Равноускоренное движение Автор : Бахтина Ирина Владимировна, учитель физики МОУ « СОШ 3 г. Новый Оскол

х = х 0 + s x y = y 0 + s y Данные формулы могут принимать разный вид в зависимости от того, как движется тело. Сегодня мы узнаем, как будут выглядеть ЭТИ формулы для простейшего вида неравномерного прямолинейного движения При движении тел их скорости обычно меняются либо по модулю, либо по направлению, либо одновременно и по модулю, и по направлению. х = х 0 + v x t y = y 0 + v y t Нам хорошо известны следующие формулы Для этого достаточно научиться определять скорость тела в любой момент времени или его перемещение 0 Х v vxvx

Скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории называется мгновенной скоростью. Она всегда направлена по касательной к траектории в данной точке. А s1s1 s2s2 s3s3 s4s4 Рассмотрим неравномерное движение тела по произвольной траектории. Попытаемся определить скорость тела, например, в точке А : v ср1 = s1s1 t1t1 v ср2 = s2s2 t2t2 v ср3 = s3s3 t3t3 4. В результате можно достичь настолько малого промежутка времени, что скорость за него практически не успеет измениться, а траектория стянется в точку, и движение станет как бы равномерным. v ср4 = s4s4 t4t4 Именно для такого случая средняя скорость становится мгновенной скоростью в точке А v =v = s t формула мгновенной скорости 1. Выделим небольшой участок траектории, включающий точку А. Для него значение средней скорости равно : 2. Выделим участок поменьше, включающий точку А : 3. Для еще более маленького участка : Теперь, говоря о скорости неравномерного движения, мы будем иметь ввиду мгновенную скорость

Наша задача сводится к умению определять мгновенную скорость тела в любой момент времени Для простоты рассмотрим такое неравномерное движение, при котором скорость тела изменяется одинаково за любые равные промежутки времени. Движение тела, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, называется равноускоренным движением Прямолинейное движение равномерноеравноускоренное Определение координаты тела в любой момент времени ?? Определение скорости тела в любой момент времени Вводили величину, характеризующую быстроту изменения координаты ! Нужна величина, характеризующая быстроту изменения скорости v – v 0 х - х 0 tt СКОРОСТЬ УСКОРЕНИЕ Далее мы будем знакомиться именно с особенностями равноускоренного движения неравномерное

Ускорением тела при его равноускоренном движении называется векторная величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. а – ускорение v – v 0 t а = Единица ускорения в СИ : [ a ] = 1 м/с 2 Итак, ускорение характеризует быстроту изменения скорости : чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость ( увеличивается или уменьшается ) ? Каков смысл данных значений ускорений тел : а = 1 м/с 2 а = 2,5 м/с 2 Это значит, что скорость тела за каждую секунду изменяется на 1 м / с Это значит, что скорость тела за каждую секунду изменяется на 2,5 м / с

Работаем с проекциями величин Связь знаков проекций скорости v x и ускорения а x с характером движения тела v 1 x > 0, а x > 0 v 3x 0 v1v1 а х 0 v2v2 а х 0 v 2x < 0, а x 0, a x < 0 v3v3 а х 0 v4v4 а х 0 если векторы а и v противоположно направлены v0v0 а скорость постоянна по модулю если : а = 0 или векторы перпендикулярны 0 х х 0 v0v0 а = 0 скорость увеличивается скорость уменьшается

Если известна начальная скорость и ускорение, можно определить скорость тела в любой момент времени vx - v0xvx - v0x t аx=аx= v x - v 0 x = a x t v x = v 0 x + a x t Полученная формула может видоизменяться в зависимости от знаков проекций ускорения и начальной скорости х т.к. v 1x > 0, а x > 0 т.к. v 2x < 0, а x 0, a x < 0 аааа vvvv v = v 0 + at v = - v 0 - atv = v 0 - at - v = - v 0 + at В случае, если v 0 = 0, формула примет вид v = - at если a x < 0 v = at если a x > 0

Графическое представление движения Графики ускорения и проекции ускорения а, м/с 2 t,с а1а1 а2а Позволяют определить, скорость какого из тел изменяется быстрее, но увеличивается она или уменьшается определить не позволяют а1x> 0а1x> 0 а 2 x < 0 а x, м/с 2 Позволяют определить, скорость какого из тел изменяется быстрее, но, кроме того, если известен знак проекции скорости, можно определить увеличивается она или уменьшается 0 t,с

График зависимости проекции скорости от времени v x = v 0 x + a х t t,сt,с t,сt,с х, м v х, м/с Если сравнить зависимость координаты от времени при равномерном движении и зависимость проекции скорости от времени при равноускоренном движении, можно увидеть, что эти зависимости одинаковы : х= х 0 + v x t v x = v 0 x + a х t Это значит, что и графики зависимостей имеют одинаковый вид. Первое, с чего нужно начинать работу с графиком – посмотреть на вертикальную ось ! х= х 0 + v x t v x = v 0 x + a х t ?

t, с Учимся « читать » графики v х, м/с тело v 0х = - 10 м/с v х – v 0 х t а 1х = 0 м/с – (-10 м/с) 4 с = 2,5 м/с 2 == Тело движется с начальной скоростью 10 м / с в отрицательном направлении оси Ох ( т. к. v 0х < 0) равнозамедленно ( т. к. а х v х ) Через 4 с скорость тела стала равной нулю и оно равноускоренно продолжило движение в положительном направлении Зависимость v х (t) имеет вид v x = v 0 x + a х t v x = ,5t v x = t Такие графики « хранят » еще некоторую информацию. Так что, продолжим. v х = 0 м/с t = 4 с 2 тело v 0х = 25 м/с v х – v 0 х t а 1х = 0 м/с – 25 м/с 5 с = - 5 м/с 2 == Тело движется с начальной скоростью 25 м / с в положительном направлении оси Ох ( т. к. v 0х > 0) равнозамедленно ( т. к. а х v х ) Через 5 с тело остановило c ь и равноускоренно продолжило движение в отрицательном направлении Зависимость v х (t) имеет вид v x = t v х = 0 м/с t = 5 с

t, с v х, м/с v 0х v x = v 0 x + a х t Перемещение при равноускоренном движении Нам хорошо известно, что площадь фигуры под графиком скорости численно равна пути, а под графиком проекции скорости - равна проекции перемещения. Поэтому, нам достаточно выразить площадь трапеции ОАВС t о А В С S x =S x = v х + v 0 х t 2 = 2v 0 x + a х t 2 t S x = v 0 x t + a х t 2 2 Тогда формула координаты имеет вид : x = x 0 + v 0 x t + a х t 2 2 S x = S x = 2 x = x 0 + a х t 2 2 Если тело движется из состояния покоя, график проходит через начало координат, фигура под графиком – треугольник, формула принимает вид v x = v 0 x + a х t a х t

Некоторые важные зависимости между величинами S = S = a t2a t2 2 Из данной формулы следует, что для равноускоренного движения без начальной скорости путь, пройденный телом, пропорционален квадрату времени. Значит, пути, пройденные телом за одну, две, три, четыре … секунды будут относиться как квадраты последовательных натуральных чисел S 1 : S 2 : S 3 : S 4 … = 1 : 2 2 : 3 2 : 4 2 … S x = v 0 x t + a х t 2 2 Для любого равноускоренного движения, пути, пройденные телом за любые равные промежутки времени, будут относиться как последовательный ряд нечетных чисел S 1-ю : S 2-ю : S 3-ю : S 4-ю …= 1 : 3 : 5 : 7 … S =S = v 2 - v 0 2 2а2а Формула перемещения без учета времени

СОПОСТАВИМ РАВНОМЕРНОЕРАВНОУСКОРЕННОЕ v = const a = const х - х 0 t v – v 0 t ax=ax=vx=vx= v х, м/с t,сt,с t,сt,с а x, м/с 2 х = х 0 + v x t v x = v 0 x + a х t x, м t,сt,с v x, м/с t,сt,с x = x 0 + v 0 x t + a х t 2 2

Вспомним изученное Как называется движение, при котором скорость изменяется ? Скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории называется Что можно сказать о направлении мгновенной скорости ? Движение, при котором скорость тела за равные промежутки времени изменяется одинаково называется Дайте определение ускорения тела. Единицы ускорения в СИ. Опишите характер движения тела, если известно, что v x > 0, а x > 0v x 0 Опишите характер движения тела, пользуясь зависимостью v x = t На каком участке перемещение тела наибольшее ? Чему равен путь, пройденный любым телом за первую секунду равноускоренного движения из состояния покоя ? t, с 4 0 ВС Д v х, м/с

Домашнее задание §§ 11, 13, 14 Упр. 3, 2, 3 График 3 ( в тетради ) Спасибо за работу !!!

Список литературы Мякишев Г. Я. Физика : Учебник для 10 кл. общеобразовательных учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский. – 12 изд. – М. : Просвещение, 2004