Материальная точка. Механическое движение

На данном уроке, тема которого: «Материальная точка. Система отсчета», мы познакомимся с определением материальной точки, рассмотрим определение положения разных тел с помощью координат. Кроме того, рассмотрим, что такое система отсчета и зачем она нужна.

Представьте, что вы сидите дома, в своей комнате, и вам задают вопрос: «Где ты?». Как вы на него ответите? Вы можете ответить «дома», и это будет правильный ответ. Можете ответить «в своей комнате, за столом», или назвать город, или сказать, что вы в России. Ответ на вопрос «где ты?» будет дан, все эти варианты правильные.

Как, в таком случае, мы выбираем, что именно ответить? Зависит от того, насколько точно нужно знать расположение. Если спрашивает мама, которая вошла в квартиру, ей хочется знать, в какой вы комнате. Если спрашивает по телефону знакомый из другого города, чтобы встретиться с вами, то ему все равно, в своей вы комнате или на кухне, и уж тем более все равно, какая часть ваших ног находится под столом и какая часть рук лежит на столе. Ему просто надо знать, не уехали ли вы из города.

Отвечая на простой вопрос, мы отбросили все лишнее, упростили и ответили настолько точно, насколько это требуется в каждом конкретном случае.

Упрощениями мы пользуемся на каждом шагу, описывая предметы или процессы с позиции того, что нас интересует.

Еще один пример - географические карты (см. рис. 1).

Рис. 1. Географическая карта

Можно было бы размещать в атласах спутниковые фотографии местности, но этого никто не делает. При изучении географии нам не важно, как выглядит каждый объект, и объекты нас интересуют не все, поэтому при составлении карт ненужное отбрасывается. На физической карте остается рельеф и водоемы (см. рис. 2), на политической карте - границы государств и крупнейшие города (см. рис. 3)

И как вы показываете свое положение на карте? Ставите точку, которая ничего общего с вами реальными не имеет, но положение ваше описывает, и, глядя на точку на карте, вы все понимаете (см. рис. 4).

Рис. 4. Обозначение на карте

В физике мы тоже будем использовать упрощения.

Упрощенное представление о чем-нибудь, что нам необходимо изучить или описать с заданной степенью соответствия реальности, называется моделью .

Человек мыслит моделями. Представьте себе велосипед. А теперь попробуйте его как можно точнее нарисовать.

Удивительно, что многие из вас столкнутся с трудностями, а ведь все знают, как выглядит велосипед, и все с легкостью его представили. Но воображаемая картинка достаточно приблизительна: два колеса, руль, педали, сидение, эти части соединены рамой, а как именно соединены, какой они формы и какого цвета - мы не задумываемся.

Какие детали мы опускаем, а на какие обращаем внимание? В повседневной жизни - на свое усмотрение, в зависимости от потребностей. В науке же нужна точность и определенность, поэтому в физике мы будем четко оговаривать модели, которые будем изучать и которые будут с заданной точностью соответствовать действительности.

Модель

Когда мы говорим слово «модель» в физике, чаще всего имеем в виду уменьшенную копию чего-нибудь, какой-либо образ предмета, его описание, словесное или математическое. Такая копия не является оригиналом, но дает о нем упрощенное представление. Степень упрощения может быть разной в зависимости от того, какой информации нам достаточно. Возьмем модель автомобиля. Некоторые коллекционируют модели, которые выглядят как настоящие, т. е. дают представление о внешнем виде автомобиля (см. рис. 5). Рис. 5. Модель автомобиля При этом такая модель не покажет устройство двигателя, но для нашей цели достаточно внешнего вида. Если вы рассказываете другу, как вас обгонял другой автомобиль, вам не обязательно иметь коллекционные модели этих автомобилей, вам не важен внешний вид, вам важно движение и расположение машин. Вам достаточно взять два прямоугольных предмета, например мобильных телефона, и сымитировать на столе обгон (см. рис. 6). Рис. 6. Обгон машин Еще один пример: вас просят купить хлеба. Понятие «хлеб» - упрощенная модель, во фразе «Купи хлеба» нет информации ни о хлебозаводе-производителе, ни о составе, ни о точной массе булки. Мы разве что уточним, белого купить или черного, все остальные детали мы опустим. Если некоторые детали важны, то нас попросят «Купи маленькую булку белого хлеба». Это будет другая более точная модель: она уже уточнит размер булки и вид хлеба, но также опустит все остальное. Моделями мы пользуемся постоянно - выбирая точность добычи или передачи информации, мы уже моделируем реальность.

Мы займемся изучением механического движения. Движение - это перемещение тел с течением времени.

Нас интересует, что тело было в одном месте, а через некоторое время оказалось в другом. Как вы это опишете? Например, автомобиль утром был на парковке, а потом подъехал к дому. Выглянув из окна, вы покажете пальцем, где он был утром, а потом покажете, где он стоит сейчас (см. рис. 7).

Рис. 7. Положение автомобиля

Как нарисовать на бумаге свой путь из школы домой? После того как вы отметите школу, дом и несколько ключевых объектов, например автобусную остановку, станции метро, перекресток, на котором вы поворачиваете, вы отметите точками: сначала я здесь, потом иду здесь, и прихожу вот сюда (см. рис. 8).

Рис. 8. Путь из школы домой

Обратите внимание: в этих примерах, как и во многих других случаях, нам не нужно обращать внимание на размер и форму движущихся тел. Идет из школы один ученик или другой, едет автомобиль или бежит слон - мы отметим их на бумаге такими же точками. Это очень удобно, и мы, где это возможно, будем применять эту модель.

Эта модель называется материальная точка - модель тела, размерами и формой которого в данной задаче можно пренебречь.

Другие модели в кинематике

В механике физической моделью движущегося тела может быть материальная точка, размерами которой в данной задаче можно пренебречь, или тело, имеющее форму и размеры, если они для нас в данной задаче важны (см. рис. 9). Рис. 9. Модели движения Модели движения, которые будем использовать, - это равномерное движение по прямой, равноускоренное движение по прямой и равномерное движение по окружности. Кто пытался проехать на велосипеде по узкой прямой тропинке или перекладине, тот знает, как трудно придерживаться идеально прямой траектории, траектория всегда кривая, но мы можем пренебречь подобными неточностями, движение вверх-вниз по кочкам вообще не учитывать, и можем свести движение к одной из изучаемых моделей.

Нужно понимать, что любая модель имеет свои границы применения и материальными точками можно считать не все тела и не во всех случаях. Тот же автомобиль, если мы рассматриваем его перемещение с парковки к дому, может считаться материальной точкой, его размеры не важны (см. рис. 10).

Рис. 10. Автомобиль - материальная точка

Но если мы рассматриваем, как он поместится на парковке между двух соседних автомобилей, его размеры и форму нужно учитывать.

Мы займемся изучением движения материальной точки. Движение - это изменение положения во времени. Как описать положение?

Выберите в своей комнате какой-нибудь предмет, а теперь скажите, где он находится. Допустим, вы выбрали чашку, из которой вы недавно пили чай и еще не отнесли на кухню. Вы скажете что-то вроде «она стоит на столе на полметра левее клавиатуры» или «она сразу перед дневником» (см. рис. 11).

Рис. 11. Положение чашки на столе

А теперь попробуйте указать ее положение, не упоминая никакие другие предметы, как клавиатуру или дневник. Не получится. Описывая положение тела или точки, нужно выбрать другое тело и относительно него задавать положение, то есть координаты.

Координаты - это способ точного указания места, адрес этого места. Этот адрес должен не только идентифицировать место, но и помогать его найти, указывать на его положение в упорядоченном ряду подобных точек (термин «координата» происходит от слова ordinare, которое означает «упорядочивать», с приставкой со-, которая означает «вместе, совместно, согласованно»).

Свойства числа

Например, координатой дома на улице является его номер, который отсчитывается с того края улицы, который принят за начало. Номер дома не только указывает на то, о каком именно доме идет речь (о том самом, например, пятиэтажном, с парикмахерской на первом этаже), но и подсказывает, где его можно найти: если мы прошли мимо домов № 8 и № 10, то дом № 16 должен быть где-то впереди (см. рис. 12).

Рис. 12. Номер дома

Тогда как название улицы зачастую только идентифицирует ее (слышим об улице Пушкинской и понимаем, что это за улица), но не содержит в себе информации о ее положении среди других улиц (нет упорядоченности).

В кинотеатре номер ряда и номер места являются координатами кресла: мы знаем, где начало координат (обычно слева у экрана), потому если видим пятый ряд, то знаем, где искать большие номера рядов. То же с местами: если ищем место № 13, идем сразу в конец ряда, и, увидев место № 11, понимаем, что мы близко (см. рис. 13).

Рис. 13. Искомое место в кинотеатре

Номер не только имя (надпись на кресле), но и ориентир в поиске (упорядоченность).

Все, кто играл в морской бой, знают, что положение клетки можно однозначно задать парой параметров: в данном случае буквой, указывающей столбец, и числом, указывающим строку, а отсчитываются столбцы и строки от левого верхнего угла поля (см. рис. 14).

Рис. 14. Игра «Морской бой»

Можно определить положение, определив направление и расстояние, например в 50 километрах от города на северо-восток (см. рис. 15).

Рис. 15. Определение положения

Примеры систем координат

В любом случае, когда мы задаем положение чего-либо, мы в том или ином виде пользуемся его координатами. Например: — на фото пишут «в первом ряду второй слева Иванов» (см. рис. 16). Координатами являются ряд и место в нем; Рис. 16. Положение человека на фото: Иванов второй слева — на билетах пишут номер ряда и номер места: координаты ряда и места (см. рис. 17); Рис. 17. Билет — улица, номер дома - координаты: улица и номера; — «выйдешь из метро «такого-то», повернешь налево и пройдешь 100 м; — Положение тела на поверхности Земли можно задать по-разному: — 30 км на север от Москвы,40 км на восток. В данном случае координатами является пара чисел: расстояние на восток/запад и север/юг; — 50 км на северо-восток. Здесь координаты - угол направления относительно оси восток/запад + длина радиус-вектора (см. рис. 18). Рис. 18. Положение на карте мира

В механике мы чаще всего будем использовать прямоугольную (или декартову) систему координат. В ней положение точки на плоскости задается следующим образом. Есть точка отсчета, то есть начало координат, и есть два взаимно перпендикулярных направления. Положение точки задается расстоянием, которое нужно пройти от начала координат в одном и во втором направлении, чтобы попасть в эту точку (см. рис. 19), как в кинотеатре при продвижении по рядам и вдоль ряда по местам.

Итак, мы описываем движение материальной точки. Чтобы его описать, нам нужно тело отсчета, относительно которого задавать положение точки. Нужна система координат, чтобы точно и однозначно задавать положение (см. рис. 20).

Рис. 20. Система отсчета

Но движение - это перемещение с течением времени, поэтому нужно еще определиться с измерением времени. Казалось бы, секунда у всех на часах длится одинаково, если не считать неисправных часов, тогда в чем проблема измерять время? Представьте: если начало движения засечь по часам, которые показывают 14:40, а окончание - по секундомеру, который остановится на показании 02:36:41, причем неизвестно, когда он запущен. Поэтому с прибором измерения времени и моментом начала измерения тоже нужно определиться, как мы определяемся с телом отсчета и системой координат.

Теперь у нас есть все инструменты, которые нужны для описания движения: тело отсчета, система координат и прибор измерения времени. Вместе они составляют систему отсчета .

При решении задач мы будем самостоятельно выбирать систему отсчета, в которой описанный в задаче процесс нам будет рассматривать наиболее удобно.

На этом наш урок окончен, спасибо за внимание.

Список литературы

1. Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Физика: Справочник с примерами решения задач. - 2-е издание передел. - X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. - 464 с.

2. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений - 14-е изд., стереотипное. - М.: Дрофа, 2009. - 300 с.

Домашнее задание

1. Дайте определение материальной точки.

2. Что такое система отсчета?

3. Что такое модель?

4. Определите координаты трех точек:

Сегодня мы поговорим о систематическом изучении физики и первом ее разделе - механике. Физика изучает разные виды изменений или процессов, происходящих в природе, а какие процессы в первую очередь интересовали наших предков? Конечно, это процессы, связанные с движением. Им было интересно, долетит ли копье, которое они бросили, и попадет ли оно в мамонта; им было интересно, успеет ли гонец с важной вестью добежать до заката к соседней пещере. Все эти виды движения и вообще механическое движение как раз и изучает раздел, который называется механика.

Куда бы мы ни посмотрели - вокруг нас масса примеров механического движения: что-то вращается, что-то прыгает вверх-вниз, что-то движется вперед-назад, а другие тела могут находиться в состоянии покоя, которое тоже является примером механического движения, скорость которого равна нулю.

Определение

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени (рис. 1).

Рис. 1. Механическое движение

Как физика делится на несколько разделов, так и механика имеет свои разделы. Первый из них называется кинематика. Раздел механики кинематика отвечает на вопрос, как движется тело. Прежде чем начать работать над изучением механического движения, необходимо определить и выучить основные понятия, так называемую азбуку кинематики. На уроке мы научимся:

Выбирать систему отсчета для изучения движения тела;

Упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;

Определять траекторию движения, находить путь;

Различать виды движений.

В определении механического движения особое значение имеет выражение относительно других тел . Нам всегда необходимо выбрать так называемое тело отсчета, то есть тело, относительно которого мы будем рассматривать движение исследуемого нами объекта. Простой пример: подвигайте рукой и скажите - движется ли она? Да, конечно, по отношению к голове, но по отношению к пуговице на вашей рубашке она будет недвижима. Поэтому выбор отсчета очень важен, ведь относительно некоторых тел движение совершается, а относительно других тел движения не происходит. Чаще всего телом отсчета выбирают тело, которое всегда есть под руками, точнее под ногами, - это наша Земля, которая является телом отсчета в большинстве случаев.

Издавна ученые спорили о том, Земля ли вращается вокруг Солнца или Солнце вращается вокруг Земли. На самом деле, с точки зрения физики, с точки зрения механического движения это всего лишь спор о теле отсчета. Если телом отсчета считать Землю, то да - Солнце вращается вокруг Земли, если телом отсчета считать Солнце - то Земля вращается вокруг Солнца. Поэтому тело отсчета - это важное понятие.

Как же описывать изменение положения тела?

Чтобы точно задать положение интересующего нас тела относительно тела отсчета, надо связать с телом отсчета систему координат (рис. 2).

При движении тела координаты меняются, а для того чтобы описать их изменение, нам необходим прибор для измерения времени. Чтобы описывать движение, нужно иметь:

Тело отсчета;

Связанную с телом отсчета систему координат;

Прибор для измерения времени (часы).

Все эти объекты составляют вместе систему отсчета. До тех пор пока мы не выбрали систему отсчета, не имеет смысла описывать механическое движение - мы не будем уверены в том, как движется тело. Простой пример: чемодан, лежащий на полке в купе поезда, который движется, для пассажира просто покоится, а для человека, стоящего на перроне, движется. Как мы видим, одно и то же тело и движется, и покоится, вся проблема в том, что системы отсчета различны (рис. 3).

Рис. 3. Различные системы отчета

Зависимость траектории от выбора системы отсчета

Ответим на интересный и важный вопрос, зависит ли форма траектории и пройденный телом путь от выбора системы отсчета. Рассмотрим ситуацию, когда есть пассажир поезда, радом с которым на столе стоит стакан с водой. Какой же будет траектория стакана в системе отчета, связанной с пассажиром (телом отсчета является пассажир)?

Конечно, относительно пассажира стакан неподвижен. Это значит, что траектория является точкой, а перемещение равно (рис. 4).

Рис. 4. Траектория стакана относительно пассажира в поезде

Какой же будет траектория стакана относительно пассажира, который ожидает поезда на перроне? Для этого пассажира будет казаться, что стакан движется по прямой линии и у него ненулевой путь (рис. 5).

Рис. 5. Траектория стакана относительно пассажира на перроне

Из вышесказанного можно сделать вывод, что траектория и путь зависят от выбора системы отсчета.

Для того чтобы описывать механическое движение, в первую очередь необходимо определиться с системой отсчета.

Движение изучается нами для того, чтобыпредсказать, где окажется тот или иной объект в необходимый момент времени. Основная задача механики - определить положение тела в любой момент времени. Что же значит описать движение тела?

Рассмотрим пример: автобус едет из Москвы в Санкт-Петербург (рис. 6). Важны ли нам размеры автобуса по сравнению с расстоянием, которое он преодолеет?

Рис. 6. Движение автобуса из Москвы в Санкт-Петербург

Конечно же, размерами автобуса в данном случае можно пренебречь. Мы можем описывать автобус как одну движущуюся точку, по-другому ее называют материальной точкой.

Определение

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.

Одно и то же тело, в зависимости от условий задачи, может быть или не быть материальной точкой. При перемещении автобуса из Москвы в Санкт-Петербург автобус можно считать материальной точкой, ведь его размеры несопоставимы с расстоянием между городами. Но если в салон автобуса влетела муха и мы хотим исследовать ее движение, тогда в этом случае нам важны размеры автобуса, и он уже не будет являться материальной точкой.

Чаще всего в механике мы будем изучать именно движение материальной точки. При своем перемещении материальная точка последовательно проходит положение вдоль некоторой линии.

Определение

Линия, вдоль которой движется тело (или материальная точка), называется траекторией движения тела (рис. 7).

Рис. 7. Траектория точки

Иногда мы наблюдаем траекторию (например, процесс выставления оценки за урок), но чаще всего траектория - это какая-то воображаемая линия. При наличии средств измерения мы можем замерить длину траектории, вдоль которой двигалось тело, и определим величину, которая называется путь (рис. 8).

Определение

Путь , пройденный телом за некоторое время, - это длина участка траектории .

Рис. 8. Путь

Разделяют два основных вида движения - это прямолинейное и криволинейное движение.

Если траектория тела - это прямая линия, то движение называется прямолинейным. Если тело движется по параболе или по любой другой кривой - мы говорим о криволинейном движении. При рассмотрении движения не просто материальной точки, а движения реального тела различают еще два вида движения: поступательное движение и вращательное движение.

Поступательное и вращательное движение. Пример

Какие же движения называются поступательными, а какие - вращательными? Рассмотрим этот вопрос на примере колеса обозрения. Как движется кабина колеса обозрения? Отметим две произвольные точки кабины и соединим их прямой. Колесо вращается. Через некоторое время отметим те же точки и соединим их. Полученные прямые будут лежать на параллельных прямых (рис. 9).

Рис. 9. Поступательное движение кабины колеса обозрения

Если прямая, проведенная через любые две точки тела, при движении остается параллельной сама себе, то такое движение называют поступательным .

В противном случае мы имеем дело с вращательным движением. Если бы прямая не была параллельной сама тебе, то пассажир, скорее всего, вывалился бы из кабины колеса (рис. 10).

Рис. 10. Вращательное движение кабины колеса

Вращательным называют такое движение тела, при котором его точки описывают окружности, лежащие в параллельных плоскостях. Прямая, соединяющая центры окружностей, называется осью вращения .

Очень часто нам приходится сталкиваться с комбинацией поступательного и вращательного движения, так называемым поступательно-вращательным движением. Самый простой пример такого движения - это движение прыгуна в воду (рис. 11). Он выполняет вращение (сальто), но при этом центр его масс поступательно движется в направлении воды.

Рис. 11. Поступательно-вращательное движение

Мы сегодня изучили азбуку кинематики, то есть основные, самые важные понятия, которые в дальнейшем позволят нам перейти к решению главной задачи механики - определению положения тела в любой момент времени.

Список литературы

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень) - М.: Мнемозина, 2012.
2. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. - М.: Мнемозина, 2014.
3. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика - 9, Москва, Просвещение, 1990.

1. Интернет-портал «Av-physics.narod.ru» ().
2. Интернет-портал «Rushkolnik.ru» ().
3. Интернет-портал «Testent.ru» ().

Домашнее задание

Подумайте, что является телом отсчета, когда мы говорим:

• книга неподвижно лежит на столике в купе движущегося поезда;
• стюардесса после взлета проходит по пассажирскому салону самолета;
• Земля вращается вокруг своей оси.

Урок для 9 класса на тему «Материальная точка. Система отсчёта»

Цель урока: сформировать у учащихся о материальной точке; сформировать у учащихся навык определения ситуаций, в которых можно применять понятие материальная точка; сформировать у учащихся понятие о системе отсчёта; рассмотреть виды систем отсчёта.

ПЛАН УРОКА:

5. Домашнее задание (1 мин)

ХОД УРОКА:

1. Организационный этап (1 мин)

На данном этапе происходит взаимное приветствие учителя и учащихся; проверка отсутствующих по журналу.

2. Мотивационный этап (5 мин)

Сегодня на уроке нам предстоит вернуться к изучению механических явлений. В 7 классе мы уже сталкивались с механическими явлениями и перед тем как приступить к изучению нового материала давайте вспомним:

— Что такое механическое движение?

— Что такое равномерное механическое движение?

— Что такое скорость?

— Что такое средняя скорость?

— Как определить скорость если мы знаем расстояние и время?

В 7 классе мы с вами решали достаточно простые задачи на нахождение пути, времени или скорости движения. Если вспомнить, то самой сложной задачей было найти среднюю скорость.

В этом году мы более подробно рассмотрим, какие виды механического движения существуют, как описать механическое движение любого вида, что делать, если скорость на протяжении движения меняется и т.д.

Уже сегодня мы с вами познакомимся с основными понятиями, которые помогают описать как количественно, так и качественно механическое движение. Эти понятия являются очень удобными инструментами при рассмотрении любого вида механического движения.

Пишем число и тему урока «Материальная точка. Система отсчёта»

Сегодня на уроке нам предстоит ответить на вопросы:

— Что такое материальная точка?

— Всегда ли можно применять понятие материальная точка?

— что такое система отсчёта?

— Из чего состоит система отсчёта?

— Какие виды систем отсчёта существуют?

3. Изучение нового материала (25 мин)

В окружающем нас мире всё находится в непрерывном движении. Что же понимается под словом «Движение»?

Движение – любое изменение, происходящее в окружающем мире.

Наиболее простым видом движения является уже известное нам механическое движение.

При решении любых задач, касающихся механического движения, необходимо уметь описывать это движение. А что значит «описать движение тела»?

Это значит, что нужно определить:

1) траекторию движения;

2) скорость движения;

3) путь пройденный телом;

4) положение тела в пространстве в любой момент времени

и др.

Например, запуская марсоход на Марс, астрономы тщательно рассчитывают положение Марса в момент приземления марсохода на поверхность планеты. А для этого нужно вычислить, как меняются со временем направление и модуль скорости движения Марса и траекторию движения Марса.

Из курса математики нам известно, что положение точки в пространстве задаётся с помощью системы координат.

А что нам делать, если у нас не точка, а тело? Ведь каждое тело состоит из огромного количества точек, каждая из которых имеет собственную координату.

При описании движения тела, которое имеет размеры, возникают и другие вопросы. Например, как описать движение тела, если при движении тело ещё и вращается вокруг собственной оси. В подобном случае помимо собственной координаты, каждая точка данного тела обладает собственным направлением движения и собственным модулем скорости.

В качестве примера можно привести любую из планет. При вращении планеты противоположные точки на поверхности имеют противоположное направление движения. Причём чем ближе к центру планеты, тем меньше скорость у точек.

Как тогда быть? Как описать движение тела, которое имеет размер?

Оказывается во многих случаях можно воспользоваться понятием, которое подразумевает, что размер тела как бы пропадает, а масса тела остаётся. Такое понятие называется материальной точкой.

Записываем определение:

Материальной точкой называется тело, размерами которого в условиях решаемой задачи можно пренебречь.

Материальных точек в природе не существует. Материальная точка – это модель физического тела. С помощью материальной точки решается достаточно большое количество задач. Но применять замену тела на материальную точку не всегда можно.

Если в условиях решаемой задачи размер тела не оказывает особого влияния на движение, тогда можно такую замену произвести. Но если размер тела начинает влиять на движение тела, то замена невозможно.

Есть ситуации, в которых тело можно принимать за материальную точку:

1) Если расстояние, которое проходит каждая точка тела намного больше, чем размер самого тела.

Например, за материальную точку очень часто рассматривают Землю, если исследуют её движение вокруг Солнца. Действительно суточное вращение планеты мало повлияет на годовое обращение вокруг Солнца. Но если мы решаем задачу с суточным вращением, то нужно обязательно учесть форму и размер планеты. Например, если требуется определить время восхода или захода Солнца.

2) При поступательном движении тела

Очень часто бывают случаи, когда движение тела поступательно. Это значит, что все точки тела движутся в одном направлении и с одинаковой скоростью.

Например, человек поднимается на эскалаторе. Действительно, человек просто стоит, но каждая точка движется в том же направлении и с той же скоростью, что и человек.

Чуть позже мы с вами потренируемся определять ситуации, в которых можно принимать тело за материальную точку, а в каких нет.

Помимо материальной точки нам нужен ещё один инструмент, с помощью которого можно описать движение тела. Этот инструмент называется системой отсчёта.

Любая система отсчёта состоит из трёх элементов:

1) Из самого определения механического движения вытекает первый элемент любой системы отсчёта. «Движение тела относительно других тел». Ключевая фраза – относительно других тел. Т.е. чтобы описать движение нам нужна отправная точка, от которой будем отсчитывать расстояние и вообще оценивать положение тела в пространстве. Такое тело называется телом отсчёта .

2) Опять же из определения механического движения следует второй элемент системы отсчёта. Ключевая фраза – с течением времени. Это значит, что для описания движения нам необходимо определить время движения от начала в каждой точке траектории. А для отсчёта времени нам нужны часы .

3) А третий элемент мы с вами уже озвучивали в самом начале урока. Для того, чтобы задать положение тела в пространстве нам нужна система координат .

Таким образом, системой отсчёта называется система, которая состоит из тела отсчёта, связанной с ним системой координат и часов.

Системы отсчёта бывают множества видов. Мы с вами рассмотрим виды системы отсчёта по системам координат.

Система отсчёта:

декартова система отсчёта

полярная система отсчёта	сферическая система отсчёта
одномерная
двумерная
трёхмерная

Мы с вами будем пользоваться декартовой системой двух видов: одномерной и двухмерной.

4. Закрепление изученного материала (13 мин)

Выполняются задания на презентации; + №№ 3,5.

5. Домашнее задание (1 мин)

§ 1 + №№ 1,4,6.

Выписать в физический словарь определения:

— механическое движение;

— поступательное движение;

— материальная точка;

— система отсчёта.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

ОСНОВЫ КИНЕМАТИКИ Урок 1. ТЕМА: « Материальная точка. Система отсчета»

Механика – раздел физики изучающий движение. Основная задача механики – определить положение тела в пространстве в любой момент времени.

Кинематика - раздел механики изучающий способы описания движения и связь между величинами, характеризующими это движение. Динамика - раздел механики, изучающий причины возникновения механического движения. Статика изучает законы равновесия системы тел.

Механическое движение – изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.

Поступательное движение – движение, при котором все точки тела движутся одинаково, с одной скоростью. Материальная точка – тело размерами которого можно пренебречь, в условиях данной решаемой задачи. Тело отсчета – любое тело, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого рассматривается движение других тел.

Например За материальную точку очень часто рассматривают Землю, если исследуют её движение вокруг Солнца.

Например Но если мы решаем задачу связанную с суточным вращением планет, то нужно обязательно учесть форму и размер планеты. Например, если требуется определить время восхода Солнца в разных местах земного шара.

Что такое поступательное движение? Тело движется поступательно, если все его точки движутся одинаково. или Тело движется поступательно, если прямая, проведенная через две точки этого тела, при его перемещении смещается параллельно своему первоначальному положению.

Примеры поступательного движения Поступательно движется кабина лифта Поступательно движется кабина колеса обозрения

Чтобы определить положение тела (материальной точки) в пространстве надо: задать тело отсчета; выбрать систему координат; иметь прибор для отсчёта времени (часы)

Тело отсчета, связанная с ним система координат и часы для отсчета времени движения образуют систему отсчета.

Что такое тело отсчета? Тело отсчёта - это тело, относительно которого определяется положение других (движущихся) тел. Например, это может быть дерево, когда рассматриваем движение автобуса, или Земля, при расчёте движения ракеты

Система координат Положение тела в пространстве можно определить с помощью 2 координат (двумерная система координат) Положение тела в пространстве можно определить с помощью 3 координат (трехмерная система координат)

При прямолинейном движении тела достаточно одной координатной оси

Траектория – линия вдоль которой движется тело.

Путь - длина траектории. [L] Перемещение – вектор проведенный из начального положения материальной точки в ее конечное положение.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Динамика. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона.

Цели урока: сформировать понятие об ИСО; изучить первый закон Ньютона; показать важность такого раздела физики как «Динамика»; воспитывать чувство уважения к различным профессиям....

конспект урока "Движение. Материальная точка. Система отсчета. Относительность движения."

Данную работу можно использовать при изучении темы в 9 классе: «Кинематика». Материал предназначен для повторения и обобщения темы. Работу можно использовать в качестве повторения материал...

Описание видеоурока

Окружающие нас предметы и объекты (на языке физики, их называют физическими телами), занимают определенное положение в пространстве относительно друг друга. Если с течением времени положение одного тела, относительно другого не меняется, это означает, что первое тело находится в покое относительно второго. Например, дорожный знак и дерево друг относительно друга покоятся. Если с течением времени положение одного тела, относительно другого меняется, это означает, что первое тело совершает механическое движение, относительно второго тела. Например, трамвай и дерево. Трамвай относительно дерева совершает механическое движение. Механическое движение тела - изменение его положения в пространстве относительно других, которое происходит с течением времени. Как описать движение и рассчитать основные параметры для простейшего случая мы знаем из курса математики и физики седьмого класса. Положение тела мы можем задать с помощью координатной прямой. Чтобы найти скорость тела необходимо путь разделить на время… Однако в практической жизни, чаще встречаются более сложные виды механического движения. И для их описания нам понадобятся новые инструменты. Рассмотрим следующие виды движения:
- поступательное движение (например, спуск с горы на санях);
- вращательное движение (например, суточное вращение Земли);
- колебательное движение (например, движение маятника).

Каким же образом или с помощью чего мы сможем описать более сложные виды движения? Во-первых, нужно выбрать объект, относительно которого, будем рассматривать движение интересующих нас тел. Во-вторых, из курса математики нам известно, что задать положение точки можно с помощью системы координат (например, прямоугольной). В-третьих, нужно будет отсчитывать время. То есть, для того, чтобы рассчитать, где будет находиться в конкретный момент тело, нам понадобится система отсчета. Системой отсчета в физике называют совокупность тела отсчета, системы координат, связанной с телом отсчета, и неподвижный прибор для измерения времени. Важно помнить, что всякая система отсчета условна и относительна. Выбрав иную систему отсчета - мы получим движение с совершенно иными параметрами. Тела в физике реальны, они часто имеют значительные размеры, в отличие от абстрактной точки в математической системе координат. Так можем ли мы использовать систему координат, для нахождения местоположения физического тела? Если размеры самого тела во много раз меньше прочих размеров, с которыми приходится иметь дело в условиях конкретной задачи, то размерами самого тела можно пренебречь в конкретно этих условиях. Тогда такое тело в физике принимают за материальную точку.
Например, нам необходимо рассчитать время, которое затратит самолет, чтобы долететь из Минска до Бургаса. В данном условии задачи размеры и форма самого транспорта нам не важны. Необходимо знать скорость, которую он развивает и расстояние между городами. Этих данных будет достаточными для решения задачи. В этой задаче за материальную точку правомерно принять самолет. Если же нам необходимо будет рассчитать сопротивление ветра на определенной высоте и при конкретной скорости, то при решении данной задачи, никак не обойтись без точного знания формы и размеров того же самолета, т.к. сила сопротивления зависит от формы и скорости движения самолета. А значит, тело (самолет) нельзя принять за материальную точку. За материальную точку можно принять так же тело, в случае если все точки тела передвигаются одинаково (такое движение называют поступательным). Например, если поезд метрополитена проедет даже всего одну остановку, но по прямому участку, его можно считать материальной точкой, потому что все части поезда перемещались одинаково и на равное расстояние.
Выберите из предложенных условий задач тот случай, когда тело можно считать материальной точкой:
1. Вычислите давление, которое оказывает танк на поверхность.
2. Определите объем шара, пользуясь измерительным прибором мензуркой.
3. Определите высоту, на которую поднялся космический шаттл.
При поднятии космического шаттла, можно пренебречь размерами самой ракеты по сравнению с расстояниями, на которые она поднимается. Значит, ее можно принять за материальную точку.
В остальных случаях размеры самих тел необходимо учитывать при решении задачи.