Поурочные разработки по физике 9 класс для УМК Пёрышкин Базовый уровень с 2023 года. Урок № 6 по теме «Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение (§ 5)». 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 6.
Вернуться к Списку уроков Баз.уровня.

Физика 9 класс. Урок № 6.

Тема: Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение.
Ресурсы: учебник § 5; Конспект § 5, Онлайн-тест по § 5.

Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие. Проверяется выполнение домашнего задания)

Актуализация знаний

Фронтальный опрос по теме предыдущего урока «Графики зависимости кинематических величин от времени при прямолинейном равномерном движении (§ 4)»:

• Вопрос 1. Какой вид имеет график зависимости скорости от времени $v(t)$ при прямолинейном равномерном движении? Объясните, почему.
  Краткий ответ: График — горизонтальная прямая (параллельна оси времени). Потому что при равномерном движении скорость не меняется: $v = \text{const}$.
• Вопрос 2. Как по графику зависимости координаты от времени $x(t)$ определить скорость тела при прямолинейном равномерном движении?
  Краткий ответ: Скорость равна тангенсу угла наклона прямой $x(t)$ к оси времени: $v_x = \frac{\Delta x}{\Delta t}$. Нужно взять два момента времени, найти разность координат и поделить на разность времён.
• Вопрос 3. Чем отличаются графики $x(t)$ для двух тел, движущихся равномерно в противоположных направлениях?
  Краткий ответ: У одного тела график $x(t)$ идёт «вверх» (положительный наклон — движение в положительном направлении оси), у другого — «вниз» (отрицательный наклон — движение против оси). Наклоны соответствуют проекциям скорости: $vx > 0$ и $vx < 0$.
• Вопрос 4. Как с помощью графика скорости $v(t)$ найти путь, пройденный телом при равномерном движении?
  Краткий ответ: Путь равен площади фигуры под графиком $v(t)$. При равномерном движении это прямоугольник: $s = |v| \cdot t$. Если речь о проекции перемещения, учитывают знак: $sx = vx \cdot t$.
• Вопрос 5. На графике $x(t)$ две прямые пересекаются в некоторой точке. Что это означает с физической точки зрения?
  Краткий ответ: Точка пересечения означает, что в этот момент времени оба тела находятся в одной и той же точке пространства — то есть они встретились. Координаты тел в этот момент равны.
• Вопрос 6. Может ли график зависимости пути от времени $s(t)$ иметь отрицательный наклон? Поясните ответ.
  Краткий ответ: Нет, не может. Путь — скалярная величина, он только увеличивается или остаётся постоянным (если тело покоится). График $s(t)$ либо возрастает, либо горизонтален. Отрицательный наклон был бы не реален, потому что путь не может уменьшаться. (Важно отличать путь от координаты $x$: координата может уменьшаться, а путь — нет.)

Эти вопросы можно дополнить мини-заданием: попросить учеников «перевести» простой график в таблицу значений или наоборот — это хорошо тренирует связь между графическим, табличным и аналитическим способами описания движения.

Мотивационный этап

В окружающем нас мире равномерное движение встречается крайне редко — даже автомобиль на идеальном шоссе то ускоряется, то притормаживает. Когда вы едете в автобусе, то чувствуете, что скорость постоянно меняется: на остановках он стоит, между остановками разгоняется и замедляется. Современные навигаторы умеют предсказывать время прибытия именно потому, что рассчитывают среднюю скорость с учётом неравномерности движения. А физики, чтобы описать быстроту движения в каждой точке траектории, ввели понятие мгновенной скорости.

Ещё интереснее, что ускорение может быть направлено как по движению, так и против него — именно поэтому самолёты разгоняются перед взлётом и тормозят при посадке. Сегодня мы научимся давать точные характеристики такому привычному, но сложному неравномерному движению.

Физика 9 класс Урок 6

Изучение новой темы

Лекция (или дискуссия) на основе текста параграфа

Неравномерное движение — движение, при котором за равные промежутки времени тело проходит разные пути. Для его описания используют несколько величин.

Средняя путевая скорость — физическая величина, равная отношению пути к промежутку времени, за который этот путь пройден:

\[ v_{\text{ср.п}}= \frac{l}{t} \]

Она характеризует движение в целом, но не даёт информации о деталях. Например, зная среднюю путевую скорость на маршруте, можно определить общее время движения, но нельзя найти время прохождения отдельной половины пути. Именно расчёт средней путевой скорости лежит в основе алгоритма навигатора, оценивающего время прибытия.

Средняя скорость перемещения — векторная величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение совершено:

\[ \vec{v}_{\text{ср}}= \frac{\vec{s}}{t} \]

Направление средней скорости перемещения совпадает с направлением перемещения. Она позволяет найти перемещение за всё время движения, но не позволяет вычислить координаты тела в каждый момент времени.

Мгновенная скорость — скорость в данный момент времени в данной точке траектории. Чтобы её найти, рассматривают малые перемещения и малые промежутки времени. При дальнейшем уменьшении промежутка времени значения средней скорости практически перестают отличаться друг от друга. Движение за такой малый промежуток времени почти неотличимо от равномерного. Мгновенная скорость — векторная величина, направленная по касательной к траектории.

Прямолинейное равноускоренное движение — самый простой вид неравномерного движения, при котором вектор скорости за любые равные промежутки времени изменяется одинаково.

Ускорение — векторная физическая величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за который это изменение произошло:

\[ a = \frac{v — v_0}{t} \]

В векторной форме: \[ \vec{a} = \frac{\vec{v} — \vec{v_0}}{t} \]

Для прямолинейного движения используют проекции на ось X:

\[ a_x = \frac{v_x — v_{0x}}{t} \]

Единица ускорения в СИ — метр на секунду в квадрате (м/с²). Это ускорение такого движения, при котором за 1 с модуль изменения скорости равен 1 м/с.

Важно понимать:

• Если векторы скорости и ускорения направлены в одну сторону, то скорость увеличивается.
• Если векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны, то скорость уменьшается.

Рассмотрим пример. Санки скатываются с горы с ускорением. Начальная скорость \(v_0 = 0{,}4\ \text{м/с}\), конечная через 4 с \(v = 2\ \text{м/с}\). Проекция ускорения на ось X равна:

\[ a_x = \frac{2 — 0{,}4}{4} = 0{,}4\ \text{м/с}^2 \]

Ускорение положительно, значит, оно сонаправлено со скоростью — санки разгоняются.

Во втором примере санки, двигаясь по горизонтальному участку, тормозят: \(v_0 = 1{,}2\ \text{м/с}\), через 6 с скорость \(v = 0\). Тогда:

\[ a_x = \frac{0 — 1{,}2}{6} = -0{,}2\ \text{м/с}^2 \]

Отрицательная проекция означает, что ускорение направлено против скорости — санки замедляются.

Понятие мгновенного ускорения применимо и к произвольному неравномерному движению: это отношение изменения скорости к малому промежутку времени. При равноускоренном движении мгновенное ускорение одинаково во всех точках траектории.

Приёмы и задания, рекомендуемые на уроке

• Определение по графику зависимости скорости равноускоренного прямолинейного движения тела от времени пройденного пути и ускорения движения тела. На экране — график $v(t)$ в виде прямой с наклоном. Учащиеся: 1) определяют ускорение как тангенс угла наклона: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$; 2) вычисляют путь как площадь под графиком (трапеция/треугольник). Для наглядности — разметка на графике: выделение интервала, обозначение $v_0$, $v$, $t$. В парах — решение 2–3 типовых графиков с последующей взаимопроверкой по эталону.
• Определение промежутка времени от начала равноускоренного движения шарика до его остановки, ускорения движения шарика и его мгновенной скорости перед ударом о цилиндр. Практическая задача: наклонный жёлоб с шариком и цилиндром внизу. Учащиеся фиксируют: время движения $t$ (секундомер), длину жёлоба $s$. Если есть датчики/видео — используют их для более точного определения скорости перед ударом. Расчётные шаги: 1) ускорение $a = \frac{2s}{t^2}$ (для движения из состояния покоя); 2) мгновенная скорость перед ударом $v = a \cdot t$. Обязательно обсуждение погрешностей: реакция человека при запуске/остановке, трение, неровности жёлоба. Результаты оформляют в таблицу: «величина — значение — погрешность — формула».
• Связь мгновенной скорости и средней скорости при равноускоренном движении. Учащиеся сравнивают: для равноускоренного движения без начальной скорости средняя скорость на всём пути равна половине конечной скорости. Проводят проверку на своих данных: $v_{ср} = \frac{s}{t}$ и $v_{кон} = a \cdot t$, затем проверяют соотношение. Это закрепляет понимание мгновенной скорости и её связи с другими величинами.
• Комплексный анализ ситуации. Раздайте карточки с описанием: «шарик скатывается по жёлобу, ударяется о цилиндр и останавливается». Учащиеся должны: 1) назвать этапы движения; 2) выбрать подходящие графики $s(t)$, $v(t)$, $a(t)$; 3) указать, какие величины можно определить из эксперимента; 4) записать формулы. В конце — мини-защита: каждая группа кратко (30–40 секунд) объясняет свой вариант, класс дополняет.

Примеры задач, разбираемых в учебнике

УСЛОВИЕ задачи. Санки, которые равноускоренно скатываются с горы (рис. 13, а), участок пути АВ прошли за 4 с. При этом в точке А они имели скорость, равную 0,4 м/с, а в точке В – скорость, равную 2 м/с (так как санки движутся поступательно, можно принять их за материальную точку). Определим, с каким ускорением двигались санки на участке АВ.

Доп. УСЛОВИЕ задачи. Теперь рассмотрим пример, в котором санки, скатившись с горы, движутся по горизонтальному участку CD и останавливаются в точке D (рис. 13, б). Известно, что в точке С санки имели скорость 1,2 м/с, а участок CD был пройден ими за 6 с. Рассчитаем ускорение санок.

Физика 9 класс Урок 6

Закрепление изученного материала

Разберём вопросы и упражнения из параграфа.

Вопрос №7. При каком условии модуль вектора скорости движущегося тела увеличивается; уменьшается?
Ответ: Модуль скорости увеличивается, если векторы скорости и ускорения направлены в одну сторону (ускорение сонаправлено со скоростью). Модуль скорости уменьшается, если векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны (ускорение направлено против скорости).

Упражнение 5, №1. Тело за 2 с прошло 2 м в положительном направлении оси X, а затем за 3 с – 1 м в противоположном направлении. Определите среднюю путевую скорость и модуль средней скорости перемещения за промежуток времени: а) 2 с; б) 5 с.

Ответ:
а) За 2 с: путь \(l=2\ \text{м}\), перемещение \(s=2\ \text{м}\). Средняя путевая скорость \(v_{\text{ср.п}} = 2/2 = 1\ \text{м/с}\), модуль средней скорости перемещения \(|v_{\text{ср}}| = 2/2 = 1\ \text{м/с}\).
б) За 5 с: путь \(l=2+1=3\ \text{м}\), перемещение \(s=2-1=1\ \text{м}\). Средняя путевая скорость \(v_{\text{ср.п}} = 3/5 = 0{,}6\ \text{м/с}\), модуль средней скорости перемещения \(|v_{\text{ср}}| = 1/5 = 0{,}2\ \text{м/с}\).

Упражнение 5, №2. За один и тот же промежуток времени \(t\) модуль вектора скорости первого автомобиля изменился от \(v_1\) до \(v’\), а второго — от \(v_2\) до \(v’\) (векторы скорости изображены в одинаковом масштабе). Какой из автомобилей двигался с большим ускорением?

Ответ: Ускорение определяется формулой \(a = \Delta v / t\). Для первого автомобиля \(\Delta v_1 = v’ — v_1 = 5 — 1 = 4\) единицы, для второго \(\Delta v_2 = v’ — v_2 = 5 — 3 = 2\) единицы. Так как промежуток времени одинаков, у первого автомобиля \(\Delta v\) больше, значит, его ускорение больше.

Вывод учителя

Сегодня мы познакомились с основными характеристиками неравномерного движения: средней путевой скоростью, средней скоростью перемещения, мгновенной скоростью и ускорением. Главное — уметь применять формулу \(a = (v — v_0)/t\) для равноускоренного прямолинейного движения и понимать физический смысл знака ускорения. Эти знания помогут в решении многих практических задач.

Физика 9 класс Урок 6

Домашнее задание

1. Повторить § 5 или прочитать Конспект § 5, пройти самостоятельно Онлайн-тест по §5.
2. Письменно выполнить №№ 3-5 УПРАЖНЕНИЯ 5 на с. 27 учебника.
3. Ознакомиться с текстом § 6.
4. * Практическое задание на дополнительную отметку: … (на усмотрение учителя)
5. * Творческое задание на дополнительную отметку: … (на усмотрение учителя)

Упражнение 5, №3. Самолёт, разгоняясь перед взлётом, в течение 30 с двигался равноускоренно. Каково было ускорение самолёта, если его скорость возросла от 10 до 55 м/с?
Ответ: \(a = (55 — 10)/30 = 45/30 = 1{,}5\ \text{м/с}^2\).

Упражнение 5, №4. С каким ускорением двигался поезд на некотором участке пути, если за 12 с его скорость возросла на 6 м/с?
Ответ: \(a = 6/12 = 0{,}5\ \text{м/с}^2\).

Упражнение 5, №5. Тело, имеющее начальную скорость 2 м/с, движется равноускоренно. Какой была его скорость через 4 с, если ускорение равно 3 м/с²? (Из условия понятно, что речь о скорости тела, движущегося с ускорением 3 м/с².)
Ответ: \(v = v_0 + at = 2 + 3 \cdot 4 = 14\ \text{м/с}\).

Примеры заданий на дополнительную отметку

Задача 1 (базовый уровень). Автомобиль, трогаясь с места, за 10 с увеличил скорость с 0 до 20 м/с. Определите ускорение автомобиля.
Решение:
\(v_0 = 0\), \(v = 20\ \text{м/с}\), \(t = 10\ \text{с}\).
\(a = (v — v_0)/t = (20 — 0)/10 = 2\ \text{м/с}^2\).
Ответ: \(2\ \text{м/с}^2\).

Задача 2 (повышенной сложности). Тело движется из точки А в точку В, расстояние между которыми 10 км, со скоростью 20 км/ч, а обратно — со скоростью 30 км/ч. Найдите среднюю путевую скорость за всё время движения и модуль средней скорости перемещения.
Решение:
Время движения из А в В: \(t_1 = 10/20 = 0{,}5\ \text{ч}\).
Время движения обратно: \(t_2 = 10/30 = \frac{1}{3}\ \text{ч}\).
Общий путь: \(l = 10 + 10 = 20\ \text{км}\).
Общее время: \(t = 0{,}5 + \frac{1}{3} = \frac{5}{6}\ \text{ч}\).
Средняя путевая скорость: \(v_{\text{ср.п}} = 20 / \frac{5}{6} = 24\ \text{км/ч}\).
Перемещение за всё время равно нулю, так как тело вернулось в исходную точку. Следовательно, модуль средней скорости перемещения равен 0.
Ответ: средняя путевая скорость — 24 км/ч, модуль средней скорости перемещения — 0.

Дополнительный материал для учителя

Если нет учебника под рукой (параграф 5 учебника)

Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ТЕКСТ параграфа

Вы смотрели: Урок по физике 9 класс Пёрышкина — Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение (§ 5). Тематическое планирование по Методическому пособию изд-ва Просвещение 2023 года. Код материалов: Физика 9 класс Урок 6.

Вернуться к Списку уроков Баз.уровня