Методические рекомендации по проведению курса по выбору (стр. 4 из 13)
Методические рекомендации. Задание выполняется при отключенном станке от электропитания под руководством учителя и токаря. Учащиеся определяют цену деления лимба, а затем рассчитывают, на какое количество делений необходимо повернуть рукоятку, чтобы перемещение соответствовало заданной величине.
Движение и силы
Занятие 8. Кинематические характеристики движения в различных системах отсчета. Методы измерения скорости движения тел.
Цель: сформировать у учащихся понимание физической сущности понятия система отсчета, инерциальная и неинерциальная системы отсчета, скорость тел в различных инерциальных системах отсчета. Развить представление учащихся о механическом движении. Создать условия для интеллектуального развития учащихся.
Оборудование: модель автокрана, две легкоподвижных тележки, доска трибометра, игрушечная машинка, указатель.
Методические замечания
Из курса физики седьмого класса учащимся знакомы понятие скорости равномерного движения и средняя скорость движения. Учащихся обучение, которых ведется по учебнику С.В.Громова Н.А.Родиной «Физика 8» к началу рассмотрения этого вопроса имеют представление о системе отсчета, ускорение и скорость при равноускоренном движении. Но они не рассматривали движение одного тела в системе отсчета связанной с другим. Учащиеся, обучающиеся по учебнику А.В.Перышкина «Физика 8» понятия система отсчета, ускорение и скорость при равноускоренном движении не рассматриваются. Поэтому в начале занятия целесообразно повторить с учащимися понятия, известные им из курса физики седьмого класса: механическое движение, скорость, путь, траектория, тело отсчета.
После того как повторили вышеуказанные понятия, демонстри-руем учащимся опыт (рисунок 7). На легкоподвижную тележку с платфор-мой поставим игрушечную машинку и указатель, а на демонстрационном столе, на равном расстоянии друг от друга расположим такие же указатели, вдоль их движется платформа. После демонстрации опыта предлагаем учащимся ответить на следующие вопросы:-
Укажите, какие тела движутся, а какие находятся в состоянии покоя в этом опыте? Ответ обосновать.- Чему равна скорость машинки относительно стола? Относительно платформы? Ответ обосновать.
- Как изменится скорость машинки относительно стола, если она будет двигаться с некоторой скоростью u относительно платформы? (Рисунок 8) Ответ обосновать.
- Будет ли зависеть скорость машинки относительно стола, от направления ее движения относительно платформы? Ответ обосновать.
Обсуждая ответы учащихся на поставленные вопросы, подводим их к определению понятия системы отсчета – совокупность тела отсчета, прибора для определения времени и системы координат. А так же обращаем внимание учащихся на то, что скорость одного и того же тела в различных системах отсчета имеет разное значение. Следует отметить, что, если направление скорости движения платформы и машинки совпадают, то результирующая скорость машинки относительно стола будет равна сумме скоростей платформы и машинки ( 
). А если скорость движения машинки направлена в противоположную сторону скорости движения платформы, результирующая скорость машинки равна разности скорости платформы и скорости машинки относительно платформы ( 
). Подводя итог обсуждению, вводим понятие инерциальной системы отсчета как систему, связанную с телом, находящимся в состоянии покоя или движущимся прямолинейно и равномерно. Если тело движется неравномерно, то систему отсчета связанную с этим телом называют неинерциальной.
Для закрепления понятия системы отсчета и значение скорости движения тела в различных системах отсчета следует разобрать с ними следующие задачи:
1. Во время жатвы зерновых культур комбайн движется со скоростью 6 км/ч, а планки мотовила имеют линейную скорость 7,8 км/ч, направленную по касательной к окружности, по которой они движутся относительно жатки комбайна. Определите скорость планки мотовила относительно земли, когда она находится в самой верхней и самой нижней точке относительно жатки. Как изменяется скорость планки мотовила при ее движении от верхней точки к нижней? Как изменяется скорость планки мотовила при ее движении от нижней точки к верхней?
2. Емкость бункера комбайна «Колос» СК-6 равна 3м3, ширина захвата жатки 6 м. За сколько времени заполнится бункер, если комбайн движется со скоростью 7 км/ч, урожайность пшеницы 25 ц/га, а объемная плотность пшеницы 0,7 т/м3?
3. Скорость основного элеватора картофелекопателя КСТ – 1,4 1,93 м/с. Картофелекопатель агрегатируют с трактором ЮМЗ – 6Л, который во время уборки картофеля движется со скоростью 4 км/ч. С какой скоростью относительно земли движется картофель по основному элеватору картофелекопателя?
4. Определите скорость движения скошенных стеблей зерновых культур по ременно-планчатому транспортеру валковой жатки к выбросному окну, если скорость транспортера относительно платформы жатки 2,5 м/с, а рабочая скорость движения комбайна 5 км/ч.
При решении четвертой задачи обращаем внимание учащихся на то, что скорость движения транспортера жатки направлена под углом 90о к направлению движения комбайна. Поэтому чтобы найти результирующую скорость движения стеблей необходимо воспользоваться теоремой Пифагора.
Рассмотрев понятие, система отсчета и относительность скорости движения тел следует повторить с учащимися определения: скорость движения, равномерное и неравномерное движение. Разобрать вопрос о том, что необходимо знать для вычисления скорости движения тела. Рассмотреть такую задачу: Пахотный агрегат на вспашку поля затратил 4 часа. С какой средней скоростью двигался пахотный агрегат, если площадь поля 8 га, ширина захвата плуга за один проход 2,1 м, длина одной гоны 800 м?
В заключение занятия демонстрируем учащимся подъем груза с помощью модели автокрана. При этом груз поднимаем груз вверх с одновременным поворотом стрелы автокрана. Продемонстрировав опыт, предлагаем учащимся ответить на вопросы:
- Одинакова ли скорость подъема груза относительно земли и автокрана? Ответ обосновать.
- Рассчитайте скорость подъема груза автокраном вертикально вверх без поворота стрелы при равномерном вращении барабана автокрана, на который наматывается нить с частотой один оборот в секунду.
- Предложите такой способ подъема груза в заданную точку, чтобы результирующая скорость груза относительно земли была минимальна при неизменных скоростях подъема груза вверх и повороте стрелы автокрана, что в опыте.
Занятие 9. Лабораторная работа: «Измерение мгновенной скорости движения тела в равноускоренном движении»
Цель: развивать экспериментальные методы познания, формировать умения работать с лабораторными и контрольно-измерительными приборами. Создать условия для развития интеллектуально-творческих способностей учащихся.
Оборудование: желоб, штатив с муфтой и лапкой, мерная лента, метроном или секундомер, шарик диаметром 15 – 25 мм.
Методические замечания
Вначале повторяем правила нахождения относительной и абсолютной погрешности измерений физической величины, определение верхней и нижней границы допустимого значения измеренной величины. Учащимся известно понятие неравномерного движения. Исходя из определения неравномерного движения, знакомим учащихся с понятиями ускорение (изменение скорости движения тела в единицу времени) и мгновенная скорость как значением скорости в данный момент времени. Вводим соотношение между мгновенной скоростью и ускорением движения тела. Рассматривая график зависимости скорости от времени при равноускоренном движении из состояния покоя (начальная скорость равна нулю) выводим формулу для вычисления пути в равноускоренном движении через мгновенную скорость и время движения
. Из этого выражения можем записать выражение для нахождения мгновенной скорости 
. Анализируя последнее выражение, выясняем, что необходимо знать, чтобы определить мгновенную скорость. После этого предлагаем учащимся задания для выполнения лабораторной работы:1. Используя имеющиеся у вас на столе приборы, определите скорость шарика при его скатывании по наклонному желобу в конце желоба и на половине его длины.
2. Меняя угол наклона желоба, исследуйте, как зависит мгновенная скорость скатывания шарика от угла наклона желоба.
Методические рекомендации. При выполнении данной лабораторной работы погрешность измерений и интервалы допустимых границ измере6нной величины можно не вычислять, так как разброс перемещений шарика при повторении опытов очень большой и имеет сложный характер.
1. Метроном настраивается на 120 ударов в минуту. Учащиеся вначале подбирают угол наклона желоба так, чтобы шарик скатывался за 6 ударов метронома. Затем повторяют опыт несколько раз, скатывая шарик по желобу с одной и той же высоты, определяют расстояние, которое он проходит за 6 ударов метронома. Затем вычисляют среднее значение расстояния и вычисляют мгновенную скорость в конце желоба. Отметив середину длины желоба, определяют время, за которое шарик пройдет это расстояние угол наклона желоба (при этом не меняют) после чего вычисляют мгновенную скорость на половине длины желоба.