Поурочные разработки по физике 9 класс для УМК Пёрышкин Базовый уровень с 2023 года. Урок № 1 по теме «§1. Материальная точка. Система отсчета». Тематическое планирование составлено по Методическому пособию издательства Просвещение 2023 года (авторы О. А. Черникова, С. Н. Гладенкова, В. В. Кудрявцев) с учетом ПЭС новой ФОП ООО (приказ № 704). Цитаты из учебных пособий использованы в учебных целях. Код материалов: Физика 9 класс Урок 1.
Вернуться к Списку уроков Баз.уровня.

Физика 9 класс. Урок № 1.

Тема: Материальная точка. Система отсчета.
Ресурсы: учебник § 1 (фрагмент учебника в конце статьи); Конспект § 1, Онлайн-тест по § 1, Опорный конспект.

Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие. Учитель проводит вводный инструктаж по технике безопасности в кабинете физики.)

Актуализация знаний

Учитель проводит фронтальный опрос по теме «Движение», изученной в 7 классе:

• Что называется механическим движением? (Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.)
• Что такое траектория движения? (Линия, по которой движется тело.)
• Какие виды траекторий вы знаете? (Прямолинейная и криволинейная.)
• Что такое путь? (Длина траектории, пройденной телом за некоторый промежуток времени.)
• Что такое скорость? (Физическая величина, равная отношению пройденного пути ко времени движения: \( v = \frac{S}{t} \).)
• В чем заключается относительность движения? (Одно и то же тело может двигаться относительно одних тел и покоиться относительно других.)

Учитель подводит итог опроса: для описания движения необходимо выбрать тело отсчета и уметь определять положение тела в любой момент времени.

Мотивационный этап

Задумайтесь: когда вы едете в автобусе, вы неподвижны относительно сиденья, но движетесь относительно деревьев за окном. В древности люди считали, что Солнце вращается вокруг Земли, и только Коперник доказал, что на самом деле Земля движется вокруг Солнца.

Но и сегодня, сидя в классе, мы мчимся вместе с Землей вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с, не ощущая этого. Всё потому, что все предметы вокруг нас движутся точно так же. Как же ученым удается описывать такие сложные движения? Оказывается, нужно выбрать правильную систему отсчета, а во многих случаях можно упростить задачу, заменив реальное тело его моделью — материальной точкой. Сегодня мы научимся это делать.

Изучение новой темы

Лекция (или дискуссия) на основе текста параграфа

Основной задачей механики является определение положения тела в любой момент времени. Но одно и то же движение относительно разных тел описывается по-разному, поэтому прежде всего нужно указать тело отсчета — тело, относительно которого рассматривается движение.

Положение тела удобно задавать с помощью координат. На прямой достаточно одной координатной оси \(Ox\), на плоскости — двух осей \(Ox\) и \(Oy\), в пространстве — трех осей \(Ox, Oy, Oz\). Однако реальное тело имеет размеры, поэтому каждая его точка имеет свои координаты. Чтобы упростить описание, используют модель материальной точки — тела, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь, но которое обладает массой. Материальных точек в природе не существует, это физическая модель, которая позволяет получать точные результаты при решении многих задач.

Тело можно считать материальной точкой в двух случаях:

• если его размеры малы по сравнению с пройденным расстоянием (например, Земля при движении вокруг Солнца, самолет при перелете из Москвы во Владивосток);
• если тело движется поступательно, то есть все его точки движутся одинаково (например, человек на эскалаторе метро, ящик, выдвигаемый из стола).

Однако в ряде задач модель материальной точки неприменима. Нельзя считать Землю материальной точкой при изучении ее суточного вращения, так как время восхода солнца в разных часовых зонах зависит от размеров планеты. Нельзя считать самолет материальной точкой при расчете силы сопротивления воздуха, поскольку эта сила зависит от формы и размеров самолета.

Для определения положения движущегося тела в любой момент времени необходимы тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени. Вместе они образуют систему отсчета. Например, в опыте с тележкой и капельницей линейка служит телом отсчета и координатной осью, а капли из капельницы через равные промежутки времени позволяют измерять время.

Приёмы и задания, рекомендуемые на уроке

• Анализ и обсуждение различных примеров механического движения. Предложите учащимся список объектов: поезд, идущий из Москвы в Санкт‑Петербург; велосипедист на велотреке; вращающаяся лопасть вентилятора; капля дождя. В парах ученики определяют, можно ли считать объект материальной точкой в каждом случае и почему. Итог — мини-таблица: «объект — можно/нельзя — причина». Это тренирует анализ примеров и подводит к понятию модели.
• Обсуждение границ применимости модели «материальная точка» и обоснование возможности замены тела этой моделью. Дайте две ситуации: 1) расчёт времени полёта самолёта между городами; 2) определение, поместится ли самолёт на стоянке между другими самолётами. В группах учащиеся формулируют, в какой ситуации размеры важны, а в какой — нет, и делают вывод: модель применима, когда размеры тела малы по сравнению с расстояниями в задаче либо при поступательном движении. Для закрепления — фронтальное обсуждение 2–3 дополнительных примеров (Земля вокруг Солнца; вращение карусели).
• Наблюдение механического движения тела относительно разных тел отсчёта. Проведите простой демонстрационный эксперимент: катите тележку по столу, на тележке — маленький брусок. Попросите описать движение бруска относительно стола и относительно тележки. Учащиеся фиксируют в тетради: «относительно стола — движется», «относительно тележки — покоится». Вывод: движение зависит от выбора тела отсчёта.
• Введение системы отсчёта. На доске или слайде покажите три компонента системы отсчёта: тело отсчёта, система координат, часы. На примере «как указать место ученика в классе» учащиеся сами предлагают варианты тел отсчёта и осей координат. Это формирует понимание, что без системы отсчёта говорить о положении и движении нельзя.

Закрепление изученного материала

Разберем вопросы из учебника.

1. Мимо стоящего автомобиля проезжает колонна велосипедистов, движущихся с одинаковой скоростью. Движется ли каждый из велосипедистов относительно автомобиля; относительно соседнего велосипедиста? Движется ли автомобиль относительно велосипедиста?Каждый велосипедист движется относительно автомобиля, так как расстояние между ними меняется. Относительно соседнего велосипедиста велосипедист неподвижен, потому что они движутся с одинаковой скоростью и не изменяют своего взаимного расположения. Автомобиль движется относительно велосипедиста (он остается позади).
2. Можно ли считать автомобиль материальной точкой при определении пути, который он прошел за 2 ч, двигаясь со средней скоростью 80 км/ч; при обгоне им другого автомобиля?В первом случае можно: путь за 2 ч равен 160 км, что значительно больше размеров автомобиля. Во втором случае нельзя, так как при обгоне важно учитывать габариты автомобиля, чтобы определить момент начала и завершения обгона.
3. Самолет совершает перелет из Москвы во Владивосток. Может ли рассматривать самолет как материальную точку диспетчер, наблюдающий за его движением; пассажир этого самолета?Диспетчер может, так как дистанция перелета (несколько тысяч километров) много больше размеров самолета. Пассажир не может, потому что для него важны размеры салона, перемещение по нему, вибрация и другие явления, связанные с размерами самолета.
4. Когда говорят о скорости машины, поезда и других транспортных средств, тело отсчета обычно не указывают. Что подразумевают в этом случае под телом отсчета?Подразумевают Землю, а точнее — поверхность Земли, относительно которой и рассматривается движение транспорта.
5. Мальчик стоял на земле и наблюдал, как его младшая сестра каталась на карусели. После катания девочка сказала брату, что и он сам, и дома, и деревья быстро проносились мимо нее. Мальчик же стал утверждать, что он вместе с домами и деревьями был неподвижен, а двигалась сестра. Относительно каких тел отсчета рассматривали движение девочка и мальчик? Объясните, кто прав в споре.Девочка рассматривала движение относительно себя (карусели), поэтому видела, что мальчик и деревья движутся. Мальчик — относительно Земли, поэтому считал себя и деревья неподвижными, а сестру движущейся. Оба правы, так как движение относительно; выбор тела отсчета определяет описание движения.
6. Относительно какого тела отсчета рассматривают движение, когда говорят: а) скорость ветра равна 5 м/с; б) бревно плывет по течению реки, поэтому его скорость равна нулю; в) скорость плывущего по реке дерева равна скорости течения воды в реке; г) любая точка колеса движущегося велосипеда описывает окружность; д) солнце утром восходит на востоке, в течение дня движется по небу, а вечером заходит на западе?а) относительно Земли; б) относительно воды (бревно неподвижно относительно воды); в) относительно берега (скорость дерева относительно берега равна скорости течения; относительно воды дерево покоится); г) относительно оси колеса (рамы велосипеда); д) относительно Земли (наблюдателя на Земле).

Вывод учителя: Сегодня мы убедились, что движение относительно. Для точного описания движения необходимо выбрать систему отсчета. Во многих задачах можно использовать модель материальной точки, что значительно упрощает решение, но выбор этой модели зависит от условий конкретной задачи.

Физика 9 класс Урок 1

Домашнее задание

1. Повторить § 1 или прочитать Конспект § 1, пройти самостоятельно Онлайн-тест по §1.
2. Письменно ответить на вопросы в конце параграфа 1.
3. Ознакомиться с текстом § 2.
4. * Практическое задание на дополнительную отметку: … (на усмотрение учителя)
5. * Творческое задание на дополнительную отметку: … (на усмотрение учителя)

Примеры заданий на дополнительную отметку

Задача 1 (базовая). Автомобиль проезжает путь 10 км за 15 минут. Можно ли считать автомобиль материальной точкой при расчете его средней скорости? Ответ обоснуйте. Найдите среднюю скорость автомобиля.

Решение для учителя. Да, можно, так как размеры автомобиля (несколько метров) значительно меньше пройденного пути 10 км = 10000 м. Средняя скорость: \( v = \frac{S}{t} = \frac{10000 \text{ м}}{900 \text{ с}} \approx 11{,}1 \text{ м/с} = 40 \text{ км/ч} \).

Ответ: можно, 40 км/ч.

Задача 2 (повышенная сложность). Два поезда движутся навстречу друг другу по параллельным путям: первый со скоростью 90 км/ч, второй — 60 км/ч. Пассажир первого поезда заметил, что второй поезд промчался мимо него за 6 секунд. Определите длину второго поезда. Какую систему отсчета удобно выбрать?

Решение для учителя. Переведем скорости в м/с: 90 км/ч = 25 м/с, 60 км/ч ≈ 16,7 м/с. Так как поезда движутся навстречу, скорость второго поезда относительно первого равна сумме скоростей: \( v = 25 + 16{,}7 = 41{,}7 \text{ м/с} \). Длина второго поезда: \( l = v \cdot t = 41{,}7 \cdot 6 \approx 250 \text{ м} \). Удобно связать систему отсчета с первым поездом (пассажиром).

Ответ: длина второго поезда ≈ 250 м.

Дополнительный материал для учителя

1) Если нет учебника под рукой (параграф 1 учебника)

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ТЕКСТ параграфа

2) Видеолекции по физике (сборник из 150 тем). Переход к нужной теме возможен по таймингу в Описании к видео. Это выглядит так:
0:00:00 Система координат. Система отсчета
0:01:10 Перемещение, путь

Вы смотрели: Урок по физике 9 класс Пёрышкина §1. МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА. СИСТЕМА ОТСЧЕТА. Тематическое планирование по Методическому пособию изд-ва Просвещение 2023 года. Код материалов: Физика 9 класс Урок 1.

Вернуться к Списку уроков Баз.уровня