143
Основной целью изучения главы «Основы кинематики» курса физики 9
класса является изучение простейшей формы движения материи –
механического движения, на основе законов классической механики. Изучить
движение тела или материальной точки – значит знать, как оно изменяется с
течением времени. Основная задача заключается в нахождении положения тела
в любой момент времени.
Ведущая идея, связывающая все вопросы главы, – идея относительности
движения. Согласно этой идее, любое утверждение о характере движения будет
существенным только тогда, когда указана система отсчета, относительно
которой рассматривается движение тела.
Тела могут совершать различные механические движения, двигаясь
медленно или быстро по разным траекториям. Установление взаимосвязи
между физическими величинами, характеризующими такое механическое
движение, рассматривается в разделе «Механика», называемой кинематикой.
Здесь обучающиеся знакомятся с такими вопросами как перемещение, скорость
и ускорение; перемещение при равноускоренном движении, уравнения
координат и скорости; проекции вектора скорости на оси координат, формулы
центростремительного ускорения и линейной скорости тела при равномерном
движении по окружности и др.
При изучении данной главы важным является усвоение обучающимися
путей нахождения координат и перемещения тела относительно любых систем
отсчета при прямолинейном равноускоренном движении.
При рассмотрении движения тела по окружности с постоянной по
модулю скорости обучающиеся получают понятия, характеризующие
криволинейное
движение
как,
угловая
и
линейная
скорости,
центростремительное ускорение, период и частота вращения.
Основной целью изучения раздела «Основы динамики» является
формирование у обучающихся представления о системе законов Ньютона.
Основание теории составляют наблюдения движения тел и эксперименты
Галилея, Ньютона. В качестве следствий теории рассматриваются прикладные
вопросы и применение законов к решению типовых задач.
Законы движения Ньютона, изложенные в главе «Законы динамики»,
являются основными законами классической механики. И.Ньютон создал
стройную теорию механического движения, установил законы механики (три
закона Ньютона и закон всемирного тяготения), позволившие объяснить все
механические явления, протекающие на Земле и в Солнечной системе.
Законы Ньютона применимы почти ко всем движениям небесных тел, к
движению космических ракет, искусственных спутников, всех машин,
транспортных средств и др. Эти законы имеют большое познавательное,
мировоззренческое и воспитательное значение. Поэтому изложению данной
темы в школе уделяется большое внимание.
Тема трудна для усвоения обучающимися, поэтому изложение вопросов
динамики требует творческого подхода учителя. С вопросами, связанными с
изучением законов динамики, обучающиеся ознакомились в разделе
«Кинематика». Здесь получают дальнейшее развитие идеи системы отсчета и
144
относительности движения. Следует отметить, что хотя обучающиеся и
приводят правильные формулировки законов Ньютона, но не всегда правильно
понимают и истолковывают их. Формальное их усвоение обнаруживается при
ответах на вопросы, требующие правильного применения изученного
теоретического материала.
Изучение законов сохранения импульса и энергии вызвано
определяющим значением законов сохранения в современном естествознании.
Эти законы связаны со свойствами пространства и времени (закон сохранения
энергии связан с однородностью времени, закон сохранения импульса – с
однородностью пространства). Законы сохранения импульса и энергии
справедливы в теории относительности, квантовой механике и макро- и
микромире.
При изучении закона сохранения импульса вводится ряд новых
физических понятий. Усвоение некоторых из них очень важно для изучения
всего раздела. Очень важно поэтому при рассмотрении конкретных задач
отметить, как движутся тела физической системы и действуют ли на них
внешние силы. Если эти силы отсутствуют (т.е. ими можно пренебречь), то
нужно применять закон сохранения импульса; если внешние силы действуют,
то импульс суммарной силы, действующей на систему, равен суммарному
изменению импульса системы.
Если закон сохранения импульса выполняется при движении
относительно одной системы отсчета, то он выполняется и относительно любой
другой системы отсчета, движущейся относительно первой равномерно и
прямолинейно, т.е. закон сохранения импульса выполняется в любой
инерциальной системе отсчета.
На первой ступени обучения физике обучающиеся получили
представление об энергии: если тело или несколько взаимодействующих между
собою тел способны совершить работу, то они обладают механической
энергией. В 10 классе это представление необходимо развить и оформить в
понятие: энергия – это физическая величина, которая зависит от состояния тела
(системы тел), ее изменение при переходе из одного состояния в другое
определяют величиной совершенной работы.
Понятия работы и энергии – близкие понятия и, следовательно, в
практике преподавания их надлежит различать. Работа характеризует процесс,
энергия – состояние механической системы (при рассмотрении механических
процессов). Поэтому можно говорить о количестве энергии, заключенной в
теле, но нельзя – о количестве работы (если иметь в виду процесс).
При совершении работы увеличение кинетической энергии
сопровождается убылью потенциальной энергии (и наоборот) формулируется
закон сохранения энергии для замкнутых систем. Специально следует
остановиться на рассмотрении закона сохранения энергии при наличии трения.
Работа сил трения ведет к убыли кинетической энергии системы. Но при этом
под действием силы трения потенциальная энергия не увеличивается, как это
происходит в случае действия сил тяготения или сил упругости. Это является
следствием того, что силы трения не зависят от расстояния между
Достарыңызбен бөлісу: |
