Презентация на тему Решение задач механики различными способами

И.С.Черных г. Томск
… Любая задача должна иметь элемент

«Развитие навыков исследовательской деятельности при решении физических задач» Новикова Л. В.

Урок решения задач для учащихся 10 класса естественно-научного профиля

Анализ текста задачи(заданного содержания), анализ физического явления и выбор

углом 30 к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на

0

Анализ условия задачи

законов кинематики
Тело брошено со скоростью 15м/с под

1

скорости, ускорения.

3. Выбор системы координат, проекции векторов перемещения,

1 способ: кинематический

Решение на основе законов кинематики

Алгоритм решения задач на законы кинематики

= 30
0
Решение
Из рисунка видно:
Тело брошено со

условия задачи; СИ.

Чертеж, на котором показать начальное и конечное

2 способ: энергетический

Решение на основе закона сохранения энергии

углом 30 к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите на

Дано:
= 15м/с
= 30

0

Нулевой уровень энергии свяжем с точкой броска.

В верхней точке параболы:

По закону сохранения энергии:

участке дороги при скорости 10 м/с, если коэффициент сопротивления

Энергетический

Динамический

Решение на основе законов Ньютона

Анализ условия задачи

назад

торможение на горизонтальном участке дороги при скорости 10 м/с,

Энергетический

Решение на основе закона сохранения энергии

Динамический

Решение на основе законов Ньютона

2

условия; СИ.

Чертеж. Направление сил, ускорения.

Выбор системы координат.

1 способ: динамический

Решение на основе законов Ньютона

начавшего торможение на горизонтальном участке дороги при скорости 10

В проекциях на оси координат:

2

на горизонтальном участке дороги при скорости 10 м/с, если

Решение
Так как на тело действует сила трения, применим закон изменения механической энергии:

2

т, которую оно наберет, пройдя расстояние 5 м без

3

Работа в группах

м
= 0
= 14 кH

Определите скорость тела массой 1000 т, которую оно наберет, пройдя расстояние 5 м без начальной скорости, под действием (горизонтальной) силы тяги 14 кН, если сила сопротивления составляет 40% от силы тяжести.

СИ

Решение
Основное уравнение динамики:

В проекциях на оси координат:

3

м
= 0
= 14 кH

Определите скорость тела массой 1000 т, которую оно наберет, пройдя расстояние 5 м без начальной скорости, под действием (горизонтальной) силы тяги 14 кН, если сила сопротивления составляет 40% от силы тяжести.

СИ

Решение
Так как на тело действует сила трения, применим закон изменения механической энергии:

3

неподвижный блок, подвешены грузы 1 кг и 0,5 кг.

Дано:
= 1 кг
= 2 кг

4

Работа в группах

неподвижный блок, подвешены грузы 1 кг и 0,5 кг.

Дано:
= 1 кг
= 2 кг

Решение
Запишем уравнения движения грузов.
Для 1 груза:

Для 2 груза:
Спроецируем на ось координат.


Решим систему уравнений

y

4

неподвижный блок, подвешены грузы 1 кг и 0,5 кг.

Дано:
= 1 кг
= 2 кг

Решение
В отсутствии сил трения полная механическая энергия замкнутой системы тел не изменяется:

(1)

Из уравнения (1):

4

свободно падает с высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает

Дано:
= 19,6 м
= 15 см
= 31,4 рад/с

5

Работа в группах

свободно падает с высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает

Дано:
= 19,6 м
= 15 см
= 31,4 рад/с

Решение

А

Траектория движения волчка в точке А (окружность):

В

Траектория движения волчка в точке (спираль) В:

А

В

5

свободно падает с высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает

Дано:
= 19,6 м
= 15 см
= 31,4 рад/с

Решение

А

По закону сохранения энергии:

В

5

высоты 5 м. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите время падения

Два тела одинаковой массой соединены нерастяжимой нитью, перекинутой через блок. Одно из тел без трения скользит по наклонной плоскости с углом у основания 30 . Определите ускорение тел. Массами блока и нитей пренебречь.

2

0

работы
А
В
Решение кинематическим способом
Решение энергетическим способом

способом
1. Движение по наклонной плоскости.
2. Движение по вертикали.
Решение энергетическим

0

м
= 0
= 0,14

Санки с грузом 200 кг скатываются с горки под углом 14 к горизонту. Длина спуска 60 м, коэффициент трения скольжения саней 0,14. Определите, на какое расстояние по горизонтали прокатятся санки после спуска до полной остановки. Считать , что на переходе от наклонной плоскости к горизонтали трение отсутствует.)

6

м
= 0
= 0,14

Санки с грузом 200 кг скатываются с горки под углом 14 к горизонту. Длина спуска 60 м, коэффициент трения скольжения саней 0,14. Определите, на какое расстояние по горизонтали прокатятся санки после спуска до полной остановки. Считать , что на переходе от наклонной плоскости к горизонтали трение отсутствует.)

Решение
1. Движение по наклонной плоскости.

6

м
= 0
= 0,14

Санки с грузом 200 кг скатываются с горки под углом 14 к горизонту. Длина спуска 60 м, коэффициент трения скольжения саней 0,14. Определите, на какое расстояние по горизонтали прокатятся санки после спуска до полной остановки. Считать , что на переходе от наклонной плоскости к горизонтали трение отсутствует.)

Решение
2. Движение по горизонтали.

Так как

0

6

м
= 0
= 0,14

Санки с грузом 200 кг скатываются с горки под углом 14 к горизонту. Длина спуска 60 м, коэффициент трения скольжения саней 0,14. Определите, на какое расстояние по горизонтали прокатятся санки после спуска до полной остановки. Считать , что на переходе от наклонной плоскости к горизонтали трение отсутствует.)

Решение
В качестве нулевого уровня отсчета потенциальной энергии выберем горизонтальную плоскость. По закону сохранения энергии:

6

длины 2L скользит бусинка с положительным зарядом Q >

Дано:

Анализ решения задачи

1. Сместим бусинку на малое расстояние от положения равновесия.
2. На бусинку действуют кулоновские силы со стороны зарядов +q.

4. Бусинка начинает совершать гармонические колебания.

3. Так как , появилось ускорение, но оно переменное.

5. Период колебаний можно выразить через :

7

6. Частоту можно найти из уравнения ускорения или скорости тела.
7. Выразив частоту, найдем искомую величину.

длины 2L скользит бусинка с положительным зарядом Q >

Дано:

Решение

Динамический способ

7

видно, чтобы период колебаний увеличился в 3 раза, заряд

Рассмотрим знаменатель. По условию

Рассмотрим числитель.

длины 2L скользит бусинка с положительным зарядом Q >

Дано:

Решение

Энергетический способ

7

где

Полый металлический шарик массой 3 г подвешен на шелковой нити длиной 50 см над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное электрическое поле напряженностью 2∙10 В/м. Электрический заряд шарика отрицателен и по модулю равен 3∙10 Кл. Определите период свободных гармонических колебаний маятника.

Дано:

Решение

+ + + + + + + +

А

1

2

В состоянии 1:

В состоянии 2:

По закону сохранения энергии:

Так как поле однородно

Из рисунка

-8

6

Энергетический способ

8

получим
При свободных незатухающих колебаниях максимальная скорость связана

Тогда

3 г подвешен на шелковой нити длиной 50 см

Дано:

Решение

+ + + + + + + +

А

1

2

-8

6

Динамический способ

8

поистине мудр.
Антуан де Сент-Экзюпери
Рефлексия
Оцени свою работу на уроке по

Кинетическая энергия тела в момент бросания вертикально вверх равна

Домашнее задание

Повторить:
Алгоритм решения задач кинематическим способом
Алгоритм решения задач динамическим способом
Алгоритм решения задач энергетическим способом

Составить задачу, которую можно решить различными способами.