Презентация, доклад на тему Решение задач по механике разными способами

… Любая задача должна иметь элемент новизны, чтобы не привести к ослаблению развивающей стороны решения задач. Полезно одну и ту же задачу решать разными способами, это приучает школьников видеть в любом физическом явлении разные его стороны, развивает творческое мышление.
Задачи уровня С ЕГЭ, требующие нетрадиционного подхода, решают лишь те учащиеся, которые обладают навыками мыслительной деятельности в совершенстве, представляют задачу в новых условиях, умеют анализировать решение и его результаты…

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

Урок решения задач для учащихся 10 класса естественно-научного профиля

содержания), анализ физического явления и выбор его физической модели.

Определение способа (идеи) решения задачи или составление плана решения.

Выполнение запланированных действий (решение в общем виде, проведение опытов и др.), получение ответа в виде числа.

Анализ решения задачи. Подведение итогов.

горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на какую высоту h поднимется данное тело?

0

Анализ условия задачи

Тело брошено со скоростью 15м/с под углом 30 к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на какую высоту h поднимется данное тело?

1

Выбор системы координат, проекции векторов перемещения, скорости, ускорения.
4. Запись уравнение движения тела и уравнений, связывающих кинематические величины.
5. Решение полученной системы уравнений относительно неизвестных.
6. Анализ ответа. Если он противоречит физическому смыслу задачи, то поиск новых идей решения.

1 способ: кинематический

Решение на основе законов кинематики

Алгоритм решения задач на законы кинематики

рисунка видно:

Тело брошено со скоростью 15м/с под углом 30 к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, на какую высоту h поднимется данное тело?

на котором показать начальное и конечное состояние тела или системы тел, указать, какой энергией обладало тело в каждом состоянии.

Запись закона сохранения или изменения энергии и других необходимых уравнений.

Решение уравнения в общем виде.

Проверка по размерности, выполнение расчетов, оценка достоверность результата, запись ответа.

2 способ: энергетический

Решение на основе закона сохранения энергии

горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите на какую высоту h поднимется данное тело?

Дано:
= 15м/с
= 30

0

Нулевой уровень энергии свяжем с точкой броска.

В верхней точке параболы:

По закону сохранения энергии:

скорости 10 м/с, если коэффициент сопротивления равен 0,5.

Энергетический

Динамический

Решение на основе законов Ньютона

Анализ условия задачи

назад

участке дороги при скорости 10 м/с, если коэффициент сопротивления равен 0,5.

Энергетический

Решение на основе закона сохранения энергии

Динамический

Решение на основе законов Ньютона

2

Направление сил, ускорения.

Выбор системы координат.

Запись второго закона Ньютона в векторном виде.

Запись второго закона Ньютона в проекциях на оси X и Y.

Решение системы уравнений.

Проверка по размерности, расчет числового ответа к задаче и сравнение его с реальными значениями величин.

1 способ: динамический

Решение на основе законов Ньютона

горизонтальном участке дороги при скорости 10 м/с, если коэффициент сопротивления равен 0,5.

В проекциях на оси координат:

2

дороги при скорости 10 м/с, если коэффициент сопротивления равен 0,5.

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

2

наберет, пройдя расстояние 5 м без начальной скорости, под действием (горизонтальной) силы тяги 14 кН, если сила сопротивления составляет 40% от силы тяжести.

3

Работа в группах

0
= 14 кH
= 0,4

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

0
= 14 кH
= 0,4

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

грузы 1 кг и 0,5 кг. С каким ускорением движется система связанных тел, если трением можно пренебречь?

Дано:
= 1 кг
= 2 кг

4

Работа в группах

грузы 1 кг и 0,5 кг. С каким ускорением движется система связанных тел, если трением можно пренебречь?

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

грузы 1 кг и 0,5 кг. С каким ускорением движется система связанных тел, если трением можно пренебречь?

Дано:
= 1 кг
= 2 кг

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

(1)

Из уравнения (1):

4

высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает волчок за это время) Чему равна линейная скорость точек волчка, которые находятся на расстоянии 15 см от его оси, в начальный и конечный точке его падения.

Дано:
= 19,6 м
= 15 см
= 31,4 рад/с

5

Работа в группах

высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает волчок за это время) Чему равна линейная скорость точек волчка, которые находятся на расстоянии 15 см от его оси, в начальный и конечный точке его падения.

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

высоты 19,6 м. Сколько оборотов сделает волчок за это время) Чему равна линейная скорость точек волчка, которые находятся на расстоянии 15 см от его оси, в начальный и конечный точке его падения.

Дано:
= 19,6 м
= 15 см
= 31,4 рад/с

Решение

А

По закону сохранения энергии:

В

5

Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите время падения и конечную скорость камня.

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

энергетическим способом

наклонной плоскости.

2. Движение по вертикали.

Решение энергетическим способом

0

0
= 0,14
= 0,4

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

0
= 0,14
= 0,4

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

0
= 0,14
= 30

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

0
= 0,14
= 0,4

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

бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0. Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т.

Во сколько раз следует уменьшить заряд бусинки, чтобы период ее колебаний увеличился в 3 раза?

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.

бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0. Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т.

Во сколько раз следует уменьшить заряд бусинки, чтобы период ее колебаний увеличился в 3 раза?

Дано:

Решение

Динамический способ

7

колебаний увеличился в 3 раза, заряд бусинки надо уменьшить в 9 раз.

Рассмотрим знаменатель. По условию

Рассмотрим числитель.

бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m. На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0. Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т.

Во сколько раз следует уменьшить заряд бусинки, чтобы период ее колебаний увеличился в 3 раза?

Дано:

Решение

Энергетический способ

7

где амплитуда колебаний.

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

свободных незатухающих колебаниях максимальная скорость связана с амплитудой законом

Тогда

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

-8

6

Динамический способ

8

Сент-Экзюпери

Рефлексия

Оцени свою работу на уроке по предложенным параметрам по трех бальной системе.

в момент бросания вертикально вверх равна 400 Дж. Определить, до какой высоты может подняться тело, если его масса равна 2 кг?

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.

образовательных систем НМЦ ЮВОУО. http://experiment.nmc.uvuo.ru/
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебник для 10 класса ООУ. - М.: Просвещение, 2009.
Орлов В.Ф. Практика решения физических задач: 10-11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений/ В.А. Орлов, Ю.А. Сауров. – М.: Вентана-Граф, 2010.
Парфентьева Н.А. Сборник задач по физике: базовый и профил. Уровни: для 10-11 кл. общеобразоват. Учреждений/ Н.А. Парфентьева. – М.: Просвещение, 2007.
Фоминых О.Ю. Решение задач механики динамическим и энергетическим способами.- Газета «Физика» №2/99
Шабалин Е.И. Репетитор по физике. Задачи ЕГЭ. http://www.reppofiz.info/ege.html