Равномерное движение по окружности и горизонтальный бросок

Слайд 1. Равномерное движение по окружности и горизонтальный бросок

Физика, 9 класс • как движутся тела по криволинейной траектории

Слайд 2. Два движения — одна идея

При равномерном движении по окружности тело всё время меняет направление скорости.

При горизонтальном броске тело одновременно движется вперёд и падает вниз.

В обоих случаях важно разделять движение на направления и рассматривать их отдельно.

Слайд 3. Основные понятия движения по окружности

Окружность — линия, все точки которой находятся на одинаковом расстоянии $R$ от центра.

Модуль скорости постоянен, но направление скорости меняется каждое мгновение.

Период $T$ — время одного полного оборота.

Частота $\nu$ показывает число оборотов за единицу времени: $\nu =\frac{1}{T}$.

Слайд 4. Скорость направлена по касательной

В каждой точке окружности мгновенная скорость направлена по касательной к окружности.

Радиус, проведённый к этой точке, перпендикулярен скорости.

Поэтому даже при постоянном модуле скорости движение нельзя назвать прямолинейным.

Слайд 5. Как связаны путь, скорость и время

За равные промежутки времени тело проходит равные дуги. Поэтому пройденный путь растёт равномерно со временем: $s=vt$.

Слайд 6. Линейная и угловая характеристики

Показывает, какой путь по дуге тело проходит за единицу времени.

Формула: $v=\frac{2\pi R}{T}$.

Показывает, на какой угол поворачивается радиус за единицу времени.

Формула: $\omega =\frac{2\pi }{T}$.

Слайд 7. Центростремительное ускорение

Слайд 8. Что нужно помнить о движении по окружности

• Модуль скорости может оставаться постоянным.

• Направление скорости меняется непрерывно.

• Ускорение направлено к центру.

• Чем больше скорость, тем заметнее изменение направления.

• При увеличении радиуса при той же скорости центростремительное ускорение уменьшается.

Слайд 9. Горизонтальный бросок

Слайд 10. Из чего складывается горизонтальный бросок

Горизонтальный бросок — это движение тела, которому сообщили начальную скорость только вдоль горизонта.

По горизонтали тело движется равномерно: $x=v_{0}t$.

По вертикали оно свободно падает: $y=\frac{g{t}^2}{2}$.

Движения происходят одновременно и не мешают друг другу.

Слайд 11. Вертикальная координата при падении

График показывает зависимость пройденного вертикального пути от времени по закону $y=\frac{g{t}^2}{2}$. Это не равномерное движение: путь за каждую следующую секунду увеличивается.

Слайд 12. Алгоритм решения задачи на горизонтальный бросок

Запишите, что известно: высота $h$, начальная скорость $v_0$, ускорение свободного падения $g$.

Найдите время падения из вертикального движения: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$.

Найдите дальность полёта: $L=v_{0}t$. Проверьте единицы измерения.

Слайд 13. Сравним два движения

Движение по окружности: скорость направлена по касательной, а ускорение — к центру. Траектория замкнутая.

Горизонтальный бросок: горизонтальная скорость постоянна, вертикальная скорость растёт по модулю. Траектория — парабола.

Слайд 14. Проверь себя

1. Почему при равномерном движении по окружности есть ускорение, если модуль скорости постоянен?

2. Куда направлена мгновенная скорость тела на окружности?

3. Какие два независимых движения складываются при горизонтальном броске?

4. От чего зависит время падения тела с высоты: от горизонтальной скорости или от высоты?

5. Составьте план решения задачи: тело бросили горизонтально с высоты $h$, его скорость равна $v_0$.

Слайд 15. Главные выводы

• При движении по окружности скорость меняет направление, поэтому возникает центростремительное ускорение.

• Линейная скорость связана с периодом формулой $v=\frac{2\pi R}{T}$.

• Горизонтальный бросок удобно рассматривать как сумму равномерного движения по горизонтали и свободного падения по вертикали.

• Время падения определяется вертикальным движением, а дальность полёта зависит также от горизонтальной скорости.