Графическое решение физических задач в разделе «Кинематика».

Графическое решение физических задач в разделе «Кинематика».
В овладении учащимися курсом физики, задачи служат инструментом
формирования физических понятий, развития мышления учащихся, их
самостоятельности. Решение задач воспитывает настойчивость, трудолюбие,
любознательность. Задачи являются средством контроля качества и глубины
усвоения материала.
Типовой графической задачей по кинематике является задача на построение
одних графиков по другим. На качественном уровне рассмотрим несколько
таких задач.
Пример № 1. Дан график движения тела. Определите вид движения.
Постройте график зависимости скорости движения от времени. Укажите
направление движения.
Решение.
Так как графиком зависимости координаты от времени является прямая
линия, то тело движется прямолинейно и равномерно.
Величину скорости вычислим по формуле: V = ( X 2 – X1)/t = ( 6 – 3 )/2=
1,5 м/с
Графиком скорости будет прямая параллельная оси времени.
Если при движении тела координата тела возрастает, то направление
движения тела совпадает с направлением оси ОХ.
Пример №2.Дан график скорости движения тела. Определите вид движения.
Поясните, что означает точка пересечения графика с осью времени.
Постройте график зависимости ускорения от времени.
Решение.
Так как графиком зависимости скорости от времени является прямая линия и
величина скорости стечением времени изменяется, то это прямолинейное
неравномерное движение.
По формуле a = (V – Vo)/t определим ускорение тела. а = -2 м /с2.
Точка пересечения графика с осью времени означает, что скорость тела через
10с после начала отсчета времени движения стала равна нулю. Построим
график зависимости ускорения от времени:
Пример №3. Автомобиль, трогаясь
с места, проехал 270 метров за 10
секунд, причем первые 2 секунды двигался равноускоренно, а остальное
время
равномерно.
Определите
скорость
равномерного
движения
автомобиля.
(Пояснение к задаче: решить ее аналитически довольно трудно для
учащихся, а графически она решается легко.)
Решение.
Построим график зависимости скорости от времени.
Две секунды автомобиль двигался равноускоренно, пока не достиг скорости
V. Затем двигался 8 секунд равномерно со скоростью V. За всё время
движения прошёл путь 270 м. Этот путь численно равен сумме: площадь
треугольника 2V/2 плюс площадь прямоугольника 8V.
Составляем уравнение: V + 8V = 270, решая уравнение получим 9V = 270,
отсюда
V = 30 (м/с).
Ответ:V = 30 (м/с)
Решение графических задач способствует уяснению функциональной
зависимостью между физическими величинами, привитию навыков работы с
графиками, развитию умения работать с масштабами.
В овладении учащимися курсом физики, задачи служат инструментом
формирования физических понятий, развития мышления учащихся, их
самостоятельности. Решение задач воспитывает настойчивость, трудолюбие,
любознательность. Задачи являются средством контроля качества и глубины
усвоения материала.