Сабақ жоспары. тақырыбы: Динамика. Классикалық механиканың заңдары

Теориялық сабақтың әдістемелік нұсқамасы

Пән: Физика және астрономия

Тақырыбы : Динамика. Классикалық механиканың заңдары.

Мамандық: Емдеу ісі

Курс: І

ЦӘК отырысында

қаралып талқыланды

Хаттама №____

«___»_______2015 ж

ЦӘК төрайымы ____

Әдістемелік нұсқа жұмыс бағдарламасына сәйкес құрастырылған

Теориялық сабақтың әдістемелік нұсқамасы

Сабақтың тақырыбы: Динамика. Классикалық механиканың заңдары.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Динамика және классикалық механиканың заңдары туралы түсінік беру.

Тәрбиелік : Оқушыларды адамгершілікке тәрбиелеу, білім сапасын көтеріп пәнге деген қызығушылығын арттыру, ізденуге дағдыландыру

Дамытушылық : Оқушылардың ойлау қабілетін арттыру, практикалық дағдысын қалыптастыру. Күнделікті өмірмен байланыстыра отырып мысалдар құрастырып, есептер шығару;

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Сабақтың әдісі: Түсіндіру, сұрақ-жауап

Сабақтың уақыты: 2 сағат

Сабақты өткізу орны: дәрісхана

Пәнішілік байланыс: Табиғаттағы күштер.

Пәнаралық байланыс: химия

Сабақтың жабдықталуы: плакат, үлестірілмелі материалдар

Пайдаланылған әдебиеттер:

Негізгі: Б. Кронгарт, В. Кем, Н. Қойшыбаев «Физика 10»

Қосымша: Е. Андасбаев, Ж. Абдула Физика курсының жаттығулары мен есеп шығару әдістері

Оқушы білуі тиіс:

- қозғалыс заңдары. Ньютонның үш заңы және оларды тұжырымдау.

- инерциялық санақ жүйесі.

Сабақтың хронокартасы және құрылымдық логикалық сызбасы

І Ұйымдастыру кезеңі - 3-5 мин

ІІ Үй тапсырмасын тексеру - 15-20 мин

ІІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру - 30-45 мин

ІҮ Жаңа тақырыпты бекіту - 10-15 мин

Ү Қорытындылау - 3-5 мин

ҮІ Үйге тапсырма - 3-5 мин

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі - 3 мин

Сәлемдесу, студенттердің сабаққа даярлықатрын тексеру, сабақтың мақсатын қою.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру - 20 мин

Физикалық диктант

Сұрақтар:

1. Дененің орын

ауыстыруы деп дененің бастапқы орнын, оның келесі орнымен қосатын.... кесіндіні айтады.

2. Бірқалыпты

қозғалатын дененің жылдамдығы берілген уақыт ішіндегі ... сол уақытқа қатынасына тең ...

3)Үдеу дегеніміз - ...., ол жылдамдық өзгерісінің осы өзгеріс болған уақыт аралығының қатынасына тең.

4. Механикалық

қозғалыс дегеніміз ... дененің ... кеңістіктегі орнының өзгеруі

4. Тең айнымалы

қозғалыс деп дененің жылдамдығы ... бірдей уақыт аралығында ... қозғалысты айтады.

4. Материалдық

нүкте деп ... денені айтады

7)Дененің қисық траектория бойымен қозғалысы ... деп аталады.

8) Бұрыштың жылдамдық деп дененің бұрылу бұрышының осы ... қатынасымен өлшенетін шаманы айтады.

9) Шеңбер бойымен бірқалыптықозғалатын дененің үдеуі ... деп аталады, шеңбердің кез - келген нүктесінде ол радиус бойымен оның центріне қарай бағытталады.

Жауаптар:

1.

21.а)кез - келген

б) бірдей шамаға өзгеріп отыратын

Бағытталған.

3а) орын ауыстыруды,

б) физикалық шама

5

4Қисықсызықты қозғалыс

Жылдамдықтың өзгеру

шапшаңдығын сипаттайтын шама.

6а) уақыттың өтуіне

қарай,

б) басқа денемен салыстырғанда

8

7Центрге тартқыш үдеу

Қозғалыстың қарастырылып отырған жағдайында өлшемдерін елемеуге болатын

9Бұрылуға кеткен уақытқа.

Жауабы: 1-2; 2-3; 3-5;

4-6; 5-1; 6-8; 7-4:

8-9; 9-7;

ІІІ. Жаңа тақырыпты түсіндіру - 35 мин

Динамика деп, дене қозғалысын оның басқа денелермен өзара әсерін ескере отырып қарастыратын механиканың бөлімін атайды.

Динамиканың негізгі тапсырмасы - дене қозғалысының басқа денелермен өзара әсерлесуі кезіндегі бағынатын жалпы заңдылықтарын орнату.

Жоғарыда материалық нүктенің қозғалысын сипаттайтын орын ауыстыру, жылдамдық, үдеу сияқты шамалар енгізілді. Соның салдарынан біз алғашында динамика заңдарын материалық нүкте деп есептелетін денелер үшін тағайындаймыз да, содан кейін оларды еркін өлшемдегі денелер үшін қолданамыз.

Ньютонның бірінші заңы, инерциалық санақ жүйесі. Галилейдің салыстырмалы принципі

Әртүрлі санақ жүйелерінде бір ғана дененің қозғалысы әртүрлі болып көрінеді және көптеген жағдайларда қозғалысты сипаттаудың қарапайымдылығы мен күрделілігі санақ жүйесінің таңдап алынуына байланысты болады. Әдетте физикада инерциалық санақ жүйесін пайдаланады, оны сол уақытқа дейінгі тәжірибелер мәліметін жинақтаған Ньютон енгізді.

Ньютонның бірінші заңы, инерциалық санақ жүйесі

Егер сырттан басқа бір денелер әсер етпесе кез келген дене бірқалыпты және түзу сызықты қозғалатын немесе өзінің тыныштық күйін сақтайтын санақ жүйесі болады. Ондай жүйе инерциалық деп аталады.

Егер дене тыныштық күйде болса немесе бірқалыпты және түзу сызықты қозғалса, онда оның үдеуі нөлге тең, сондықтан

инерциалық санақ жүйесінде дененің үдеуі тек басқа денелердің әсер етуінен ғана пайда болады.

Көптеген жағдайларда инерциалық деп Жермен байланысқан санақ жүйесін атауға болады.

Инерциалық санақ жүйелерінің көптеген түрі бар. Инерциалық санақ жүйесімен салыстырғанда бірқалыпты түзу сызықты қозғалатын кез келген жүйесі де инерциалы болып табылады.

Галилейдің салыстырмалы Принципі

Әртүрлі инерциалық санақ жүйелері тең құқылы ма деген сұраққа, жауапты Галилейдің салыстырмалы принципі береді.

Кез келген механикалық құбылыстар барлық инерциалық жүйелерде бірдей өтеді және бірдей заңдарға бағынады.

Бұл дегеніміз, бірдей шарттармен, әртүрлі инерциалық жүйелерде қойылған тәжірибе бірдей нәтижелер береді. Мысалға, егер Жермен байланысқан санақ жүйесінде h биіктіктен тасталған дене уақытта құлайтын болса, онда бірқалыпты және түзу сызықты қозғалатын вагонмен байланысқан жүйеде де ол дене сол биіктіктен дәл сондай уақытта құлайды.

Масса. Күш. Материалық нүкте үшін Ньютонның екінші заңы. Күштерді қосу және жіктеу

күш

Инерциалық санақ жүйесінде дененің үдеуі басқа денелердің әсеріне негізделген. Осындай әсердің өлшемі ретінде арнайы физикалық шама - күш (F) қолданылады.

Денеге басқа денелер тарапынан әсер ететін Күш деп, дене массасы мен оның инерциалық санақ жүйесімен салыстырғандағы алатын үдеуінің көбейтіндісін атайды:

. (2.3)

ХЖ күштің өлшем бірілігі ньютон (Н) деп аталады: Н = м/с².

1 Н - бұл массасы 1 кг денеге 1 м/с² үдеу беретін күш.

Егер (2.3) қатынасынан үдеуді: арқылы өрнектесек, онда біз материалық нүкте үшін Ньютонның екінші заңын аламыз.

материалық нүкте үшін Ньютонның екінші заңы

Инерциалық санақ жүйесіндегі дененің үдеуі оған әсер етуші күшке тура пропорционал, ал өзінің массасына кері пропорционал. Үдеудің бағыты әсер етуші күштің бағытымен сәйкес келеді.

күштерді қосу және жіктеу

Күш - векторлық шама. Осыған орай, егер денеге (материалық нүктеге) бірнеше басқа денелер әсер етсе, онда әсер етудің қорытқы күші (ол денеге үдеу береді) жеке күштердің векторлық қосындысына тең:

Бұл қосындыны тең әсер етуші күш деп атайды.

Динамиканың есептерін шешу кезінде кері әрекетті орындау жиі талап етіледі: денеге әсер етуші күшті координаталар остерінің бойымен бағытталған екі құраушы күштің қосындысы ретінде қарастырады.

Мұндай өрнектеу 2.1-суретте көрсетілген. Ол күшті құраушыларға жіктеу деп аталады және тригонометриялық функциялардың көмегімен орындалады: F_X = F·cos , F_Y = F·sin .

Y

X



2.1-сурет. Күшті құраушыларға жіктеу

Ньютонның үшінші заңы

Массаның дене инерттілігінің өлшемі анықтамасынан, екі дененің өзара әсерлесуі кезіндегі алатын үдеулері олардың массаларына кері пропорционал болатындығы шығады:

а₁/а₂ = m₂/m₁.

Бөлшектің бөлімінен құтылып, алатынымыз: m₁·a₁ = m₂·a₂.

Ньютонның екінші заңына сәйкес, дененің массасы мен алатын үдеуінің көбейтіндісі оған әсер ететін күшке тең: m₁·a₁ = F₁; m₂·a₂ = F₂. Сондықтан өзара әсерлесуші денелер бір біріне шамалары жағынан тең күшпен әсер етеді: F₁ = F₂. Мұнымен қатар тәжірибеде олардың үдеулерінің қарама-қарсы бағытта болатындығы дәлелденген. Сондықтан , күштер де қарама-қарсы жаққа бағытталады. Сонымен біз Ньютонның үшінші заңын алдық.

Өзара әсерлесуші денелер бір-біріне шамалары жағынан тең, және бағыты жағынан қарама-қарсы күштермен әсер етеді: .

Массалар центрі. Ішкі және сыртқы күштер. Нақты денелер үшін Ньютонның екінші заңы

Кез келген денені материалық нүктелер жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Мұндай нүктелерге, мысалға, денелерді құраушы бөлшектерді - оның молекулаларын жатқызуға болады.

Дененің массалар центрі деп, радиус-векторы () келесі формуламен анықталатын геометриялық нүктелерді атайды

, (2.4)

мұндағы m_i - денені құраушы бөлшектер массасы; - олардың радиус-векторлары; m = m_i - дененің жалпы массасы.

Денені құраушы барлық бөлшектер массаларының қосындысы дене массасы деп аталады.

ішкі және сыртқы күштер

Материалық нүктеден мөлшері үлкен және жеке бөлшектерден тұратын денелерге көшу күштерді ішкі және сыртқы күштер деп бөлуді талап етеді.

Сыртқы күштер деп, дене бөлшектеріне қоршаған орта тарапынан әсер ететін күштерді атайды.

Ішкі күштер деп, дене бөлшектерінің өзара әсерлесу күшін атайды.

Ньютонның үшінші заңына сәйкес, барлық ішкі күштердің қосындысы нөлге тең.

Инерциалық санақ жүйесінде дененің массалар центрінің үдеуі барлық сыртқы күштердің тең әсерлі күшіне тура пропорционал, дене массасына кері пропорционал.

. (2.8)

ІҮ Жаңа тақырыпты бекіту - 25 мин

Есептер шығару

2.1а-есеп. Егер F₂ = 5 Н тең, және массасы m = 3 кг дене а = 1,5 м/с².үдеумен қозғалатын болса, онда F₁ күші неге тең?

Шешуі

F₁

F₂

a

m

F₁− F₂= ma  F₁= F₂+ ma

F₁= 5 + 4,5 = 9,5 Н

Жауабы: F₁ = 9,5 Н.

2.1б-есеп. Массасы m = 20 г дене 1 с ішінде h = 4,7 м биіктіктен құлайды. Ауның кедергі күшінің орташа мәнін F_кед.анықтау керек.

Шешуі

Оң бағыт - төмен.

Ауысу: h = 0 + at²/2  a = 2h/t² = 9,4 м/с².

Қозғалыс: mg - F_c = ma  F_c = m(g - a) = 0,008 H.

Жауабы: F_c = 0,008 H.

F_c

h, t

mg

Y

2.2-есеп. Массасы m = 8 кг денеге өзара перпендикуляр F₁ = 6 Н және F₂ = 8 Н күштері әсер еткен кездегі үдеуді табу керек.

Шешуі

F₁

F₂

m

A = F/m = 1,25 м/с².

F

Жауабы: a = 1,25 м/с².

2.3-есеп. Жіпке массалары: m₁ = 2 кг, m₂ = 3 кг, m₃ = 4 кг үш дене ілінген. Әрбір жіптің керілуін табу керек.

Шешуі

Т₁күші үш жүктің салмағын теңгереді:

Т₁ = m₁g + m₂g + m₃g = 90 Н.

Т₂күші екі жүктің салмағын теңгереді:

Т₂ = m₂g + m₃g = 70 Н.

Т₃күші бір жүктің салмағын теңгереді:

Т₃ = m₃g = 40 Н.

Т₁

m₁gg

Т₂

Т₃

m₂g

m₃g

2.4-есеп. Бір-біріне жалғанған массалары m₁ = 2 кг және m₂ = 3 кг екі жүкті бірінші денеге түсірілген шамасы F = 60 Н күшпен жоғары көтереді. Жіптің керілуін табу керек.

Шешуі

F

m₁g

m₂g

T

T

a

Жіптің керілу күшінің шамасы Т екі дене үшін де бірдей («Механиканың негізгі күштері» кестесін қараңыз). Денелердің үдеулері бірдей. Әрбір дене үшін Ньютонның екінші заңын жазамыз:

F - m₁g - T = m₁a.

T - m₂g = m₂a.

Жүйені шешеміз. Теңдеулерді қосу кезінде Т жойылып кетеді:

F - m₁g - m₂g = (m₁ + m₂)a  а = (F - m₁g - m₂g)/(m₁ + m₂) = 2 м/с².

Екінші теңдеуге а - ның мәнін қойып, жіптің керілуін табамыз:

T = m₂a + m₂g = 36 Н.

Жауабы: T = 36 Н.

2.5-есеп. Массалары m₁ = 2 кг және m₂ = 3 кг жүктер қозғалмайтын шығыр арқылы тасталған жіппен байланысқан. Денелердің қозғалысы кезіндегі жіптің керілуін табу керек.

Шешуі

m₁g

m₂g

a

T

T

a

Жіптің керілу күшінің шамасы Т мен үдеу екі дене үшін де бірдей. Олардың әрқайсысы үшін Ньютонның екінші заңын жазамыз. Әрбір дене үшін оң бағытты олардың қозғалысы жағына қарай жеке алу қажет.

T - m₁g = m₁a.

m₂g - T = m₂a.

осы теңдеулерді қосамыз:

m₂g - m₁g = (m₁ + m₂)a  а = (m₂ - m₁)g/(m₁ + m₂) = 2 м/с².

Бірінші теңдеугк қойып, Т мәнін табамыз: T = m₁(a + g) = 24 Н.

Жауабы: T = 24 Н.

Сергіту сәті

1. Қандай жолмен еш уақытта адам жұрмейді? (құс жолымен)

2. Теңізде қандай тастар табылмайды? ( құрғақ)

3. Елеуішпен су әкелуге болады ма? ( болады, өар, мұзды)

4. Көзіңмен көресін, бірақ қолыңмен ұстай алмайсын. ( көлеңке)

5. Қандай ыдыстарға су құйылмайды? ( су толы ыдысқа)

6. Стакандағы суды ішіп қойса, ішінде не қалады? ( ауа? газ)

7. Ашық ыдыста тұрған су неге азаяды? ( буланады)

8. Неліктен су отты сөндіреді? (Су ауа жибермейді, от ауасыз жанбайды.)

9. Барлық тілде не сөйлейді? (жаңғырық)

10. Адамның он қолында неше саусақ бар? (50)

11. Қатар тұрған үш саннның қосындысы мен көбейтіндісі 6 тең? Ол қандай сандар? (123)

Ү Қорытындылау - 5 мин

Физикалық диктант

1. Күшті қандай прибордың көмегімен өлшейді?

/динамометр/

2. Күш қандай шама? /векторлық/

3. Ньютонның 1-ші заңының тұжырымдамасын айт?

4. Ньютонның 2-ші заңының тұжырымдамасын айт?

5. Ньютонның 3-ші заңының тұжырымдамасын айт?

6.Инерция дегеніміз не?

7.Күштің өлшем бірлігі не? /Н - Ньютон/

8.Ньютон заңдарында масса мен үдеу қалай байланысқан, формуласын жаз?

9. Күштің өлшем бірлігі Ньютонды ашып жаз 1Н=?

/Н=кг*м/с/

10. Жүгі бар арбаны аққу аспанға, шортан суға, шаян алға тартады. Арба орнынан қозғала ма? Тең әсерлі күш неге тең? ( сурет бойынша )

/қозғалмайды, Ғ=0/

11. Желкенді қайық өзіне орнатылған желдеткіштен шыққан ауа ағынның әсерінен қозғала ала ма?

/қозғала алмайды/

12. Сындырып ішін ашпай-ақ піскен жұмыртқаны шикі жұмыртқадан қалай ажыратуға болады? ( шикі жұмыртқа мен піскен жұмыртқаныкөрсету)

/айналдырғанда піскен жұмыртқа ұзақ айналады/

13. Ұлы палуан атамыз Қажымұқан екі қолына екі арқанның ұшын ұстап тұрып, арқанның екінші ұштарын екі түйемен екі жаққа қарай керіп тартқызған. Сонда екі түйе Қажымұқанның екі қолын жаза алмапты. Халық Қажымұқан екі түйенің күшіне тең күшпен арқанды керіп ұстап тұр деп есептеген. Осы пікір дұрыс па? /жоқ, күші бір түйеге тең/

14. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде француздық ұшқыш екі шақырым биіктікте ұшып бара жатып көз алдынан бір кішкентай нәрсенің қозғалып бара жатқандығын байқады. Ұшқыш оны шіркей екен деп ұстап алса, ол атылып шыққан оқ болып шығады. Мұны қалай түсіндіруге болады?

/ұшақ пен оқтың жылдамдығы бірдей/

15. Көлде екі қайықпен жүзіп жүрген ағайынды екі бала қайықтарынан жағаға секірді. Інісінің массасы 40 кг, ал ағасының массасы 60 кг болса, қайсысының қайығы көлдің ортасына қарай көбірек ығысып кетеді?

/ағасының/

16. Стақанның бетін қатты қағазбен жауып, оның үстіне тиын қойыңдар. Қағазды саусақтарының ұшымен шертіп қалыңдар. Қағаз ыршып кеткенде тиын неліктен стақанның ішіне түседі? ( тәжірибе түрінде көрсету)

/инерция құбылысы бойынша/

17. Қайықты өзен ағысына қарсы жүргізем деп ескекші тырысқанымен, оған шамасы келмеді, қайық жағаға қатысты тыныштықта қала берді. Сонда қандай денелердің әсері теңгеріледі.

/қайықшының күші мен өзен ағысының күші/

Бағалау.

ҮІ Үйге тапсырма - 2 мин

Р. Башарұлы, Г. Байжасарова, У. Токбергенова, «Физика 10» 73-41бет, 7 - жаттығу.