Опорные конспекты 9 класс.
учебно-методический материал по физике (9 класс) на тему

Носова Наталия Артемьевна

Предварительный просмотр:

Ф-9                                                  Основные понятия кинематики                     ОК-1

  1. Предмет механика.

  • В механике изучается простейший вид движения – изменение положения тел относительно друг друга или их отдельных частей, такое движение называется механическим.
  • Основная задача механики – определить положение тела в пространстве в любой момент времени.
  1. Основные разделы механики:

  • Кинематика – изучает “геометрию” движения, т.е. математически описывает движение тела без анализа причин, его вызывающих. Устанавливается математическое соотношение между его различными характеристиками, такими как перемещение, пройденный путь, скорость, ускорение, время движения.
  • Динамика –изучает причины вызывающие то или иное движение.
  • Статика – изучает условие равновесия тел.

2  Физические модели.

Реальные движения тел порой так сложны, что при их изучении можно пренебречь несущественными для рассматриваемого случаями деталями. С этой целью в физике прибегают к моделированию, т.е. к составлению упрощенной схемы явления, позволяющей понять его основную суть.

Важную роль в механике играют:

  • модель материальной точки  
  • модель абсолютно твердого тела.

2.1 Материальная точка – это тело, геометрическими размерами которого в условиях задачи можно пренебречь и считать, что вся масса тела сосредоточена  в геометрической точке(точка не имеет размеров).

Модель материальной точки применима прежде всего в случаях, когда размеры тела много меньше других характерных размеров в условиях данной задачи.

 Например: при составлении графика движения поезда по маршруту Ухта – Москва размеры поезда значительно меньше расстояния от Ухты до Москвы. В этом случае поезд можно принять за материальную точку. При изучении распределения нагрузки  на опоры моста при прохождении через него поезда размерами поезда уже нельзя пренебречь. В этом случае поезд нельзя считать материальной точкой.

2.2  Абсолютно твердое тело – это система состоящая из совокупности материальных точек, расстояния между которыми в условиях задачи можно считать неизменными.

Модель абсолютно твердого тела можно применять, когда в условиях рассматриваемой задачи деформации реального тела пренебрежимо малы.

 Внимание!  Таким образом в дальнейшем мы будем изучать механическое движение не реальных тел , а их моделей.

3. Система отсчета.

Чтобы определить положение тела в пространстве необходимо выбрать:

  • тело отсчета – тело, относительно которого рассматривается движение тела
  • систему координат, связанную с телом отсчета
  • прибор для измерения времени – часы.

 Тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для отсчета времени образуют систему отсчета, относительно которой и рассматривается движение.

Внимание! Решение любой задачи кинематики начинается с выбора системы отсчета.

4. Описание механического движения.

 Существует два основных способа описания механического движения.

Векторный способ

                         Z

                       

                  z                         А

                                           у

                         0                                  

              х                                                   Y

       

 X                                                  

Радиус – вектор  представляет собой вектор, проведенный из точки начала отсчета выбранной системы координат к материальной  точке, движение которой изучается.

  • Положение материальной точки А задается с помощью радиус –вектора  .
  • При движении точки А конец радиус- вектора описывает в пространстве некоторую линию, которая называется траекторией.
  • В зависимости от вида траектории движения разделяются на прямолинейные и криволинейные.

Координатный способ

  • Положение материальной точки определяется координатами x, y и z, которые представляют собой проекции радиус вектора на координатные оси.

  • Движение материальной точки описано полностью, если известен радиус- вектор как функция времени , т.е. известны три скалярные функции .
  • Уравнения зависимости радиус- вектора движущейся материальной точки от времени и система уравнений: называются кинематическими уравнениями движения материальной точки.

5. Перемещение и пройденный путь

                          Z

                                        1                  l

                                                      

                                                                  2

                                                     

                        0

                                                               Y

          X

  • Вектор, равный разности радиус- векторов в  конечный и начальный момент времени называется перемещением:  .
  • Перемещениевектор, соединяющий положение материальной точки в начальный и конечный момент времени
  • Путь длина траектории, пройденной материальной точкой. Путь – скалярная величина.

6. Проекции вектора перемещения.

  • Проекцией вектора на координатную ось называется длина отрезка между проекциями на эту ось начала и конца вектора
  • Если от проекции начала вектора к проекции конца вектора идем по направлению координатной оси, то проекция считается положительной. В противоположном случае проекция считается отрицательной.

                                                                                                               

О                                                                                                                                       Х

                                                                                     

           Y

                 М(хо ,,yo)

       yo

 

                                                 

         y                                             М(x, y)

        0             xo                          x       X

  •     - проекция вектора на ось 0Y
  •       - проекция вектора на ось 0Х
  •  -модуль вектора перемещения



Предварительный просмотр:

Ф-9                             Свободное падение. Движение тела , брошенного вертикально вверх.    ОК-5

  1. Свободное падение- падение тела в безвоздушном пространстве(вакууме) под действием только силы тяжести.
  • Аристотель(384 –322 г. до н. эры) – чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает на Землю.
  • Галилео Галилей – основоположник экспериментальной физики.

В 1583 г. поставил опыты по изучению падения тел. 

г. Пиза. Италия . Наклонная падающая башня.

Мушкетная пуля и пушечное ядро достигали Земли практически

одновременно.                                                                  вакуум

  • Опыт с трубкой Ньютона

Дробинка, пробка и перо достигают дна

 одновременно.

                                                                                     Откачиваем воздух

  • Стробоскопический эффект(застывшее движение)/

                                                                                      Когда частота вспышек света равна              частоте отрыва капель, капли как бы “застывают” на одном месте.

                                                                 

Стробоскоп.

                                                                   

Вспышки света через

равные промежутки времени t

                                                                     

.

                          - закон равноускоренного движения ( приϑ0=0).

Выводы:

  • Свободное падение – равноускоренное движение.
  • В вакууме все тела падают с одинаковым ускорением:        -ускорением свободного падения.
  • Вектор ускорения свободного падения направлен вертикально вниз к центру планеты.
  1. Формулы скорости, перемещения координаты при свободном падении- аналогичны формулам равнопеременного движения.

         

                0

                y0

                         

                                     

            y

 

                 y

                         

  •    -   формула скорости.
  •              -формулы
  •       перемещения.
  •    -кинематическое                    уравнение (уравнение координаты).
  • - пермещение за n-ю секунду.

  1. Движение тела. брошенного вертикально вверх.

                            Y

                           

                   y

                                     

                     

                y0

               0

  • Вверх – равнозамедленно,   вниз – равноускоренно.
  • Расчетные формулы аналогичны формулам свободного падения



Предварительный просмотр:

Ф-9                               Движение тела, брошенного под углом к горизонту            ОК-7

  1. Баллистика – раздел механики, изучающий движение тел в поле  тяжести Земли.

Баллистическое движение совершают снаряды, пули, футбольные мчи, теннисные мячи и т.п.

При описании баллистического движения:

  • будем тело рассматривать тело, как материальную точку
  • не будем  учитывать сопротивление воздуха
  • баллистическое движение представляет собой свободное падение с постоянным ускорением свободного падения g=const
  • не учитываем кривизну поверхности и вращение  Земли вокруг собственной оси.
  1. Принцип независимости движения тел.(Галилео Галилей)
  • Если тело участвует в нескольких движениях, то каждое из этих движений происходит независимо друг от друга.
  1. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Y

                             

                                 

                                       

                                                           

     0                                                    X                                                                                                                                                                                                                                                                                              

                                          

                                                             

    -  проекция начальной скорости на ось Х

 -проекция начальной скорости на ось Y

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, представляет комбинацию двух движений:

  • Равномерное движение в горизонтальном направлении;
  • Равнопеременное движение  по вертикали с ускорением   .

По оси Х формулы равномерного движения:

- кинематическое уравнение;

 -формула перемещения.

По оси Y формулы равнопеременного движения:

      - скорость по вертикали

     -  формулы перемещения

   -кинематическое уравнение

  - скорость в любой точке траектории.

  1. Уравнение траектории.              Если x0=0,  y0=0

                                    

                            .

       уравнение траектории –парабола, ветви вниз!!

  1. Движение тела, брошенного горизонтально.

     0                                           x

                                                                                  

                                                   

                                                

                                                          

                                       

                   y

                                                                 

        Траектория – ветвь параболы.  

        - уравнение траектории.                                                                          

Тело брошенное горизонтально участвует в двух движения:

  • По горизонтали равномерное
  • По вертикали равноускоренное.

По оси Х формулы равномерного движения:

- кинематическое уравнение;

 -формула перемещения.

По оси Y формулы равнопеременного движения:

      -скорость по вертикали

     -  формулы перемещения

  - кинематическое уравнение

   -  скорость в любой точке траектории.



Предварительный просмотр:

Ф-9 Равномерное движение точки  по окружности. Угловая скорость. Центростремительное ускорение.   ОК-8

  1. Равномерное движение  точки по окружности.

                               

                             

                     

  • Любое криволинейное движение можно представить в виде движения по дугам окружностей различных радиусов.

В любой точке криволинейной траектории вектор скорости направлен:

  • по касательной к траектории
  • перпендикулярно радиусу окружности.

   

                             

                                                     В

                А                

                           R                                  

- длина дуги АВ.

R – радиус окружности.

  •   - угол поворота. .
  • Радиан – центральный угол, который вырезает на окружности дугу, длина которой равна радиусу окружности.
  • .
  •    -угловая скорость.
  •   - частота вращения.
  •   - период вращения.
  •    -линейная скорость.
  1. Соотношения между физическими величинами, характеризующими движение точки по окружности.
  •              - связь периода вращения и угловой скорости.
  •                 -   связь периода и частоты.
  •             - связь угловой скорости и частоты.
  •            - связь линейной скорости  и периода.
  •          - связь линейной скорости и частоты.
  •      -  связь линейной и угловой скорости.
  1. Центростремительное (нормальное) ускорение.

                   

                               

                                     l

                             α

           А          ϕ                                     В

                            α   

                                                      

                                                                 

                                  О

                                         

                                                          

             или  

  • - среднее ускорение.
  •  - мгновенное ускорение(при Δt0).
  • Из подобия треугольников  ΔАВО и Δ()    .   При   АВ=АВ=ϑ⋅Δt  

                     .

  •   - модуль центростремительного(нормального) ускорения.
  • При   т. В к т. А  l0    ϕ→0      α→ 90о. Отсюда следует, что вектор . Следовательно вектор  ускорения перпендикулярен вектору скорости и направлен по радиусу к центру окружности. Это ускорение называется центростремительным или нормальным.

Выводы.

  • Криволинейное движение всегда является ускоренным.
  • При равномерном движении по окружности материальная точка обладает центростремительным ускорением, модуль которого равенили  


Предварительный просмотр:

Ф-9   Неравномерное движение по окружности. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение точки.     ОК-9

  1. Угловое ускорение -, характеризует быстроту изменения угловой скорости.

  • Среднее угловое ускорение:            .

        ω0 – начальная угловая скорость

        ω – значение  угловой скорости спустя промежуток времени t.

  • Мгновенное угловое ускорение : при .
  • При равнопеременном движении точки по окружности   значение  мгновенной угловой скорости можно рассчитать по формуле:

             - при равноускоренном движении точки по окружности.

             - при равнозамедленном движении точки по окружности.

  1. Угол поворота при равнопеременном  движении точки по окружности.
  • При равномерном движении точки по окружности

                   ω(рад/с)

                  А                         В

          ω         

           О                                   С

           0                                              t

                                t

Из формулы

  • При равнопеременном движении точки  по окружности  

       ω(рад/с)  

                                              В

      А

    ω0                                     ω

       О                                             t

                                           С

                            t  

     т.к.

+  при равноускоренном движении

- при равнозамедленном движении.

  1. Нормальное и тангенциальное ускорение.

При неравномерном движении по окружности скорость изменяется по модулю и по направлению. В этом случае ускорение раскладывают на  две составляющие:

  • по касательной к траектории( касательное или тангенциальное ускорение).

-   тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения модуля скорости.

, если скорость возрастает по модулю.

, если скорость уменьшается по модулю.

  • перпендикулярно вектору скорости (нормальное или центростремительное ускорение)

    - нормальное ускорение характеризует быстроту изменения направления вектора скорости.

  1. Полное ускорение:       ;    

Ускоренное движение

                                                

                                                       

Замедленное движение      

                         

                               

                                                           

  1. Связь углового  и тангенциального ускорений.

                                           



Предварительный просмотр:

Ф-9                                 Кинематические схемы передач вращательного движения.  ОК-10

  1. Фрикционная (лат. “трение”) – передача вращения трением.

      Цилиндрические катки(пара)                                       ω1                  ω2

                                                             

                           

       Конические катки(пара)

   

             ω1           

                                               ω2

                               ω1          ω2

                                            R2

                   R1                  

   

- передаточное число(для пары)

Система пар                                        ω3

ω1

                     ω2

       ω1

                         R1

                                               R3

             R2                 ω2                                 ω3

                                    R4

             

N –число пар       

Применение :

  • Бумагоделательные машины
  • Печатные машины
  • Привод механизма намотки ниток в швейных машинах

    КПД =80÷95%

  1. Ременная и цепная передачи

Ременная

                                                         R2

                    Шкивы

 R1 ω1      ω1                                     ω2

                                                               

         Ремень(хлопчатобумажные, прорезиненные, кожаные, шерстяные).

  • Ремень относительно шкива не проскальзывает(трение покоя!).
  • Скорость любой точки ремня и любой точки поверхности шкивов одинаковы!

Цепная       цепь

   Z1

                   ω1                                          ω2

    R1                                                         R2

                                                                                       Z2

z-число зубьев зубчатого колеса(звездочки).

  

             

Применение:

  • Транспортеры
  • Двигатели и генераторы
  • Станки
  • Магнитофоны и видеомагнитофоны
  • Велосипеды, мотоциклы, автомобили, снегоходы и т.п.

        КПД  = 90÷95%

  1. Зубчатая передача

Внешнее зацепление

                      R1

                          ω1           ω2          R2

                           

              Z1                                                    Z2

Внутреннее зацепление

                                                 ω2

                            ω1

                                     Z2

                     Z1

                                                         

Применение: лебедки, дрели, двигатели, часы, коробки передач автомобилей и т.п.



Предварительный просмотр:

Ф-9                                                 Основные понятия кинематики: скорость и ускорение.                    ОК-2

  1.  Средняя скорость.

      Y

                                                         

sy                                                

                           

           0                         sх                           X

  • Средней скоростью называется отношение вектора перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло.

                           

  •  - проекция вектора средней скорости на ось ОХ
  •  - проекция вектора средней скорости на ось ОY

  1. Мгновенная скорость(или просто скорость) – скорость в конкретный момент времени или  в конкретной точке траектории.

                             А

                                                                   

                             ( за  Δt0)

  • Мгновенной скоростью называется предел, к которому стремится средняя скорость при стремлении промежутка времени к нулю

                  ( при Δt→0)

  •        

                                  

                                                       

  •  Вектор мгновенной скоростью направлен по касательной к траектории в данной точке в сторону движения тела.

  • Если ,  то движение называется равномерным прямолинейным.
  • Если,то движение называется равномерным(например: равномерное движение по окружности)
  • Если , то движение называется неравномерным.
  1.  Средняя путевая скорость
  • Средней путевой скоростью называют отношение пути к промежутку времени, в течении которого этот путь был пройден:    
  1. Ускорение – векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости материальной точки.

  • Среднее ускорение

 

                                                                 

 - начальная скорость,  - конечная скорость

  • Средним ускорением называется величина, равная отношению изменения скорости материальной точки за промежуток времени к величине этого промежутка времени:

  •          
  • - изменение вектора скорости.
  • Вектори вектор среднего ускорения соноправлены.
  • Мгновенное ускорение (или просто ускорение) есть величина, равная пределу, к которому стремится среднее ускорение, при стремлении промежутка времени к нулю:     (при Δt→0)
  • Если , то движение называется равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным)

5. Единицы измерения скорости и ускорения в СИ.

  • ;     .


Предварительный просмотр:

Ф-9                                              Равномерное прямолинейное движение.                  ОК-3

  1. Равномерное прямолинейное движение.

  • Равномерным прямолинейным движением называется движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.
  • , траектория – прямая линия,  .

                                     

0                                      х

   скорость равномерного движения

  1. Кинематическое уравнение прямолинейного равномерного движения.

                                     sx                           

0                                     (за  t)             х

             x0

                          x

х0 – начальная координата

х  - конечная координата

   Т.к            -кинематическое уравнение прямолинейного равномерного движения.

  • - проекция вектора скорости
  • •0, если  
  • •0, если  

  1. Графическое представление равномерного прямолинейного движения.

График скорости      0

                     

           

     0            

                       t                     t

                            •0

  • Перемещение численно равно площади фигуры под графиком скорости

График координаты

     х                   •0

   х0

  1.   t

                            •0

       

График перемещения.

      Sx

                   •0

                         α         sx

  1.            t                   t

                         •0

         

  • Чем круче графики перемещения и координаты, тем больше модуль скорости.



Предварительный просмотр:

Ф-9                                                                  Равнопеременное движение               ОК-4

  1.  Движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, называется равнопеременным:  , траектория – прямая линия.
  •     - ускорение, -конечная скорость, начальная скорость.
  • - изменение вектора скорости.       .

Равнопеременное движение

Равноускоренное   -  

                 t)

                                                   

0      x0                                                    x                                                                                                                 х

  • если       движение равноускоренное

Равнозамедленное   -  

                 t)

                   

                                                      х

0      x0                                                                                                                                                                     х

  • если   движение равнозамедленное

  1. Мгновенная скорость при равнопеременном движении.
  •  Из формулы ускорения  следует, что       -   скорость при равнопеременном движении.
  1. Перемещение тела при равнопеременном движении.

           ϑх

                                 

                                                    В

   А                                                  

         Sx=площадь ОАВС

     О

     0                    t                             С          t

Перемещение численно равно площади трапеции ОАВС:

Sx=площадь ОАВС=.

     

  • Т.к      

Если   начальная скорость равна нулю    

Из формулы ускорения    

  1. Кинематическое уравнение равнопеременного движения.

     Т.к              

х0 – начальная координата,  х – конечная координата.

- проекция начальной скорости. •0, если ;•0, если .

- проекция ускорения. •0, если ;•0, если .

  1. Графическое представление равнопеременного  прямолинейного движения.

График скорости

       

                      ах0

 

                     

                    ах0

0                            t    

График ускорения.

    ах

              ах0

         

0                              t

                 ах0

Площадь фигуры под графиком проекции ускорения численно равна изменению скорости

График перемещения.

sx

                     ах0

0                                       t

               ах0

График координаты.

  x           ах0

  x0

   0         ах0     t

  1. Средняя скорость при равнопеременном движении

                                     

  •    -средняя скорость  только для равнопеременного движения.!!!!

  1. Перемещение Sn за n-ю секунду.

0                                                                                   х

                                                                         

                                                                       

         



Предварительный просмотр:

Ф-9                        Относительность механического движения.  Закон сложения скоростей.        ОК-6

  1. Изучение механического движения начинают с выбора

 системы отсчета:

        Тело отсчета – тело, относительно которого рассматривается движение          материальной точки.

              Система координат, связанная с телом отсчета.

                   Прибор для измерения времени – часы.

     0                                                                                                                    Х

                                       х

  • Система отсчета может быть связана с любым телом( подвижным или неподвижным). Следовательно системы отсчета могут быть подвижными и неподвижными.
  • Характеристики механического движения: траектория, перемещение, путь, скорость , ускорение -  зависят от выбора системы отсчета. В этом и состоит относительность механического движения.

Например: траектория точки  А  обода колеса велосипеда имеет различный вид в разных системах отсчета.

Относительно Земли

Относительно велосипеда

Относительно оси колеса

                                   

А                                       А

Траектория- циклоида.

                            А

Траектория - окружность

                  y

                                          X

                A

Точка А неподвижна.

  1. Классический закон сложения скоростей.
  • Движение тела относительно неподвижной системы отсчета называется абсолютным.
  • Движение тела относительно подвижной системы отсчета называется относительным.
  • Движение подвижной системы отсчета относительно неподвижной называется переносным.

            Y

                                         

                            Y                     

                               0                   X

  1.   X

                                               

Рассмотрим движение лодки в двух системах отсчета: а) относительно берега(земли) – неподвижная система отсчета – XOY;   б) относительно плота(воды) –подвижной системы отсчета - XOY

  -перемещение лодки относительно берега (абсолютное перемещение)

-перемещение лодки относительно плота( относительное перемещение).

- перемещение плота относительно берега (переносное перемещение).

Из рис. следует, что  

      Y

                       

       0                                                    X

В случае равномерных движений:

   - закон сложения скоростей.

  • Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме двух скоростей: скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной.
  • Закон сложения скоростей выполняется для любых движений.

  • В случае равнопеременных движений:   - закон сложения ускорений.
  • Если  системы отсчета движутся равномерно прямолинейно  , то ускорение тела одинаково во всех системах отсчета!!!

3. Относительная скорость двух тел.

Y                      Y

                                               

                             1

                               0                   X

                                  2            

  1. X

Введем еще одну систему отсчета XOY, которую свяжем с первым телом.

                                   

                                                                                      .                              

- скорость первого тела в системе отсчета  XOY.

 - скорость второго тела в системе отсчета  XOY.

-  скорость второго тела относительно первого.

Из закона сложения скоростей следует, что                             

                 

  • Скорость движения второго тела относительно первого равна векторной разности скоростей этих тел в одной системе отсчета.


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Опорные конспекты к урокам химии в 8 классе.

В настоящее время очень много различного методического и дидактического материала по химии. Многие авторы создали тетради на печатной основе, которыми можно пользоваться на уроках и дома. Но в условия...

Опорный конспект по теме: Списки 8 класс

Списки в Word 2007 бывают нумерованные и маркерованные. Здесь изложен материал урока в зжатом виде....

Использование логических опорных конспектов на уроках географии в 9-м классе

При обучении учащихся экономической и социальной географии России сталкиваешься с такими трудностями как отсутствие новых учебников, статистических материалов по данному курсу...

опорные конспекты по зоологии - 7 класс

.Целесообразность использования опорных конспектов не вызывает сомнения, т.к., является составной частью технологии интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала, пре...

опорные конспекты по зоологии - 7 класс

Целесообразность использования опорных конспектов не вызывает сомнения, т.к., является составной частью технологии интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала, пред...

Опорные конспекты по теме "Литосфера и рельеф" (6 класс)

Большинство обучающихся с нарушениями опорно-двигательного аппарата имеют нестабильные графомоторные навыки. Задача учителя - минимизировать временные затраты на выполнение письменных заданий....

Опорный конспект по теме "Официально-деловой стиль речи, 12 класс вечерней школы, 11 класс дневной школы"

Опорный конспект "Официально-деловой стиль речи" компактно представляет материал по указанной теме: сферы использования, лексические и синтаксические особенности. Предназначен для обучающихся вечерней...