ГЛАВА 5. ДВИЖЕНИЕ И СИЛЫ

При изучении этой большой и сложной темы главное внимание уделяют решению задач на расчет скорости, пути и времени равномерного движения; на вычисление плотности, массы и объема тела; на определение давления, силы и площади опоры.

Первые расчетные задачи следует решать арифметически, чтобы учащиеся лучше усвоили сущность изученных закономерностей, и только после этого использовать соответствующие формулы.

Помимо указанных выше, решают также задачи об инерции, силах, тяготении и невесомости. Большинство этих задач качественные.

1. Механическое движение. Скорость

По данному разделу вначалерешают качественные задачи, позволяющие углубить понятие об относительности механического движения, а затем — задачи на расчет скорости равномерного движения. При этом следует уделить серьезное внимание приемам перевода скорости из одних единиц в другие (№ 70). После этого решают достаточное количество задач на расчет пути и

времени движения. Подобные задачи арифметическим методом уже решались учащимися на уроках математики, что и следует использовать, особенно в начале изучения темы. Заканчивается раздел решением задач с использованием понятия о средней скорости движения.

65. Укажите, относительно каких тел находятся в покое или относительном движении пассажир в движущемся автобусе; поплавок, плывущий по реке; стамеска, затачиваемая на точиле; космонавт в кабине выведенного на орбиту спутника.

66. Что означает запись: скорость пешехода скорость света скорость звука

Определите скорость падения шарика в стеклянной вертикально поставленной трубке, наполненной водой.

Решение. Наблюдают движение шарика в трубке и зарисовывают схему опыта на доске и в тетрадях учащихся. Повторяют определение скорости и намечают план решения задачи. Затем измеряют длину трубки и время движения шарика. На доске делают запись.

Задача 67. Решение.

Условие второй задачи записывают с использованием буквенных обозначений.

68. Рассчитать в скорость движения Луны вокруг Земли, если за 1 мин она проходит путь

Задача 68. Решение.

При решении последующих задач в зависимости от подготовки учащихся записывают формулу скорости в обычном виде

После этого нужно решить несколько задач на перевод скорости из одних единиц в другие.

69. Что движется быстрее: молекула водорода, имеющая при С скорость около или искусственный спутник Земли, летящий со скоростью

70. Автомобиль «Чайка» развивает скорость до а почтовый голубь — до Сможет ли голубь обогнать автомобиль?

Решение 1. Перевод величины скорости из одних единиц в другие сначала выполняют арифметически следующим образом. За автомобиль проходит сек.

Следовательно, за 1 сек автомобиль пройдет путь значит, скорость автомобиля равна Голубь не обгонит автомобиль.

Решение 2. В дальнейшем, когда учащиеся хорошо усвоят формулы, нужно перейти к пересчету значений величин при переводе в другие единицы, подстанавливая к именованному числу выражение, в котором прежние единицы заменены через новые:

71. Пользуясь приведенной в учебнике таблицей скоростей (стр. 39), определите, на какое расстояние распространится в воздухе за минуту звук

Решение. Из таблицы учащиеся находят значение скорости звука и записывают условие задачи. Затем рассуждают следующим образом. За 1 сек звук распространяется на . Следовательно, за минуту звук пройдет в 60 раз большее расстояние, чем за секунду, т. е.

Затем полезно решить эту же задачу с использованием формулы.

Путь скорость время

или

72. За какое время пробежит конькобежец расстояние в если он будет двигаться со скоростью

Решение 1. За секунду конькобежец проходит расстояние Следовательно, конькобежец будет двигаться столько секунд, сколько раз число 12 содержится в Время равно 8,3 сек.

Решение 2.

73. Первый облет Земли на космическом корабле «Восток» Ю. Гагарин совершил за 89,1 мин со средней скоростью Определите путь космического корабля за это время.

Решение. При алгебраическом решении задачи сначала записывают основную формулу из которой находят искомую величину:

Учащиеся должны не запоминать, а выводить производные формулы по их физическому смыслу, а также, пользуясь известными им из математики сведениями о нахождении неизвестного делимого, делителя или частного.

При проверке ответа можно принять во внимание, что длина экватора Земли Так как космический корабль летел на сравнительно небольшой высоте, то полученный ответ правдоподобен.

74. В течение минуты автомобиль двигался со скоростью а затем 2 мин со скоростью Найдите среднюю скорость движения автомобиля.

Решение.

Основное назначение этой задачи — предупредить учащихся от неправильного нахождения величины средней скорости как среднего арифметического данных скоростей.

75. В кабинах автомобилей, троллейбусов и на мотоциклах устанавливают прибор — спидометр (рис. 15), в котором есть счетчик пройденного пути и указатель скорости. Как, используя показания счетчика пути, определить среднюю скорость движения? В каких случаях и как, используя показания прибора, можно также определить время движения?

Решение. данном случае разница показаний счетчика пути, время движения.

Рис. 15.

Время можно, определить, используя показания прибора, только в том случае, если скорость на данном участке пути постоянна, тогда

76. Средняя скорость молекулы водорода при 0° С 1700 м/сек. Какой путь пройдет молекула в воздухе за 5 сек? Нарисуйте примерный вид траектории движения молекулы. Переместится ли молекула от первоначального местоположения на расстояние, равное величине пройденного пути?