 |
Лекция 2. Механическое движение и его виды. Относительность механического движения. Характеристики механического движения Равномерное движение
|
|
|
|
Лекция 1. Физика-наука о природе. Естественно- научный метод познания, его возможности и границы применимости. Моделирование физических явлений и процессов. Роль эксперимента и теории в процессе познания природы. Физические законы. Основные элементы физической картины мира
Цель занятия: дать студентам представление о физической науке, физических явлениях, научном методе познания.
Тип занятия: занятие изучения нового материала.
План занятия
1. Актуализация опорных знаний
2. Определение физики
3. Методы изучения физики
4. Физические величины и их измерения
5. Роль физики в обществе
Ход занятия
I. Актуализация знаний.
1. Знакомство с группой.
2. Знакомство с учебником, правилами и требованиями преподавателя.
3. Запись студентами принадлежностей для занятия физики.
а) учебник;
б) тетрадь 96 л.;
в) тетрадь для лабораторных и практических работ – А4, 48 л.;
г) тетрадь для контрольных работ – 18-24 л.;
д) калькулятор
е) линейка, карандаш, ластик, треугольник, транспортир, ручка (синяя и чёрная).
II. Правила техники безопасности в кабинете физики и на занятиях физики.
журнал по технике безопасности на занятиях физики (роспись студентов об ознакомлении с правилами по ТБ).
III. Изучение нового материала.
1. Физика – наук о природе. А человек – дитя природы. И он должен уметь с ней разговаривать. Но как? На каком языке? Французский поэт Шарль Бодлер писал:
Природа – это храм, где камни говорят,
Хоть часто их язык бывает непонятен.
Вокруг – лес символов, тревожен, необъятен
И символы на нас с усмешкою глядят.
Пытливый ум человека не делит мир на части непроницаемой перегородкой: это “лирика”, а это “физика”. В мозгу человека всё сплетено в живой и неделимый клубок мыслей и чувств.
|
|
|
- Зачем надевают кольцо золотое
На палец, когда обручаются двое? –
Меня любопытная леди спросила.
Не став пред вопросом в тупик,
Ответил я так собеседнице милой:
- Владеет любовь электрической силой,
А золото – проводник.
Роберт Бёрнс
2. Научный метод познания.
Пытаясь понять окружающий мир, человек ищет закономерности в различных и многообразных явлениях. На основании того, что ему уже известно из наблюдений и опытов, человек пытается угадать новую закономерность. Такая догадка называется гипотезой.
Научная гипотеза – это не любая догадка, а только такая, которая может быть проверена на опыте. После того, как догадка высказана, учёные ставят многочисленные опыты с целью подтвердить или опровергнуть эту догадку. Но, далеко не все гипотезы подтверждаются. И тогда начинают рождаться новые гипотезы. А для их проверки ставятся новые эксперименты.
Этот процесс – процесс научного познания мира – имел начало, но конца ему не видно.
Нам тайны нераскрытые раскрыть пора –
Лежат без пользы тайны, как в копилке –
Мы тайны эти с корнем вырвем у ядра –
На волю пустим джина из бутылки.
Владимир Высотский
3. Что и как изучает физика?
“Учёный изучает природу не потому, что это полезно; он исследует её потому, что это доставляет ему наслаждение, а это даёт ему наслаждение потому, что природа прекрасна. Если бы природа не была прекрасна, она не стоила бы того, чтобы быть познанной; жизнь не стоила бы того, чтобы быть прожитой.
“Наука полезна потому, что она научает нас создавать машины, я говорю машины полезны потому, что, работая для нас, они некогда оставят нам больше времени для научных занятий...” Арни Пуанкаре
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
А.С.Пушкин
Точно подметил великий поэт характер научной деятельности. Опыт – “сын ошибок трудных”, вы можете почувствовать, выполняя лабораторные работы, что гений – “парадоксов друг” - об этом вы узнаете, решая задачи (парадокс _ неожиданная, непривычная мысль, противоречащая опыту).
|
|
|
А случай? Есть и он. Настойчивым и внимательным всегда везёт. И это – хорошо.
Наука для всех. Много веков длится процесс познания окружающего мира. Огромный труд был затрачен учёными, и немалый труд предстоит затратить каждому молодому человеку для того, чтобы усвоить основы современной науки. Они нужны не только учёному и инженеру, но и рабочему и трактористу. Всё в большей и большей мере люди на работе, да и дома, управляют машинами и механизмами. Чтобы понять, как они работают, нужно знать законы природы.
Простые истины. Мы знаем, что камень всегда падает вниз на землю, что есть твёрдые предметы, о которые можно ушибиться, что огонь может обжечь и т.д.
Однако, как ни важны подобные знания, накапливаемые ребёнком и взрослым человеком, они ещё не образуют науку. Это частные правила, касающиеся отдельных явлений. Они говорят нам о том, что произойдёт в обычных условиях, но не отвечают на вопрос: почему те или иные события вообще происходят и не могут ли эти события не наступить? Они также не позволяют предсказать, что произойдёт при других условиях.
Людям необходимо понять окружающий мир, чтобы использовать его законы для облегчения труда, улучшения условий жизни.
Преобразование мира. Именно развитие наук о природе дало в руки человека современную технику, и это привело к преобразованию окружающего нас мира. Основную роль сыграла физика – важнейшая наука, изучающая самые глубокие законы природы.
Физика составляет фундамент главнейших направлений техники. Строительная техника, гидротехника, теплотехника, электротехника и энергетика, радиоэлектроника, светотехника, огромная часть военной техник выросли на основе физики. Благодаря сознательному использованию законов физики техника из области случайных находок вышла на широкую дорогу целенаправленного развития.
Физика и другие науки. Физика – это наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. Поэтому понятия физики и её законы лежат в основе любого раздела естествознания.
|
|
|
В настоящее время физика очень тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и другими естественными науками. Она много объясняет в этих науках, предоставляет им мощные методы исследования.
Физические величины и их измерение. Исследование явлений начинается с их наблюдения. Но для того чтобы понять и описать происходящие события, учёные вводят целый ряд физических величин, таких как скорость, сила, давление, температура, электрический заряд и многие другие. Каждой величине надо дать точное определение, в котором указывается, как эту величину можно измерить, как провести необходимый для такого измерения опыт.
Чаще всего в определениях физических величин просто уточняют и придают количественную форму тому, что непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Так вводят понятия силы, температуры и т.д. Есть величины, которые не воспринимаются непосредственно нашими органами чувств (электрический заряд). Но они выражаются через другие величины, на которые органы чувств человека реагируют. Так, электрический заряд определяется по силам взаимодействия между заряженными телами.
Связь между физическими величинами. Чтобы из наблюдений за физическими явлениями сделать общие выводы, найти причины этих явлений, следует установить количественные зависимости между различными физическими величинами. Для этого необходимо специально изменять условия, в которых протекает данное явление. От непосредственного наблюдения надо перейти к физическому эксперименту.
Если меняются все условия сразу, то трудно уловить какие-либо закономерности. Поэтому, проводя физический эксперимент, стремятся проследить зависимость данной величины от характера изменения каждого из условий в отдельности. Например, давление газа зависит от его массы, объёма и температуры. Чтобы исследовать эту зависимость, надо сначала изучить, как влияет на давление изменение объёма, когда температура и масса остаются неизменными. Затем нужно проследить, как давление зависит от температуры при постоянном объёме, и т.д.
|
|
|
Законы природы и законы, определяющие жизнь общества. Любые изменения в природе подчиняются определённым законам. Движение тел описывается законами механики, распространение света законами оптики и т.д. Различие законов природы и законов, определяющих жизнь общества, состоит в том, что законы природы не изобретаются людьми, а открываются в процессе исследования окружающего мира. Если “общественные” законы могут быть нарушены или отменены, то нарушить или отменить законы природы не может никто!
IV. Закрепление изученного.
Контрольные вопросы:
1. Назовите имена известных вам ученых-физиков. В какой области физики они работали?
2. Приведите примеры использования знаний физики для создания предметов быта, окружающих вас.
3. Для создания каких-либо технических устройств были использованы физические открытия?
4. Назовите основные методы физических исследований.
5. Приведите примеры физических моделей.
6. Какова роль эксперимента в познании? Объясните на примере.
7. Почему эксперимент является критерием правильности физической теории?
8. Что значит «измерить физическую величину»?
Домашнее задание. параграф 1-2 читать
Список использованной литературы
1. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 366 с.: ил.
2. Марон А.Е., Марон Е.А. «Сборник качественных задач по физике 10 кл, М.: Просвещение, 2006
3. Л.А. Кирик, Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик. Методические материалы для преподавателя 10 класс,М.:Илекса, 2005.-304с:, 2005
4. Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик. Физика 10 класс.-М.: Мнемозина,2010
Лекция 2. Механическое движение и его виды. Относительность механического движения. Характеристики механического движения Равномерное движение
Цель занятия:
- Познакомить студентов с характерными особенностями прямолинейного равномерного движения. Сформулировать понятие скорости как одной из характеристик равномерного движения тела.
-Научить студентов вычислять перемещение при равномерном прямолинейном движении.
-Научить студентов строить и читать графики зависимости скорости и координаты от времени.
План занятия
1. Актуализация знаний
2. Определение движения. Виды движения
3. Равномерное прямолинейное движение
Ход занятия
1. Повторение домашнего задания
А) Что изучает физика?
Б) В чем заключается научный метод познания?
|
|
|
В) Зачем нужна физическая величина? Назовите известные физические величины. В каких единицах измеряются эти величины?
Г) Какие существуют физические теории?
Д) Какова роль физики в научно – техническом прогрессе?
Е) Что изучает механика?
Ж) Что понимают под относительностью движения?
З) Приведите примеры относительности механического движения.
И) Какие движения подчиняются законам Ньютона?
2. Изучение нового материала
А) Основные понятия кинематики.
Кинематика – это часть механики, которая изучает способы описания движений без учета сил, вызывающих эти движения.
Существуют два способа описания движения тела: 1. движение некоторой точки движущегося тела; 2. движение тела с помощью модели материальной точки.
Обсуждение вопросов
- Что называется материальной точкой?
- При каких условиях реальное тело можно заменить (мысленно) материальной точкой?
- Является ли материальной точкой снаряд;
А) при определении пройденного снарядом пути?
Б) при расчете формы снаряда, когда его обрабатывают на станке, чтобы он имел наименьшее сопротивление при движении в воздухе.
3. Самостоятельная работа
Укажите, в каких из приведенных ниже случаев, исследуемое тело считается материальной точкой?
А) Определяют давление автомобиля на грунт.
Б) Вычисляют высоту полета искусственного спутника Земли.
В) Измеряют работу, совершенную при поднятии, подъемным краном, поддона с кирпичами определенной массы на высоту 5 этажа.
Г) Пользуясь мензуркой, определяют объем стеклянного шарика.
Д) Рассчитывают путь, пройденный железнодорожным составом длиной 1км за несколько секунд.
Е) Определяют скорость движения Земли по орбите вокруг Солнца.
4. Определение положения точки в пространстве
Беседа со студентами по вопросам:
- Почему для описания движения тела необходимо выделить особую точку – тело отсчета?
- Можно ли тело отсчета выбрать произвольно?
- Изменится ли положение тела в пространстве, если заменить одно тело отсчета на другое?
- Какие системы координат вам знакомы?
- Что называется системой отсчета?
3. Понятие равномерного прямолинейного движения
Прежде чем начать говорить о равномерном прямолинейном движении необходимо уяснить следующие определения:
· равномерное движение — это движение тела с постоянной (не меняющейся) скоростью. Т. е. скорость при таком движении является константой
· прямолинейное движение — это такое движение, траектория которого — прямая линия. Другими словами это движение по прямой
· равномерное прямолинейное движение — это движение по прямой с постоянной скоростью. При таком движении тело за равные промежутки времени проходит одинаковые расстояния.
Характеристики движения
Скорость при прямолинейном движении — величина постоянная. Для того, чтобы найти скорость, необходимо пройденный путь разделить на время, за которое он был пройден.
| Формула скорости равномерного прямолинейного движения |
V — скорость движения [ м/с]
S — пройденный путь [м]
t — время движения [с]
Применительно к равномерному движению можно сказать, что скорость показывает перемещение, которое совершает тело за единицу времени
| Формула перемещения тела при равномерном прямолинейном движении |
S=V⋅ t
V — скорость движения [ м/с]
S — пройденный путь [м]
t — время движения [с]
| Координата тела при равномерном прямолинейном движении |
x= 
+ V⋅ t
x — координата тела в текущий момент времени, [м]
x0 — координата тела в начальный момент времени, [м]
V — скорость тела, [ м/с]
t — время движения, [с]
Запишем формулу для определения ускорения тела:
| Ускорение тела при равномерном прямолинейном движении |
Для равномерного прямолинейного движения ускорение равно нулю (a = 0).
|
|
|
