Маршрут занятия
Перед началом
1. Работа по домашнему заданию
12 заданий по перемещению и координате при равноускоренном движении (§§7–8). Работа выполняется самостоятельно. Ответ можно менять до нажатия кнопки «Завершить работу».
2. Опорный конспект кинематики
Основные формулы §§1–8 сведены в таблицу. Величины с индексом x являются проекциями и подставляются в формулы с учётом знака.
| Искомая величина или зависимость | Формула | § |
|---|---|---|
| Проекция перемещения по координатам | sx = x − x0 | 2–4 |
| Равномерное движение: координата | x = x0 + vxt | 7 кл. |
| Ускорение | ax = vx − v0xt | 5 |
| Скорость при равноускоренном движении | vx = v0x + axt | 6 |
| Перемещение через начальную и конечную скорости | sx = v0x + vx2t | 7 |
| Перемещение через ускорение | sx = v0xt + axt22 | 7 |
| Координата при равноускоренном движении | x = x0 + v0xt + axt22 | 8 |
| Время движения не задано и не требуется | vx2 − v0x2 = 2axsx | 8 |
Равномерное движение — наклонная прямая, покой — горизонтальная прямая, равноускоренное — парабола.
Точка пересечения с осью скорости — v0x; угол наклона определяет ускорение; площадь под графиком численно равна проекции перемещения.
В записи x = 5 − 2t + 3t² коэффициент при t² равен ax/2, поэтому ax = 6 м/с².
Алгоритм решения расчётной задачи
3. Типичные ошибки
72 км/ч = 20 м/с: значение в км/ч делится на 3,6. Минуты переводятся в секунды, километры — в метры.
При торможении тела, движущегося вдоль оси, ax < 0. Для тела, движущегося против оси, vx < 0.
Если при торможении задан большой промежуток времени, сначала определяется момент остановки t = v0/a. После остановки автомобиль остаётся в покое.
Если тело изменило направление движения, путь больше модуля перемещения; путь вычисляется по участкам до и после разворота.
В уравнении x = 7 − 4t + 2t² проекция ускорения равна 4 м/с², а не 2 м/с².
Средняя скорость равна отношению всего пути ко всему времени движения.
4. Чтение графика скорости
Лифт движется вверх вдоль оси Ox. По графику проекции его скорости найдите ускорения на участках, перемещение и среднюю скорость за всё время движения.
Решение
I: ax = (6 − 0) : 2 = 3 м/с². III: ax = (0 − 6) : 2 = −3 м/с².
Площадь трапеции: sx = 6 + 24 + 6 = 36 м (или (4 + 8) : 2 · 6 = 36 м).
Средняя скорость: 36 м : 8 с = 4,5 м/с.
5. Тренажёр: графики и уравнения движения
Тренажёр состоит из коротких заданий. Ответ проверяется сразу; результаты не сохраняются и не оцениваются.
Часть 1. Графики одного движения
Графики построены качественно, без числовых значений. Выберите график, описывающий то же движение, что и данный.
Часть 2. Уравнение координаты
Сопоставьте уравнение с общим видом x = x0 + v0xt + ax2t2 и запишите начальную координату (м), проекцию начальной скорости (м/с) и проекцию ускорения (м/с²). Если слагаемое отсутствует, соответствующий коэффициент равен нулю.
6. Разбор типовых задач
Задача 1. Встреча двух тел
Движение двух тел задано уравнениями x1 = 10 + 2t и x2 = 40 − 4t. Определим время и место встречи.
При встрече координаты тел равны. Второе тело движется против оси: v2x = −4 м/с.
Задача 2. Торможение до остановки
Автомобиль движется со скоростью 15 м/с и тормозит с ускорением, модуль которого 3 м/с². Какой путь он пройдёт за 6 с?
Подстановка t = 6 с в формулу перемещения даёт 36 м, что неверно: в течение последней секунды автомобиль находится в покое.
Задача 3. Средняя скорость
Первую половину пути автомобиль двигался со скоростью 60 км/ч, вторую — со скоростью 40 км/ч. Определим среднюю скорость на всём пути.
Средняя скорость не равна 50 км/ч, поскольку на второй половине пути автомобиль находился дольше.
Задача 4. Уравнение с разворотом
Тело движется по закону x = 3 + 8t − 2t². Определим путь и проекцию перемещения за 3 с.
- Начальные данные: x0 = 3 м,v0x = 8 м/с,ax = −4 м/с².
- Момент остановки: 0 = 8 − 4t,t = 2 с; x(2) = 3 + 16 − 8 = 11 м.
- При t = 3 с: x(3) = 3 + 24 − 18 = 9 м.
- Проекция перемещения: 9 − 3 = 6 м.
- Путь: (11 − 3) + (11 − 9) = 10 м.
В момент t = 2 с тело изменило направление движения, поэтому путь больше модуля перемещения.
7. Практикум
Решите задачи в тетради, используя алгоритм из раздела 2.
Ответы для самопроверки
- 25 м/с; 10 м/с.
- 50 с; 20 м/с.
- ax = −5 м/с²; 40 м.
- 18 км/ч = 5 м/с.
- x0 = −4 м,v0x = 6 м/с,ax = −2 м/с²; t = 3 с; x = 5 м.
- t = 10 с; x = 200 м.
- s4 − s3 = a(16 − 9)/2 = 3,5a = 7 м, a = 2 м/с².
- 6 + 12 = 18 м.
8. Диагностика по кинематике
16 заданий по всей кинематике (§§1–8). Работа подводит итог изучения кинематики перед каникулами. Завершать работу следует после ответа на все вопросы.
9. Сводка занятия
Домашнее задание на каникулы
- Повторить §§1–8 по учебнику, при необходимости выучить основные формулы и определения.
- Решить задачи практикума, не решённые на уроке.