V 0

МАОУ «Средняя общеобразовательная школа № 28 имени героя
Советского Союза Г.Ф. Кирдищева»
Петропавловск - Камчатского городского округа.
Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
Моделирование движения тела, брошенного под углом к
горизонту.
Интегрированный урок: физика + информатика (ИКТ) для 9 классов – 2
урока
Уроки изучения нового материала, закрепления и контроля.
Учитель физики Юрьева О.Л.
Учитель информатики (ИКТ) Константинова А.О.
Диктант.
1. Незамкнутая кривая, являющаяся графиком функции у = v0t + gt²/2
(парабола).
2. Линия, вдоль которой движется тело (траектория).
3. Ученый, который впервые высказал мысль о том, что все тела,
независимо от их массы, совершают свободное падение с одинаковым
ускорением (Галилей).
4. Вектор, соединяющий начальное положение тела с его конечным
положением (перемещение).
5. Физическая величина, которая остается неизменной при равномерном
движении, но изменяется при равноускоренном (скорость).
6. Физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости
тела (ускорение).
7. Изменение положения тела в пространстве стечением времени
(механическое движение).
8. Раздел физики, основной задачей, которого является определение
положения тела в любой момент времени (механика).
Из первого слова выпишите пятую букву, рядом поставьте третью
букву из второго слова. Из третьего слова возьмите две буквы третью и
пятую. Из четвертого – предпоследнюю, из пятого – вторую, из
шестого – предпоследнюю. Ответом на седьмой вопрос было
словосочетание, из второго слова, из которого выпишите третью букву.
В последнем слове возьмите две последние буквы. Прочитайте
получившееся слово (баллистика). Кто из Вас знает, что оно означает?
В словаре С.И. Ожегова дается такое определение: «Баллистика – наука
о законах полёта снарядов».
Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
Моделирование полёта копья.
(динамическое моделирование).
Интегрированный урок физики: физика + информатика (ИКТ) для
учащихся 9 классов (2 часа).
Цель: закрепить умение работать с электронными таблицами Excel,
навык использования формул, абсолютной адресации; решать задачи
динамического
моделирования;
продемонстрировать
связь
информатики (ИКТ) с физикой, реальностью; выяснить физическое
содержание понятия баллистического движения; вывести формулы
времени и дальности полета при движении тела, брошенного под углом
к горизонту.
Техническое оснащение урока: компьютеры с установленным
пакетом Office – Excel, мультимедийный проектор, доска, модель
фонтана, ванна (оптическая), пистолет баллистический с шариком.
1УРОК
Урок физики. Объяснение нового материала. Вывод формул.
Наглядная демонстрация движения тела, брошенного под углом к
горизонту.
Х О Д У Р О К А:
1. Организационный момент, знакомство – 3 минуты.
2. Повторение
определений,
характеризующих
механическое
движение в виде разгадывания кроссворда, в результате которого
получается слово «БАЛЛИСТИКА».
Определение по Ожегову: Баллистика – наука о законах полета снарядов,
мин, бомб, пуль.
Определение по Далю:Баллистика – наука о движении брошенных
(метаемых) тел, особенно пушечных снарядов (баллиста – старинная военная
машина для метки камней).
Баллистика – раздел механики, изучающей движение тел в поле тяготения
Земли.
На протяжении всей истории человечества, враждующие стороны,
доказывая своё превосходство, использовали камни, копья, пули и другие
снаряды. Точность попадания определяла успех в сражении. Желание
победить стимулировало появление и развитие такой науки, как
баллистика!
Хотя баллистика военная наука, все спортивные снаряды (ядро, молот,
диск, стрела и др.) летят по законам этой науки. Цель спортсмена та же, что и
воина – добиться успеха, т.е. бросить спортивный снаряд как можно дальше.
Оказывается, что и запуск космических аппаратов производится с
учетом законов баллистики. Траектория, дальность полета, высота подъёма
физического тела рассчитывается при помощи законов физики и математики.
3. Наша задача сегодня – выяснить от чего зависит успех! При бросании
тела под углом к горизонту, т.е. мы выясним, какие физические величины
влияют на движение брошенного тела?
?Чтобы
тело полетело, его нужно бросить, т.е. придать ему какую – то
начальную скорость V0!
?
Чтобы тело улетело дальше, как его нужно бросить (Вертикально?;
Горизонтально?; Под углом к горизонту?; Под каким углом?).
Слушаем предложения учащихся: 300, 600, 700?
Давайте проделаем опыт с баллистическим пистолетом.
Предлагаем учащимся разбиться на группы и последить, как летит
шарик при разных углах наклона ствола к горизонту.
Делаем вывод – самая дальняя стрельба под углом в 450.
Теперь осмотрим: как движется струя воды под углом 150, 300, 450
(вешками отмечаем точки падения воды). Вывод: 450 – лучшая стрельба.
?По какой траектории движется вода?
По параболе,
и
движутся по параболе.
шарик
пистолета, и любые виды снарядов тоже
Если тело движется по параболе,
координаты у.
?Достаточно
ли при
координатную ось?
таком
меняются
движении
и
координаты
рассматривать
только
x, и
одну
Нет, нужно рассматривать координатную плоскость, которая позволит
наблюдать и за координатой х, и за координатой у.
Рассмотрим детально.
?
Как направлен вектор скорости, если тело движется криволинейно?
Вектор скорости всегда направлен по касательной! к траектории.
?
Как изменяется скорость при движении вверх?
УМЕНЬШАЕТСЯ,
тело движется равноускоренно с ускорением «- g»:
у = h = V0t –
𝒈𝒕𝟐
𝟐
?При нахождении проекции вектора скорости по графику хорошо видно, что
вдоль оси х тело движется равномерно:
V0x = const,
x= l = V0t.
?
Какое значение начальной скорости нужно подставить в уравнения
зависимости координат от t.
Нужно найти проекцию вектора V0 на координатные оси:
V0x = V0cosα
X = l= V0cosα ×t – путь вдоль оси х.
V0x = V0 sinα
У = h = V0 sinα×t -
𝒈𝒕𝟐
Вначале стрельбы и в конце полетау = 0
V0 sinα×t =
𝒈𝒕𝟐
𝟐
/t
𝟐
– путь вдоль оси у.
у = h =V0 sinα×t -
𝒈𝒕𝟐
𝟐
=0
V0 sinα =
𝒈𝒕
t=
𝟐
𝟐 𝐕𝟎 𝐬𝐢𝐧𝛂
𝐠
- время полета.
Найдём дальность полета, т.е. координаты х,
𝟐𝐕𝟎 𝐬𝐢𝐧𝛂
x =l = V0cosα ×t = V0cosα×
l зависит от V0 (мы
𝐠
=
𝐕𝟎 𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝟐𝛂
𝐠
𝐕𝟎 𝟐 𝐬𝐢𝐧𝟐𝛂
l=
𝐠
2 sinα cosα = sin 2α
- дальность полета
l – зависит от V0 (мышечная сила спортсмена, сила пороховых газов в
стволе пушки и др.) и от угла α.
?
Самое большое значение sinα = 1.
Sin какого угла равен 1? ( 900), т.е. 2α = 900
α = 450.
MAX! дальность полета при стрельбе под углом к горизонту = 450.
?Реальные значения: пуля при V0 = 870 м/c,α= 450
после расчетов должна
улететь на 77 км, а на самом деле летит на 3,5 км. Почему? При расчетах
необходимо учитывать силу сопротивления воздуха (ветер боковой,
встречный, попутный и пр.)
Формулы вывели и применили их.
3. ЗАДАЧА: Снаряд из ствола зенитной пушки вылетел с начальной скоростью
40 м/с и находился в полёте 4 секунды. На каком расстоянии он упал
(поразил цель, при условии точного попадания)?
𝑉 2 𝑠𝑖𝑛600 1600 2
=
= 0
=
= 138 (м)
𝑔
𝑔
10
2𝑉0 𝑠𝑖𝑛 𝛼
𝑔𝑡
10×4
1
Дано:
l
t=4c
t=
V0 = 40 м/с
_____________
l-?
√3
𝑉0 2 𝑠𝑖𝑛 2𝛼
𝑔
sinα =
2𝑉0
=
=
2 × 40
2
α= 300
Домашнее задание:
1. Вывод формул: времени полета и дальности полёта тела, брошенного
под углом к горизонту – уметь воспроизводить наизусть.
2. Сформулировать и решить задачу, в которой рассчитываются
параметры тела, движущегося под углом к горизонту (зимние виды
спорта, например, о летящем лыжнике).
3. Вывести формулу высоты подъёма тела, брошенного под углом к
горизонту.
у = h = V0t –
𝒈𝒕𝟐
𝟐
h = V0 sinα × t 𝟐 𝑽𝟎 𝒔𝒊𝒏𝜶
t=
𝒈
𝒈𝒕𝟐
𝟐
– время полета, а для расчета высоты подъема нам
необходимо t / 2 =
𝑽𝟎 𝒔𝒊𝒏𝜶
𝑽𝟎 𝒔𝒊𝒏𝜶
h = V0 sinα×
𝒈
𝒈
𝒈
𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝟐
𝒈𝟐
− ×
=
𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝒈
𝟏 𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝟐
𝒈
- ×
=
𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝒈
𝟏
(𝟏 − 𝟐) =
𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝟐𝒈
h=
𝑽𝟎 𝟐 𝒔𝒊𝒏𝟐 𝜶
𝟐𝒈
– высота подъёма
Приведите примеры изученного вида движения (кроме спортивных и
военных снарядов).
2 урок.
5 минут – организационный момент.
Учащиеся делятся на две группы.
1 группа работает на компьютере: моделирует полёт копья при заданных
параметрах (задачи на карточках – 9 вариантов – Приложение №2).
2 группа решает задачи по физике на тему урока (задачи на карточках – 15
вариантов – Приложение №1).
Через 15 минут, перед тем, как группы поменяются местами и выполнят
задания, проводится физкультминутка для активизации мозговой
деятельности
ПРИЛОЖЕНИЕ № 3 (ленивая восьмерка – знак
бесконечности).
За 10 минут до конца урока подводится итог: проговариваются, наглядно
демонстрируются на экране выводы уроков, выставляются оценки за урок,
домашнее задание.
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
задачи по физике на тему урока (расчет параметров при движении тела,
брошенного под углом к горизонту)
1. Сравните дальность полета двух тел, брошенных под углом 300 и 600 к
горизонту с одинаковыми по модулю скоростями.
2. Мяч бросили под углом 300 к горизонту с начальной скоростью 10 м/с.
Определить время и дальность полета.
3. Снаряд вылетел из дальнобойной пушки со скоростью 1000 м/с под
углом 300 к горизонту. Сколько времени снаряд находился в воздухе?
На каком расстоянии он упадет на Землю?
4. Снаряд вылетает из ствола орудия под углом 300 к горизонту со
скоростью 240 м/с. Как долго снаряд летит до цели? На каком
расстоянии от орудия находится цель?
5. Игрок в пейнтбол стреляет шариками с краской из ружья под углом 150
к горизонту. Шарик вылетает из ствола с начальной скоростью 15 м/с.
Как далеко находится соперник от стрелка? Как скоро он будет
вынужден покинуть игру, если попадание будет точным?
6. Мяч брошен со скоростью 20 м/с под углом 300 к горизонту. Найти
проекции начальной скорости на координатные оси, время и дальность
полёта.
7. Камень, брошенный под углом 300 к горизонту, упал на Землю через
3с. Какова начальная скорость камня?
8. Спортсмен на соревнованиях, проходивших в г. Осло (g1 = 9,819м/с2)
бросил копьё на расстояние 90м86см. На каком расстоянии
приземлилось бы копьё, если бы оно было пущено в г. Токио (g2 =
9,798 м/с2) с такой же начальной скоростью и под тем же углом?
9. Диск, брошенный спортсменом под углом 450 к горизонту, был в
полете 3,5 с. На какое расстояние улетел диск?
Сколько времени в полёте было ядро, если спортсмен его метнул под
углом 450 к горизонту и приземлилось оно на расстоянии 62,5 м?
11. Шарик с краской при игре в пейнтбол вылетает из ружья под углом
300 к горизонту. На каком расстоянии от стрелка находится соперник,
если шарик попадает в него через 5 с?
12.
Спортсмен метнул спортивный молот на расстояние 90 м 30 см
Снаряд был в полёте 4,7 с. Под каким углом был запущен молот?
13.
Под каким углом был произведен выстрел из спортивного лука,
если стрела поразила цель на расстоянии 125 м, а была в полете 5 с?
14.
На олимпиаде в г. Пекине в августе 2008 года копьё спортсменом
было брошено на расстояние 90 м 86 см. Каково ускорение свободного
падения в г. Пекине, если копьё было в полёте 4,3 с? Угол бросания
копья составил 450 к горизонту.
15.
Снаряд, выпущенный из противотанкового ружья, поразил цель,
удаленную на 500 м. Под каким углом производилась стрельба, если
мишень была уничтожена через 5 с ?
10.
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
задачи для моделирования на компьютере полета копья при заданных
параметрах:
1 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 600 с первоначальной
скоростью V0 = 10 м/c. Смоделируйте полет копья в течение 2 секунд (с
шагом 0,1 с.).
2 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 45 0 с первоначальной
скоростью V0 = 10 м/с. Смоделируйте полет копья в течение 2 секунд (с
шагом 0,1 с.).
3 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 300 с первоначальной
скоростью V0 = 10 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 2 секунд (с
шагом 0,1 с.).
4 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 60 0 с первоначальной
скоростью V0 = 15 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 3 секунд (с
шагом 0,2 с.).
5 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 45 0 с первоначальной
скоростью V0 = 15 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 3 секунд (с
шагом 0,2 с.).
6 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 300 с первоначальной
скоростью V0 = 15 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 3 секунд (с
шагом 0,2 с.).
7 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 60 0 с первоначальной
скоростью V0 = 20 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 4 секунд (с
шагом 0,25 с.).
8 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 450 с первоначальной
скоростью V0 = 20 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 4 секунд (с
шагом 0,25 с.).
9 вариант
Копьё вылетает из рук спортсмена под углом α = 300 с первоначальной
скоростью V0 = 20 м/с. Смоделируйте полёт копья в течение 4 секунд (с
шагом 0,25 с).
ПРИЛОЖНЕНИЕ №3
МОЗГОВАЯ ГИМНАСТИКА
(по методу кандидата психологических наук Натальи Локаловой)
Выполнение
физических
упражнений
улучшает
мозговую
деятельность.
Их
стимулирующее
воздействие
известно
давно:
увеличивается объём памяти, повышается устойчивость внимания,
ускоряется решение элементарных интеллектуальных задач, психомоторные
процессы. Головной мозг обогащается кислородом. Упражнения проводятся
в начале урока.
«КАЧАНИЕ ГОЛОВОЙ» (улучшает мыслительную деятельность,
чтение, используется для расслабления мышц шеи и плеч)
Глубоко дыша, расслабить плечи, уронить голову вперед, позволяя ей
медленно качаться из стороны в сторону. При помощи дыхания уходит
напряжение. Подбородок вычерчивает слегка изогнутую линию на груди по
мере расслабления шеи.
«ЛЕНИВЫЕ
ВОСЬМЁРКИ»
(активизирует
структуры,
обеспечивающие запоминание, повышает устойчивость внимания)
Нарисовать в воздухе в горизонтальной плоскости «восьмёрки» по
три раза каждой рукой, а затем двумя одновременно.
«ТОЧКИ РАВНОВЕСИЯ» (улучшает мыслительную деятельность,
внимание, координацию движения)
Дотронутся двумя пальцами одной руки до впадины у основания
черепа, другую руку – на пупок, дышать, поднимая энергию вверх. Через
минуту положить пальцы на точки за другим ухом.
«СОВА» (улучшает зрительную память, внимание, снижает
напряжение)
Ухватиться правой рукой за левое плечо. Глубоко дыша, развести
плечи назад, посмотреть через другое плечо. Уронить подбородок на грудь и,
глубоко дыша, дать мышцам расслабиться. Повторить упражнение, держа
плечо другой рукой.
«ПЕРЕКРЁСТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ» (активизирует работу обоих
полушарий, подготавливает к усвоению знаний)
Одновременно с правой рукой производить движения вперёд, в бок,
назад левой ногой. Это позволяет «пересечь» среднюю линию, т.е.
активизировать оба полушария одновременно.
«ТОЧКИ
деятельность)
ПРОСТРАНСТВА»
(улучшает
мыслительную
Положить два пальца одной руки над верхней губой, другую руку – на
копчик. Держать минуту, вдыхая энергию вверх по позвоночнику.
«ТОЧКИ МОЗГА» (улучшает внимание)
Одну руку положить на пупок, другой массировать точки,
расположенные сразу же по ключице с правой и левой стороны груди.
Представить, что на носу находится кисточка и ею нарисовать бабочку или
восьмёрку на потолке.