Основные понятия кинематики презентация. Кинематика основные понятия презентация подготовлена преподавателем гоуспо мо. Окружающий нас мир – материален

Механика

Основные понятия кинематики

Тема: Пространство, время, движение, скорость. Основная задача механики.

Механика (с греч. Искусство постороения машин)

Раздел физики о движении материальных объектов и взаимодействия между ними .

Механика

• Кинематика (движение)

• Динамика (сила)

раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин этого движения.

раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения.

Основные понятия кинематики

1. Пространство и время

Окружающий нас мир – материален

Существует объективно и реально т.е. Независимо о нашего сознания и вне его.

Способен действовать на наши органы чувств и вызывать у нас определенные ощущения.

Пространство и время (время скорости развития событий)

Свойство времени: одномерность, непрерывность

Единица времени - секунда

Разность значений любой величины обозначают Δ (дельта), например: Δt – промежуток времени.

Основной пространственной характеристикой является расстояние

Свойства просранства:

- непрерывность

- трехмерность

-евклидовость

Мера расстояния – метр

Существуюет три уровня строения мира:

МЕГАмир (мир галактик)

МАКРОмир (от песчинки до планет Солнечной системы)

МИКРОмир (молекулы, атомы, элементрарные частицы)

2. Система отсчета

Тело отсчета – тело, относительно которого рассматривается движение других тел.

Система отсчета – совокупность системы координат, тела отсчета, с которым она связана, и прибора для измерения времени.

Системы координат

• Одномерная - координатная прямая

Двумерная – координатная плоскость

Пространственная система

Координат (трехмерная)

3. Механическое движение (МД)

Механическим движением тела (точки) называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

4. Материальная точка

Материальная точка – тело, размерами и формой которого в условиях рассматриваемой задачи можно пренебречь. Тело можно считать материальной точкой, если: 1. расстояния, проходимые телом, значительно больше размеров этого тела; 2. тело движется поступательно, т.е. все его точки движутся одинаково в любой момент времени.

5. Основная задача механики

Определение положения частицы в выбранной системе отсчета в любой момент времени

6. Траектория, путь перемещение.

Траектория – воображаемая линия, по которой движется тело

Путь ( S) – длина траектории. Перемещение – вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории.

7. Скорость

Скорость - физическая векторная величина, характеризующая направление и быстроту движения. Показывает, какое перемещение совершило тело в единицу времени:

Мгновенная скорость - скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории. Равна отношению малого перемещения к малому промежутку времени, за которое это перемещение совершено:

Средняя скорость - физическая величина, равная отношению всего пройденного пути ко всему времени:

Решение задач

Задача 1 . Когда можно, когда нельзя принимать за материальную точку: ножницы, автомобиль, ракету?

Задача 2. Гуляя молодой человек прошел 3 км на север, где встретился со своей подругой. После встречи они сели на автобус и проехали 4 км в восточном направлении. Определить путь и перемещение, совершенные молодым человеком

Задача 3. Какую величину измеряет счетчик в автомашине: пройденный путь или длину перемещения?

Задача 4. Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется вращением Земли вокруг своей оси, то мы имеем в виду систему отсчеа связанную с … а) планетами; б) Солнцем; в) Землей; г) любым телом.

1 уровень.

1) П о заданной траектории движения тела (см.рис) найдите(графически) его перемещение

2) Диктант «Веришь- не веришь»(+ или -):

А) Механика – часть физики, изучающая механические явления;

Б) Механическое движение – это физическая величина;

В) Движение шарика по желобу – механическое явление;

Г) центр колеса велосипеда (при движении по горизонтальной дороге) совершает поступательное движение;

Д) при падении с некоторой высоты мяч совершает поступательное движение.

2 уровень:

А) линейку можно принять за материальную точку, если она совершает вращательное движение на столе;

Б) Траектория конца стрелки часов – окружность;

В) Землю при движении её по орбите можно принять за материальную точку.

3 уровень

3) Расстояние между пунктами А и Б по прямой 6 км. Человек проходит это расстояние туда и обратно за 2 часа. Чему равны путь и перемещение человека за 2ч и 1ч?

4) Велосипедист движется по окружности радиусом 100 ми делает 1 оборот за 2 мин. Определите путь и перемещение велосипедиста за 1 мин и 2 мин.

Краткая историческая справка Ø Ø Ø Развитие кинематики как науки началось еще в древнем мире и связано с таким именем как Галилей, который вводит понятие ускорения. Развитие кинематики в XVIII в. связано с работами Эйлера, заложившего основы кинематики твердого тела и создавшего аналитические методы решения задач механики. Более глубокие исследования геометрических свойств движения тела были вызваны развитием техники в начале XIX в. и, в частности, быстрым развитием машиностроения. Крупные исследования в области кинематики механизмов и машин принадлежат и русским ученым: основоположнику русской школы теории машин и механизмов П. Л. Чебышеву(1821 -1894), Л. В. Ассуру (1878 -1920), Н. И. Мерцалову (1866 -1948), Л. П. Котельникову (1865 -1944) и другим ученым.

Основные понятия кинематики: Кинематика (с греч. κινειν - двигаться) - раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин этого движения. Основная задача кинематики: зная закон движения данного тела, определить все кинематические величины, характеризующие как движение тела в целом, так и движение каждой из его точек в отдельности.

Кинематика - это описание движения тел с математическими ответами на вопросы: 1. Где? 2. Когда? 3. Как? Для получения ответов на поставленные вопросы необходимы следующие понятия:

Механическим движением тела (точки) называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Материальная точка Тело можно считать материальной точкой, если: 1. расстояния, проходимые телом, значительно больше размеров этого тела; 2. тело движется поступательно, т. е. все его точки движутся одинаково в любой момент времени.

Материальная точка – тело, размерами и формой которого в условиях рассматриваемой задачи можно пренебречь; Траектория – условная линия движения тела в пространстве; Путь – длина траектории; Перемещение – направленный отрезок

Способы задания движения точки Ø естественный При этом способе задают: траекторию точки и закон движения по этой траектории Ø координатный Положение точки относительно некоторой системы отсчета задано ее координатами Уравнения движения точки в прямоугольных координатах x = f 1 (t) , y = f 2 (t) , z = f 3 (t)

Скорость: векторная величина характеризует быстроту движения, показывает, какое перемещение тело совершает в единицу времени Движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. называют ПРЯМОЛИНЕЙНЫМ РАВНОМЕРНЫМ. скорость равномерного движения – [м/с] Движение, при котором за равные промежутки времени тело совершает неравные перемещения называют неравномерным скорость неравномерного движения: Направление скорости при: Ø прямолинейном движении – неизменно Ø криволинейном движении – по касательной к траектории в данной точке или переменным.

Ускорение величина, характеризующая изменение скорости при неравномерном движении тела. Средним ускорением неравномерного движения в интервале от t до t + ∆t называется векторная величина, равная отношению изменения скорости ∆v к интервалу времени ∆t: При свободном падении вблизи поверхности Земли, где

Составляющая аτ вектора ускорения, направленная вдоль касательной к траектории в данной точке, называется тангенциальным (касательным) ускорением. Тангенциальное ускорение характеризует изменение вектора скорости по модулю. Вектор аτ направлен в сторону движения точки при возрастании ее скорости (рисунок - а) и в противоположную сторону - при убывании скорости (рисунок - б). а б

Тангенциальная составляющая ускорения аτ равна первой производной по времени от модуля скорости, определяя тем самым быстроту изменения скорости по модулю: Вторая составляющая ускорения, равная: называется нормальной составляющей ускорения и направлена по нормали к траектории к центру ее кривизны (поэтому ее называют так же центростремительным ускорением). Полное ускорение есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих.

«Движение тел» - Основные понятия кинематики. И больше 5 мин на графике нет такого промежутка времени. Какое из тел движется с наибольшей скоростью? Интенсивный курс подготовки к Единому государственному экзамену. – М.: Айрис-пресс, 2007. Относительность движения. Пройденный путь l длина траектории, пройденной телом за некоторое время t.

«Равномерное и неравномерное движение» - Особенности данного движения. Перемещение (пройденный путь) Время Скорость. Особенности неравномерного движения. Равномерное движение. Скорость тела при равномерном движении можно определить по формуле. Яблоневка. Скорость тела при неравномерном движении можно определить по формуле. Неравномерное движение.

«Понятие кинематики» - Векторные величины. Величина дает число оборотов в единицу времени. Вектор a. Вектор угловой скорости. Единичный вектор. Вектор, соединяющий начальную точку (1) движения с конечной (2). Векторное сложение скоростей. В учебниках векторы обозначаться жирными буквами. Выберем прямоугольную систему координат.

«Изучение движения тела по окружности» - Движение тел по окружности. Выполните тест. Динамика движения тел по окружности. Решите задачу. П.Н.Нестеров. Решите самостоятельно. Проверяем ответы. Базовый уровень. Алгоритм решения задач. Вес тела. Изучение метода решения задач.

«Движение тела по окружности» - С какой линейной скоростью волк бросил шляпу. Период в случае равномерного кругового движения. Минутная стрелка часов в 3 раза длиннее секундной. Ускорение прямо пропорционально скорости движения. С какой минимальной скоростью должен двигаться самолет аттракциона. Угловое перемещение. Угловая скорость.

«Кинематика точки» - Ускорение Кориолиса. Теорема Эйлера. Кинематика твердого тела. Общий случай составного движения тела. Плоскопараллельное движение твердого тела. Сложное движение точки. Угловая скорость и угловое ускорение. Причины возникновения ускорения Кориолиса. Преобразование вращений. Сложное движение твердого тела.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Тема урока: Основные понятия и уравнения кинематики. Цель урока: повторить основные понятия кинематики – траектория, ускорение, скорость, пройденный путь и перемещение.

2 слайд

Описание слайда:

План Что изучает механика? Её основная задача. Кинематика. Основные понятия: тело отсчета, система координат, система отсчета закон независимости движений материальная точка и абсолютно твердое тело поступательное и вращательное движение траектория, путь, перемещение скорость ускорение Классификация механических движений. Основные уравнения. Графики движений.

3 слайд

Описание слайда:

Что изучает механика? Её основная задача. Раздел физики – механика занимается изучением механического движения тел. Механическим движением называется изменение положения тела (в пространстве) относительно других тел с течением времени. Основная задача механики заключается в определении положения тела в любой момент времени.

4 слайд

Описание слайда:

Кинематика. Основные понятия: Механика состоит из двух основных разделов: кинематики и динамики. Раздел, который не рассматривает причин возникновения механического движения и описывает только его геометрические свойства называется кинематикой. В кинематике используются такие понятия как траектория, путь и перемещение, скорость и ускорение.

5 слайд

Описание слайда:

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ. СИСТЕМА ОТСЧЕТА. Чтобы описать механическое движение тела (точки), нужно знать его координаты в любой момент времени. Для определения координат следует выбрать ­ тело отсчета и связать с ним систему координат. Часто телом отсчета служит Земля, с которой связывается прямоугольная декартова система координат. Для определения положения точки в любой момент времени необходимо также задать начало отсчета времени. Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют систему отсчета, относительно которой рассматривается движение тела

6 слайд

Описание слайда:

Движение реальных тел, как правило, сложное. Поэтому для упрощения рассмотрения движений пользуются законом независимости движений: всякое сложное движение можно представить как сумму независимых простейших движений. К простейшим движениям относятся поступательное и вращательное. В физике широко пользуются моделями, которые позволяют из всего многообразия физических свойств выбрать главное, определяющее данное физическое явление. Одним из первых моделей реальных тел являются материальная точка и абсолютно твердое тело. Закон независимости движений

7 слайд

Описание слайда:

Тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, называют материальной точкой. Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит, или по сравнению с расстояниями от него до других тел. Абсолютно твердым телом называется тело, расстояние между любыми двумя точками которого остается постоянным при его движении. Эти модели позволяют исключить деформацию тел при движении. МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА И АБСОЛЮТНО ТВЕРДОЕ ТЕЛО.

8 слайд

Описание слайда:

Поступательное и вращательное движение. Поступательным называется движение, при котором отрезок, соединяющий любые две точки твердого тела, перемещается при движении параллельно самому себе. Из этого следует, что все точки тела при поступательном движении движутся одинаково, т.е. с одинаковыми скоростями и ускорениями. Вращательным называется движение, при котором все точки абсолютно твёрдого тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения, причем эти окружности лежат в плоскостях, перпендикулярных оси вращения. Пользуясь законом независимости движений, сложное движение твёрдого тела можно рассматривать как сумму поступательного и вращательных движений.

9 слайд

Описание слайда:

Поступательное движение Выберите верное утверждение о поступательном движении: Поступательное движение – это движение тела, при котором отрезок прямой, соединяющий две любые точки, принадлежащие этому телу, перемещается, оставаясь параллельным самому себе. При поступательном движении все точки твердого тела движутся одинаково, описывают одинаковые траектории и в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения. Движение парашютиста вниз является примером поступательного движения. Луна вокруг Земли движется поступательно.

10 слайд

Описание слайда:

ТРАЕКТОРИЯ, ПУТЬ, ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Траекторией движения называется линия, вдоль которой движется тело. Длина траектории называется пройденным путем. Путь – скалярная физическая величина, сумма длин отрезков траектории, может быть только положительным. Перемещением называется вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. ПРИМЕРЫ:  пройденный путь -  вектор перемещения - S a и b – начальная и конечная точки пути при криволинейном движении тела. S Рис. 1 S Рис. 2 ACDENB – траектория вектор перемещения - S

11 слайд

Описание слайда:

ПРИМЕР ВЕКТОРА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Перемещение – есть разность между конечным и начальным положением и обозначается:

12 слайд

Описание слайда:

Скорость Характер движения тела определяется его скоростью. Если скорость постоянна, то движение называют равномерным и уравнение движения выглядит следующим образом: [м/с2] Модуль скорости равен: Если скорость увеличивается на одинаковую величину за одинаковые промежутки времени, то движение называется равноускоренным. Если скорость уменьшается на одинаковую величину за одинаковые промежутки времени, то движение называется равнозамедленным. Такие виды движений называют равнопеременным движением.

13 слайд

Описание слайда:

СРЕДНЯЯ И МГНОВЕННАЯ СКОРОСТИ Быстрота изменения положения материальной точки в пространстве с течением времени характеризуется средней и мгновенной скоростями. Средняя скорость – векторная величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло: Vср = s/t. Мгновенной скоростью называется предел отношения перемещения s к промежутку времени t, за которое это перемещение произошло, при стремлении t к нулю: Vмгн = limt-->0 s/t.

14 слайд

Описание слайда:

СЛОЖЕНИЕ СКОРОСТЕЙ Рассмотрим перемещение тела в подвижной системе координат. Пусть S1 - перемещение тела в подвижной системе координат, S2– перемещение подвижной системы координат относительно неподвижной, тогда S – перемещение тела в неподвижной системе координат равно: Если перемещения S1 и S2 совершаются одновременно, то: Таким образом т.е скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной. Это утверждение называется классическим законом сложения скоростей.

15 слайд

Описание слайда:

Ускорение Величина изменения скорости за единицу времени есть ускорение: В процессе движения скорость может измениться, отсутствие изменения скорости приводит к отсутствию ускорения. Неподвижное тело, либо тело движущее с постоянной скоростью обладает нулевым ускорением. Ускорение определяет на сколько скорость увеличилась при равноускоренном движении, и насколько уменьшилась при равнозамедленном движении за 1 секунду.

16 слайд

Описание слайда:

Например: Велосипедист движется с ускорением а=5м/с2, тогда через каждую секунду его скорость будет принимать значения:

17 слайд

Описание слайда:

Среднее и мгновенное ускорение Величина, характеризующая быстроту изменения скорости, называется ускорением. Среднее ускорение – величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло: аср = v/t. Если v1 и v2 – мгновенные скорости в моменты времени t1 и t2, то v=v2-v1, t=t2-t1. Мгновенное ускорение - ускорение тела в данный момент времени. Это физическая величина, равная пределу отношения изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло, при стремлении промежутка времени к нулю: aмгн = lim t-->0 v/t.

18 слайд

Описание слайда:

19 слайд

Описание слайда:

Основные уравнения.