Қозғалыс пен күштер

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Дәріс тақырыбы: Қозғалыс пен күштер.

Жоспар:

Механикалық қозғалыс жөніндегі ұғым.
Бірқалыпты және бірқалыпты емес қозғалыстар.
Күштер, олардың түрлері

Механикалық қозғалысты оқып үйренуге кіріскен кезде бұл жөнінде оқушылардың, өмір тәжірибесімен алғаш түсінігі болады. Математика курсынан оларға сол қозғалысты сипаттайтын кейбір шамалар да белгілі: жол, уақыт, жылдамдық. Сондықтан материалды «математикаландыру» қаупі бар. Бұл қауіп кейбір мұғалімдер оқушылардың өмір тәжірибесі мен құбылыстардың қарапайым болып көрінуі физикалық экспериментті керек етпейді, деп есептеп қателесетіндігімен күшейе түседі. Мұндай жағдайда материалды оқып үйрену көбінесе жөнді, уақытты немесе жылдамдықты есептеуге берілген есептерді шығаруға келтіреді, мұның өзі едәуір дәрежеде оқушыларға математика сабағынан бұрыннан таныс. Шындығында тақырыпта үлкен мәні бар физикалық материал мен бірқатар жаңа ұғымдар бар, ең алдымен соларға назар аударылуы керек. Ондай ұғымдарға механикалық қозғалыстың салыстырмалылығы, траектория, бір қалыпты және бір қалыпсыз қозғалыс, бір қалыпыт қозғалыс жылдамдығы жатады.

Алдыңғы тақырыпта, заттың құрылысы негіздерімен таныса отырып, оқушылар атомдар мен молекулалардың хаостық жылдамдығы жөнінде бастапқы түсініктер алады. Олар заттардың көптеген қасиеттері сол қозғалыстың сипатымен анықталатынын біледі сонымен, оқушылар денелердің қозғалысын оқып үйренудің маңыздылығын ұғнуға белгілі дәрежеде дайын.

Траекторияның формасына байланысты қозғалыстың екі түрін айырлуы: түзу сызықты және қисық сызықты. Оқушылардың назарын ең алдымен траекториялары жақсы көрінетін денелердің қозғалысына аударады: бір түйір бордың тақтадағы ізі, шаңғышының қардағы ізі, реактивтік самолеттің ізі.

Қисық сызықты қозғалысты түтіктен судың ағып шығуын немесе сияға батырып, горизонтқа қандай да бұрыш жасай, ақ қағазбен жабылған, келбетін қойылған тақтайтын бойымен шариктің қозғалысын көрсетеді.

Пысықтау үшін мынадай есеп шығарады:мына денелер: трамплиннен қарғыған шаңғышы; сағаттың гирі, іс машинасының шегі, сағаттың тілі жерге қатысты түзу сызықты қозғалыс жасай ма, әлде қисық сызықты қозғалыс жасай ма?

Ақырында, осы сабақта дененің қандай да бір уақыт аралығында қозғалатын траекториясының ұзындығымен өлшенетін физикалық шамасы ретінде жол жөніндегі ұғым енгізіледі. Осыған байланысты ең алғаш математика тұсынан белгілі ұзындық бірліктерін міндетті түрде қайталап алған жөн.

Ұзындықтың негізгі бірлігі -метр, ең көп тараған еселі бірлік - км, үлестік бірліктер - дм, см, мкм екенін оқушылардың естеріне салу керек. Ұзындық бірліктері жөніндегі түсініктерді тексеру үшін әр түрлі денелермен мұғалімнің тақтаға бормен сызған кесінділерінің сызықтық өлшемдерін оқушыларға шамалап көз мөлшермен бағалатқан жөн, мұндай жаттығуларды оқушылар зор ынтамен орындайды. Қисық сызықты траектория жағдайында оның формасы бойынша сымды иіп, сонан соң оны жазады да, сызғышпен жолды өлшейді. Сондай-ақ оқушыларға қисық сызықты жолды циркулмен сызғышты пайдаланып жуықтап өлшеу әдістерін көрсеткен пайдалы. Осы тәсілмен масштабты пайдалана отырып, оқушылар карта бойынша өзендердің ұзындығын, теңіз жағауларының, әкімшілік шекараларын үйде өлшей алады.

Уақыт ұғымының практикалық маңызы зор. Халық шаруашылығының қой саласында істейтін маман болса да, уақытты өлшей білу керек.

Уақыт бірліктерімен оқушылар таныс; мұнда оларды тек қайталаса болғаны.

Уақыттың негізгі бірлігі-секунд. Ол 1/60 минут немесе 1/3600 сағат немесе орташа күн тәулгінің 1/86400 бөлігі болады.

Уақыт бірліктерін қайталағаннан кейін сол шаманың практика жүзінде өлшеуі жөніндегі мәселе қарастырылады. Бірдей уақыт аралықтарын маятниктің көмегімен салуға болатынын тәжірибе арқылы көрсетеді. Мұнда неғұрлым оның ұзындығы ұзын болса, соғырлым тербелістер баяу болады. Маятниктің бұл қасиеті сағаттарда пайдаланылады.

Сондай-ақ минуттық құм сағатты көрсеткенде пайдалы. Сағатты белгілі бір сигналы бойынша аударып қойып, оқушылардың 1 минут уақыттың ұзақтығы жөніндегі түсініктерін анықтай түседі. Оқушылар секундтарды санап шығу үшін, сонымен бір мезгілді сағат маятнигін қозғап жіберуге болады.

Бір қалыпты қозғалыс ұғымын қалыптастыру үшін осы дене кез-келген бірдей уақыт аралықтарында бірдей жол жүретін қозғалыс ретінде анықтайды. Мысалы: автомобиль әр сағатта 60 км, жарты сағатта 30 км, ширек сағат сайын 15 км т. т минут сайын, секунд сайын осылай жүрсе оның қозғалысын бірқалыпты қозғалыс деп атайды. 2-суретте кішкентай арба көрсетілген (эпископ арқылы көрсетеміз), оған тамызғыш орнатылған. Тамызғыштан өзара тең уақыт аралықтары өткен сайын су тамшылап тұрады. Арба қозғалғанда тамшының қағаз бетіндегі іздерінің ара қашықтықтары бірдей. Демек, арба бірдей уақыт аралықтарында бірдей жол жүреді, яғни ол бірқалыпты қозғалады.

Бір қалыпты қозғалыс табиғатта сирек кездеседі. Жер күнді айналғанда, жүріп тұрған сағат тілінің ұшы бірдей жол жүреді.

Қозғалыстың көпшілігі бір қалыпты болмайды. Мысалы, поезд станциядан шыққанды, ол өзара тең уақыт аралықтарында барған сайын көбірек жол жүреді. Ол станцияға жақындағанда өзара тең уақыт аралықтарында, керісінше, барған сайын азырақ жол жүреді. Конкиші жарысқа түскенде ұзындығы бірдей жолдарды әр түрлі уақытта жүріп өтеді. Поезд пен конкишінің қозғалыстары бір қалыпты қозғалысқа мысал болады. Арбаның бір қалыпсыз қозғалысын да тәжірибе жасап бақылауға болады. Бірдей уақыт аралықтарында тамған тамшы іздерінен арбаның қозғалысы бір қалыпты емес екені байқалады. Тамшы бірдей уақыт аралықтарында тамады, бірақ арба қозғалған кездегі тамшы іздерінің арақашықтығы бірдей емес.

Алған білімдерін пысықтау мынадай есепті шығаруға болады.

Аталған қозғалыстардың қайсысы бір қалыпты және қайсысы бір қалыпсыз болып табылады: метро эсколаторының қозғалысы; мылтық стволы ішінде оқтың қозғалысы және оның ауада ұшуы; парашютистің жайылған парашютпен түсуі.

Жоғарыда сипатталған тәжірибелерге оралып, әр түрлі денелер, бір қалыпты қозғала отрып, бірдей уақыт аралықтарында әр түрлі жол жүре алатындығына оқушылардың назарын аудару керек. Басқаша айтқанда, денелердің қозғалыстары бір-бірімен жылдамдық g аталатын ерекше қасиетпен ажыратылады. Бұдан кейін бір қалыпты қозғалыс жылдамдығына қозғалыстағы дене бірлік уақыт аралығында қандай жол жүретінін көрсететін физикалық шама ретінде анықтамасы беріледі. Жылдамдытың анықтамасын тамызғышпен жасалатын тәжірибелермен түсіндіреді. Ол тамызғыштың 1 сек ішінде жүріп өткен жолдағы тамшылардың ара қашықтығын өлшеп, жылдамдықтың мәнін тақтаға жазу керек. Мысалы, 20 см/с, 30 см/с.

Оқушыларға мынадай сұрақтар берген пайдалы: «Мына жазулар иесі көрсетеді: Элеватор жылдамдығы 0, 8 м/с жарық жылдамдығы 300 000 км/с, дыбыс жылдамдығы 20 км/мин».

Қарастырылған мысалдардан мынаны көреміз, жылдамдық бірлігі жол мен уақыт бірліктерін таңдап алуға тәуелді. Оқушылардың есіне ұзындықтың негізгі бірлігі - метр (м), ал уақыттың негізгі бірлігі - секунд (с) екендігін түсіріп, жылдамдықтың негізгі бірлігі 1 м/с - ты тағайындайды. Практикада жылдамдықтың басқа да бірліктері қолданылады. Мысалы, транспортта жылдамдықты км/сағ, ал космонавтикада км/сек есебімен өрнектейді.

Осыдан кейін жылдамдықты анықтау жөнінен эксперименттік есеп шығаруға болады; мысалы, ішінде суы бар түтік ішіндегі шариктің жылдамдығын анықтау.

Тақтаға былайша жазылады :

Берілгені: шешуі: Есептелінуі:

Жол =120 см =1, 2 м жылдамдық = V= =0, 3м/с

Уақыт =4 сек немесе әріппен белгілеу

Енгізсек

Жылдамдықтың анықтамасы мен формуласы пысықтау үшін бірнеше ауызша есептер беруге болады. «Егер мұз 2 мин ішінде өзенмен 120 м жүрген болса, ол қандай жылдамдықпен қозғалады?»

Автомобильдің, трамвайдың немесе транспорттың басқа түрінің әр түрлі бөліктеріндегі қозғалысты қарастырайық. Ол үшін жоғарыда айтқан мысалды еске түсірейік, яғни поез қозғалыста.

Оқушыларға мұндай жағдайда көбінесе орташа жылдамдық ұғымы қолданылатындығы айтылады. Мысалы, 3 сағат ішінде поез станциядан баратын жеріне дейін 180 км жүрді деп ұйғарайық. Орташа жылдамдық = немесе

Берілгені: Шешуі: Есептелінуі:

t= 3 сағ

S= 180км V _орт = V _орт = =6км/сағ

V-?

Орташа жылдамдық ұғымын қалыптастыра отырып, оқушыларды орташа жылдамдықты жолдың әр түрлі учаскелеріндегі жылдамдықтарының арифметикалық ортасы ретінде табуға болмайтындығы, ол қате болатындығын ескерткен жөн. Мысал үшін мынадай есеп шығаруға болады: Автомобиль бір минут бойы 60 км/сағ жылдамдықпен қозғалған, содан кейін 4 минут бойы 30 км/сағ жылдамдықпен қозғалып отырған. Автомобильдің орташа жылдамдығын табыңдар:

Берілгені: Шешуі: Есептелінуі:

t _{1=1мин=60с} V _орт = t= 60+240=300c

t ₂ =4мин=240с S=S ₁ +S ₂ S ₁ =16. 6м/с*60с=996м≈1км

V ₁ =60км/сағ=16м/с t=t ₁ +t ₂ S ₂ =8. 3м/с*240с=1992м≈2км

V ₂ =30км/сағ=8, 3м/с S ₁ =V _1орт * t ₁ S=996км+1992м=2988м

S ₂ =V _2орт * t ₂ V _орт = =9, 96м/с

V _орт -?

Жылдамдықтың орташа арифметикалық шамасы мынаған тең:

=45км/сағ

материалды бекіту үшін және оқушыларды практикада жылдамдықтарды өлшеумен таныстыру үшін де мынадай есеп шығарған пайдалы:

Автомобильдің, трайллебустардың кабиналарында прибор - спидометр орнатылады, онда жүрген жолды есептейтін счетчик және жылдамдық көрсеткіші бар. Жолдың счетчигінің көрсетулерін пайдаланып, қозғалыстың орташа жылдамдығын қалай анықтауға болады?

Шешуі: V _орт = ; бұл жағдайда S-жол счетчигінің көрсетулерінің айырмасы, ал t-қозғалыс уақыты.

Бұл есептер оқушыларды формулалардың қолдануымен, белгілі бір физикалық шамаларды пайдалануымен, жуық сандармен есептеулер орындауымен таныстыратын алғашқы есептер. Осы алғашқы есептер қалай шығарылатын болса, бұдан кейін есеп шығарудың табысты болуы саған байланысты.

3. Күш-физикадағы негізгі ұғымдардың бірі. Күш туралы алғашқы түсінкті оқушылардың күнделікті тәжірибеден алады. Олар әдетте оны бұлшық еттердің күшімен байланыстырады. Бұл бөлімнің басты міндеті - күш ұғымын физикалық шама ретінде қалыптастыру, күштің бір дененің екінші бір денемен өзара әсерінң сипаты екндігін түсіндіру. Осы әсердің нәтижесінде дененің жылдамдығының өзгеретіндігіне, болмаса дененің оқушылардың көзін жеткізу.

Денелердің қозғалыс жылдамдығының өзара әсер кезінде өзгеруін оқушылар масса ұғымын енгізген кездегі тәжірибелерден біледі. Сол тәжірибелерді еске түсіру қажет және жаңа бірнеше көрнекі тәжірибелерді ұйымдастыру керек. Ондай тәжірибелерді оқулықтан және оқу - әдістемелік әдебиеттерден алуға болады. Тәжірибелерді талдау «қозғалыс жылдамдығының өзгерісі» сөзін ұғындыруды жеңілдетеді.

Тәжірибелердің келесі тобы, бір дененің екінші денеге әсерінің нәтижесінде, денердің өлшемдері мен формасы елеулі өзгерістерге түсетіндігін көрсетуге арналады. Ол мақсат үшін кеуек паралонды, резеңке бауды, болат сызғышты, серіппені пайдаланған тиімді.

Көрсетілген тәжірибелерді қорытындылап, дене қозғалысының өзгерісі және оның деформациялануы осы денеге қандай да бір басқа денелердің әсерінің сипаты екендігі, басқаша айтқанда денеге күш әсер еткендігінің белгісі екндігі тұжырымдалады.

Бұл тәжірибелерде өзара әсерлескен денелердің бір-бірімен жанасқан кезде пайда болатын күштер көрсетілген, ал денелер жанаспасада ондай күштердің пайда болатындығына оқушылардың көңілін аудару керек. Ол үшін мынадай екі тәжірибені көрсету орынды болған болар еді:

Бірншісі-ыдыстағы судың бетінде қалқып жүрген тақтайша үстіндегі темір кесегін магниттің алыстан тартуы;

Екішісі- электрленген таяқшаның жеңіл нәрселерді тартуы.

Соңғы тәжірибелер оқушылардың күш жөніндегі түснігін кеңейтіп, олардың ауырлық күші жөніндегі мәселені оқып үйренуін жеңілдететі.

7-сыныпта күштер жөніндегі ұғымды қалыптастыру үшін мысал ретінде ауырлық күші, серпімділік күші, үйекліс күші және молкулалар арасындығы өзара әсер күші қарастырылады. Олар мынадай ретпен оқылады.

1. Ауырлық күші. Оқушылардың көпшілігі денелерді Жердің тартатындығын физиканы оқымастан бұрын біледі. Сондықтан, мұғалім бұл құбылыстың кез келген екі дене арасында болатын тартылыстың жеке жағдайы екндігін түсіндіру тиіс. Массасы аз денелер арасындағы тартылыс күшінің шамасы өте аз болғнадықтан ол әдетте сезілмейді. Ал Жердің массасы өте үлкен, сондықтан, оның әр түрлі денелерді тарту күші үлкен болады. Денлер арсындағы, ендеше Жер мен дене арасындағы, қашықтықты арттырғанда, дененің массасының өзгермейтіндігіне қарамастан, олардың арасындағы тартылыс күшінің азаятындығына назар аудару маңызды. Оқулықтарда денелер арасындағы тартылыстың бар екендігін анықтайтын мысалдар жеткілікті келтірілген. Бұл мәліметтер ауырлық күші ұғымына көшу үшін жеткілікті. Ауырлық күшінің анқытамасы берілген кезде оның дене массасына пропорционал болатындығын айта кету керек. 7-сыныпта тартылыс күші мен ауырлық күшінің тең болмайтындығын айтудың қажеті жоқ, ол тек 9-сыныпта ғана түсіндіріледі. Бірақ ауырлық күшінің экватордағы мәні полюстегі мәнінен аз болғандықтан, сол сияқты дененің ауырлық күшінің тау басындағы мәнінен оның етегіндегі мәні артық болғандығын айтып түсіндірген жөн.

2. Серпімділік күші. Денеге әсер еткенде олардың оқушылар көптеген тәжірибелерден көреді. Серпімділік күші ұғымын түсіндіру үшін сол тәжірибелерді қайтадан еске түсіру қажет. Қосымша горизонталь тіреуге қойылған және жіпке ілінген денелердің неліктен тыныштықта болатын себебін айқындай келе, оқушыларға тірек (немесе аспаның жібі) денеге серпімділік күші деп аталатын қандай да бір күшпен әсер ететіндігі айтылады. Сонан соң серпімділік күшінің молекулалық табиғаты түсіндіріледі.

Өткен сабақтардан затты құрайтын молекулалардың бір-бірінен қашықтағанда өзара тартылатын және тіпті жақындайтын болса бір-бірінен тебілетіндігін оқушылар біледі. Соған байланысты серпімділік күшінің пайда болтындығы айтылады. Жіптің, резеңкенің, темір сызғыштың деформациясы осы тұрғыдан айқындалады. Денеге әсер ететін серпімділік күші ауырлық күшімен тең болғанда, дене мен тірек (немесе аспа) тыныштық күйде болады.

Бұдан кейін «дененің салмағы» ұғымы енгізіледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.