знания и понимания смысла физических величин, формирование умения применять теоретические знания по физике на практике, решать физические задачи на применение полученных знаний; | Личностные: Формируются речевые умения: учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания. Регулятивные: Ставят учебную задачу на основе соотнесения того, что уже усвоено, и того, что еще неизвестно, создают алгоритм деятельности при решении творческих заданий Познавательные: Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Коммуникативные: Обмениваются знаниями между членами группы для принятия эффективных совместных решений. |
| метапредметные результаты | развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, работать в группе, пользоваться альтернативными источниками информации, формирование умения анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений. |
|
| личностные результаты | воспитание умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений,формирование мотивации постановкой познавательных задач, развитие внимания, памяти, логического и творческого мышления |
|
Тип урока: урок систематизации и обобщения знаний.
Количество часов по теме: 22
Место урока в данной теме: 12 урок
Формы работы: фронтальная, работа в малых группах, индивидуальная.
Оборудование: банка повидла, стакан, монета, лист картона.
Кроссворд с заданиями.
Карточки для перевода единиц измерения в систему СИ.
Печатные листы для оформления классной работы.
Тексты задач на отдельных листах для дополнительной работы.
ИКТ средства : компьютер, видеопроектор, презентация, мультимедийный опыт, видеоролик с опытом.
Педагогические технологии и методы обучения: ИКТ-технология, исследовательский, проблемный методы обучения, элементы личностно-ориентированного обучения, дифференцированного обучения.
Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.
Структура урока:
| Этапы урока | |||
| Организационный этап. | |||
| Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся: Постановка цели и задач урока. Разгадывание кроссворда. | 2-3 слайды |
||
| Актуализация знаний: Назови физические приборы. Ответь на вопросы. Физическая величина - прибор | 5-10 слайды |
||
| Обобщение и систематизация знаний: Перевод единиц измерения в СИ. Реши задачу. | 12-13 слайды |
||
| Применение знаний и умений в новой ситуации: «Своя игра» | 14-36 слайды |
||
| Информация о домашнем задании. | |||
| Рефлексия. Подведение итогов урока. |
Ход урока:
Организационный момент.
Приветствие обучающихся и создание групп из 4 учащихся.
Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.
Учитель: Сегодня повторительно-обобщающий урок по теме «Механическое движение и взаимодействие тел». Поставьте цель и задачи к сегодняшнему уроку.
Учитель: А сейчас разгадаем кроссворд. (Работа в группах)
Вопросы кроссворда:
1. Длина траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени.
2. Изменение с течением времени положения тела относительно других тел.
3. Линия, вдоль которой тело движется.
4. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.
Проверка ответов:1. Путь. 2. Движение. 3. Траектория. 4. Инерция.
Ключевое слово: Удачи - напутственное слово учителя для дальнейшей части урока.
Актуализация знаний.
Назови физ.приборы, показанные на слайде (весы, мензурка, термометр, секундомер).
Ответь на вопросы (тестовые задания).(Фронтальная работа):
Какой буквой обозначается скорость?
Какой буквой обозначается плотность?
Назови формулу для расчета массы тела.
Назови единицу измерения времени.
Назови формулу для расчета пройденного пути при равномерном движении?
Тело уравновешено на весах гирями массой 20г, 1г, 500мг, 10мг. Какова масса взвешиваемого тела?(21г 510 мг)
С помощью каких приборов можно измерить физ. величины (задание на соотнесение, фронтальная работа).
4. Обобщение и систематизация знаний. Игра «Знатоки».
Перевод единиц измерения в СИ (задание выполняется в группах)
| 36 км/ч | ||
| 360 км | ||
| 6 км/мин | ||
| 450 см | ||
| 7,9 км/с |
Взаимопроверка:
| 36 км/ч | 10 м/с |
|
| 360 км | 360 000 м |
|
| 9 000 с |
||
| 0,08 м |
||
| 6 км/мин | 100 м/с |
|
| 450 см | ||
| 7,9 км/с | 7 900 м/с |
Реши задачу (текст задачи в индивидуальных печатных карточках, индивидуальная работа).
Картофелина массой 59 г имеет объем 50 , определите плотность картофеля и выразите ее в кг/.
Муха летит со скоростью 18 км/ч, выразите эту скорость в м/с и см/с.
Вычислите среднюю скорость лыжника, прошедшего путь в 20км за 4ч
Как вы думаете, какое расстояние пролетает птица за 1 минуту, если её скорость 144 км/ч?
Найдите объём ледяной глыбы массой 3,6 т, если плотность льда 900 кг/.
Как вы думаете, за какое время африканский страус пробежит стометровку, если его скорость 72 км/ч?
Брусок металла имеет массу 26,7 кг и объём 3 дм3. Из какого металла изготовлен брусок?
Объём свинцовой дроби 0,2 см3. Какова её масса?
Применение знаний и умений в новой ситуации.
А) Практическое задание «Определение плотности повидла». Работа выполняется в группах.
Получите необходимые данные на этикетке изделия.
Б). Игра «Своя игра».
Предлагается учащимся выбрать тему, номер вопроса, Ученик выбирает любой вопрос по любой теме:
Вопросы для игры:
Тема: «Механическое движение»:
| Вопросы, задачи | Баллы |
|
| Что такое механическое движение? | ||
| Относительно каких тел люди, которые едут в лифте, находятся: а) в движении; б) в состоянии покоя? | ||
| Группа самолетов одновременно выполняет фигуры высшего пилотажа, сохраняя заданный строй. Что можно сказать о движении самолетов относительно друг друга? | ||
| Скорость зайца 15 м/с, а дельфина 72 км/ч. Кто из них имеет большую? | ||
| Трамвай первые 50 м двигался со скоростью 5 м/с, а следующие 500 м со скоростью 10 м/с. Определите среднюю скорость трамвая на всем пути. |
Тема «Инерция»:
| Вопросы, задачи | Баллы |
|||
| Что такое инерция? | ||||
| Всадник быстро скачет на лошади. Что будет со всадником, если лошадь споткнется? | ||||
| Объясните опыт (показывает учитель ). Описание опыта: положить на стакан игральную карту, а на неё - монету. Резко щелкнуть по карте, чтобы её сбросить. Карта слетает, монета падает в стакан. | ||||
| В чем причина разрушений при землетрясении? | ||||
|
| Найдите ошибки на рисунке. | |||
Тема «Взаимодействие тел»:
| Вопросы, задачи | Баллы |
|
Задача механики - вскрыть закономерности, общие для всех движений, будь то движение звезд, галактик, живых организмов (рыб, птиц, животных, людей), рукотворных машин, пылинок, потоков воды и ветра и т.д.
Простейшую классификацию движений можно провести по форме траектории.
Траектория - это линия, вдоль которой движется тело.
В соответствии с делением линий на прямые и кривые и движение делят на прямолинейное и криволинейное.
Если же измерить длину траектории, то получим путь. Т.е. путь - это длина траектории по которой двигалось тело.
Движение протекает в пространстве и во времени. Следовательно, для получения сведений о движении необходимо измерить путь, пройденный телом, и время, за которое этот путь пройден.
Тело может двигаться равномерно и неравномерно. В чем же отличие равномерного и неравномерного движения? И какое чаще наблюдается?
Чаще всего встречается неравномерное движение. Так двигаются почти все тела. Это когда тело сначала двигается быстро, потом медленно, потом может вообще остановиться.Т.е. неравномерное движение - это движение при котором за любые равные промежутки времени тело проходит разные пути. Если же за равные промежутки времени тело проходит одинаковые пути, то такое движение называют равномерным. Согласитесь, что такое движение встречается реже. Попробуйте привести пример. Задумались!?
Понятие скорость у всех "на виду, на слуху". И кажется все понятно. Но так ли все ясно?
Пусть вам сообщили: скорость автомобиля 60 км/ч. Что, собственно, означает это число? Что автомобиль каждый час проезжал ровно по 60 км? Вряд ли. Били участки, когда за час автомобиль проходил больший или меньший путь. В среднем по 60 км? Но автомобиль мог вообще ехать меньше часа и пройти путь меньше 60 км.
Как видите, не так-то просто это простое, даже обыденное понятие.
Чтобы решить возникающие проблемы, нужно дать строгое определение скорости, что мы и сделаем.
Величину, равную отношению всего пути ко времени движения тела называют средней скоростью движения (v ср =s/t )
Именно этим понятием пользуются чаще всего, но опускают слово "средняя" и напрасно, так как эти слова накладывают существенные ограничения на использование понятия.
Если движение равномерное, то говорят просто о скорости. И формула получается почти такая же: v=s/t . Скорость тела при равномерном движении - это величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден.
Не лишним будет упоминание о том, что скорость - это векторная физическая величина.
Векторная величина - это величина, которая кроме значения имеет еще и направление. Обозначаются такие величины буквой со стрелкой вверху.
А величины, имеющие только числовое значение, называют скалярными.
Если вы прочитали про явление инерции, то должны были понять, что скорость тела меняется только, если на него действует другое тело. Но при этом меняется скорость и второго тела. Попробуйте оттолкнуться на льду от товарища, стоящего рядом. Вы заметите, что ваш товарищь тоже начнет двигаться. Тела взаимодействуют. Одностороннего действия не бывает.
Физика 7. Взаимодействие тел.
§13. Механическое движение.
Механическое движение - изменение взаимного расположения тел в пространстве с течением времени.
Механическое движение относительно: тело может двигаться относительно одних тел и покоиться относительно других.
Траектория движения тела - линия, описываемая телом при движении.
Путь , пройденный телом за некоторый промежуток времени - длина участка траектории, который пройден телом за этот промежуток времени.
Путь - физическая величина, единица измерения 1 метр (1м).
Обозначение: S
§14. Равномерное и неравномерное движение.
Движение тела называется равномерным , если за любые равные промежутки времени оно проходит одинаковые пути.
Если это условие не выполняется, движение называется неравномерным.
Движение называется прямолинейным , если траекторией тела является прямая линия.
§ 15. Скорость. Единицы измерения скорости.
Скорость - мера быстроты изменения положения тела относительно других тел.
Скорость определяется не только величиной, но и направлением.
При равномерном движении скорость тела есть физическая величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден.
Единица измерения скорости - скорость такого равномерного движения, при котором движущееся тело проходит 1метр пути за 1секунду. (1)
1м/с =0,001км/с = 3,6км/час = 3600м/час
Б. Неравномерное движение.
Средняя скорость при неравномерном движении - физическая величина, равная отношению пройденного пути ко времени движения.
§16. Расчет пути и времени движения.
§17. Инерция.
Наблюдения: Скорость тел может изменяться под действием других тел. Как движется тело, когда других тел нет?
Гипотеза Галилея-Декарта (1600год):
Если на тело не действуют другие тела, то оно либо остается в покое, либо движется прямолинейно и равномерно.
Ин é рция - явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.
Ин é ртность - свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на них других тел.
§18. Взаимодействие.
Взаимодействие - способность тел взаимно изменять скорости друг друга.
Для взаимодействия нужны минимум два тела.
§19. Масса тела. Единица измерения массы.
Соотношение скоростей после взаимодействия бывает различным. Почему?
Потому, что тела в разной степени обладают свойством сохранять свою скорость, то есть одни тела более инертны, другие менее инертны.
Масса (физическая величина) - мера инертности тела.
Обозначение: m
Единица измерения массы - 1 килограмм (1 кг) ( масса одного литра воды)
Способ измерения: При разъезде тележек из состояния покоя скорости их обратно пропорциональны массам.
§20. Измерение массы тела на весах.
При помощи метода §19 выделим две тележки с одинаковыми массами (скорость разъезда одинакова).
Поместим их на чашки равноплечных рычажных весов равновесие.
Все тела притягиваются к Земле с силой, пропорциональной их массам.
Взвешивание - удобный способ измерения массы тела.
§21, 22. Плотность вещества.
Опыт: Массы одинаковых объемов разных веществ различны.
Плотность - мера инертности вещества.
П
лотность - физическая величина, равная отношению массы тела к его объему.
Сила - мера взаимодействия тел.
Действие силы определяется не только величиной, но и направлением.
Векторными называются такие физические величины, которые характеризуются не только численным значением, но и направлением .
Сила - векторная величина.
Обозначаются: сила:
численное значение силы (модуль): или F
Действие силы на тело зависит от ее
численного значения (модуля),
направления
точки приложения.
Векторные величины на чертеже обозначаются стрелкой.
§24. Явление тяготения. Сила тяжести.
Явление тяготения : взаимное притяжение всех тел во Вселенной.
Сила тяжести : сила, с которой земля притягивает к себе тело. Все тела притягиваются к Земле с силой, пропорциональной их массам (смотри §20.)
§25, 26. Сила упругости. Вес тела.
Сила упругости : сила, противодействующая изменению формы или объема тела.
Закон Гука
: Модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо пропорционален изменению длины тела. 
где - удлинение тела, k – коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью .
Вес тела : сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес из-за притяжения Земли.
§27. Единицы измерения силы. Связь между массой тела и силой тяжести.
Диница измерения силы: такая сила, которая за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1м/с
Эта единица называется 1 Ньютон (1Н)
Опыт: Сила в 1Н приблизительно равна силе тяжести, которая действует на тело массой 0,102кг на поверхности Земли.
Расчет силы тяжести, которая действует на данное тело на поверхности Земли по массе этого тела:
1Н - 0,102кг 
F [H] - m [кг] g = 9,8 H/кг - коэффициент пропорциональности.
§28. Динамó метр.
Динамометр : прибор для измерения силы.
§29. Сложение двух сил, направленных по одной прямой.
Равнодействующая сила.
Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил. Обозначается
Опыт: Равнодействующая двух сил, действующих вдоль одной прямой:
в одну сторону равна в разные стороны равна
Тело под действием двух равных и противоположно направленных сил будет находиться в покое или двигаться прямолинейно и равномерно.
§30, 31 Сила трения.
При соприкосновении движущихся друг относительно друга тел возникают силы, направленные в сторону, противоположную движению. (Тела могут быть твердыми, жидкими, газообразными). Такие силы называются силами трения .
Сила трения, возникающая между соприкасающимися, но не движущимися друг относительно друга телами, называется силой трения покоя . Сила трения покоя всегда равна по величине и противоположна по направлению той внешней силе, которая должна была вызвать движение.
Причины возникновения сил трения:
шероховатость поверхностей соприкасающихся тел
взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел
Способ уменьшения трения - смазка.
§ 32. Трение в природе и технике.
Основа всех способов передвижения, кроме реактивного. | Прекращает движение по инерции |
|
Механическим движением
тела называется изменение положения тела в пространстве. Важными характеристиками движения тела траектория и путь. Траекторией движения тела называется линия в пространстве, вдоль которой движется тело. Путь s - это расстояние, пройденное телом вдоль траектории за время t . (Время t можно рассматривать как сумму нескольких произвольных промежутков времени:, а путь s - как сумму отрезков пути, пройденных за эти промежутки времени: .) Простейшие движения - прямолинейные равномерные. Движение называется прямолинейным , если траекторией движения тела является прямая линия. Движение называется равномерным , если за любые одинаковые промежутки времени тело проходит одинаковые отрезки пути. Различные тела (например, пешеход, велосипедист, мотоциклист), двигаясь с разной бистротою, преодолевают один и тот же путь за разное время. Для сравнения разных движений за их темпом (при их бистротою) пользуются физической величиной, которая называется скоростью (от англ. velocity ). Скорость численно равна отношению пути, пройденного телом, ко времени движения: . (То есть скорость - это путь, пройденный телом за единицу времени.) В интернациональной системе единиц измерения физических величин (СИ) время измеряется в секундах, а путь - в метрах. Следовательно, скорость измеряется в метрах за секунду,. Очевидно, что в случае равномерного движения . (Эти отношения одинаковы, скорость стала.) Таким образом, можно привести еще одно определение равномерного движения тела как движения с постоянной скоростью.  |