Виртуальная лабораторная работа "Движение тела в поле сил земного тяготения с учетом зависимости ускорения свободного падения от высоты"
презентация к уроку по физике (10 класс) на тему

Слайд 1

Слайд 2

Цели и задачи проекта Повысить учебно–познавательную мотивацию учащихся Развить навыки работы с информацией: самостоятельного поиска в различных источниках, отбора, анализа и систематизации Изучить материал по теме «Движение тела в поле силы тяжести» Исследовать параметры траектории материальной точки с учетом высотной зависимости ускорения свободного падения Получить дополнительные знания по методу приближенных вычислений Эйлера Познакомиться с работой в среде программирования MATLAB

Слайд 3

Ожидаемые результаты: Создание силами учащихся виртуальной лабораторной работы по физике программного продукта в среде MATLAB 2009 по теме: Движение тела в поле силы земного тяготения. Построение графиков, описывающих кинематические характеристики движения тела, таких как: траектория, зависимость координат и составляющих скорости от времени, а также построение кривых зависимости отклонения параметров траектории от их значений для случая, когда ускорение свободного падения полагается неизменным и равным его значению на поверхности Земли

Слайд 4

Презентация виртуальной лабораторной работы: Движение тела в поле сил земного тяготения с учетом зависимости ускорения свободного падения от высоты . Листинг программы freefall Презентация Алешина Я.,10класс : Моделирование физической задачи о движении тела в поле силы земного тяготения в присутствии силы сопротивления, пропорциональной скорости . Скриншот работы на конкурс методических разработок http://pedsovet.org/content/view/19345 Состав проекта

Слайд 5

Теория: Для решения задачи о траектории тела, движущегося в поле переменной силы использовался метод приближенных вычислений (аналогичный методу Эйлера) 1.2 1.4

Слайд 6

Повторяя эту процедуру N раз, мы получим массив значений координат и скоростей точки. на каждом этапе вычисляются значения координат и скоростей с неизменным значением ускорения , а затем вычисляется разность значений координаты у для двух значений g 0 и g (у) Выражения (1.2) - (1.4) справедливы в приближении «плоской» Земли, т.е. не учитывают кривизну поверхности. Поэтому, они были исправлены, что привело к необходимости учета ускорения вдоль оси ox .

Слайд 7

1-й “ опыт ”. Тело бросают с поверхности Земли (у 0 = 6400 км , х 0 = 0; поверхность Земли – сфера радиусом 6400 км выделена красным цветом) под углом 65  с начальной скоростью 500 м/ c

Слайд 8

зависимость g от времени. увеличенное в 100 раз отклонение вертикальной координаты ( y - y 0 )· 100 от ее значения в случае g = const = 9.8 м/с 2 .

Слайд 9

2 - й “ опыт ”. Увеличим начальную скорость до V 0 = 6000м/с ! Траектория тела во втором опыте Зависимость g от времени

Слайд 10

Примечание по поводу схемы Эйлера при меняющемся ускорении х 1 = х(t 1 ), v 1 = v(t 1 ), a 1 = a (v 1 ). v 2 = v( t 2 ) = v 1 + a 1 Δ t x 2 = x ( t 2 ) = x 1 + v 1 Δ t  v 3 = v(t 3 ) = v 2 + a 2 t = v 1 + a 1 Δ t + a 2 Δ t , x 3 = x(t 3 ) = x 2 + v 2 Δ t = x 1 +v 1 Δ t +v 2 Δ t v N = v ( t N ) = v N-1 + a N-1 Δ t x N = x ( t N ) = x N-1 + v N-1 Δ t .

Слайд 11

Литература: Шпольский Э.В. Атомная физика. ОГИЗ.1941г Ю.Кетков, А.Кетков, Шульц М.–МАТЛАБ 6,Х.: программирование численных методов. С-Петербург “БХВ-Петербург”. 2004.