Методика введения основных понятий кинематики

Раздел Кинематика очень сложен для учащихся, с него начинается изучение механики. Учащиеся сталкиваются с множеством новых понятий, формул, усложняется математический аппарат физики.

В механике существуют различные способы описания движения: 1) с помощью пути, как функции времени S = S (t); 2) с помощью радиус – вектора r = r (t) и его изменение во времени.

Однако описать движение по среднему пути пройденному вдоль траектории, как функции времени не всегда возможно, так как траектория движения может быть неизвестна. К тому же при описании движения, пути, пройденного вдоль траектории, как функции от времени S = S (t), основные кинематические характеристики (скорость, ускорение) вводят в два этапа: сначала как скалярные величины, а затем как векторные. При описании движения с помощью радиус вектора, как функции от времени, основные кинематические величины вводят сразу, как векторные величины.

При формировании понятий скорости, перемещения, ускорения в 9 классе важно, чтобы векторный характер этих величин был усвоен учащимися достаточно хорошо, так как знание векторного характера необходимо для понимания законов динамики.

Движение тела может быть описано полностью, если найден метод описания положения движущегося тела в пространстве в любой момент времени, для этого нужно: 1. Тело отсчета, то есть тело относительно которого рассматривается изменение положения движущегося тела. 2. Определить положение тела относительно тела отсчета.

Далее вводят понятие материальной точки: тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, считая при этом, что его масса сосредоточенна в одной точке. Тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для отсчета времени образуют систему отсчета. Вектор соединяющий начальное положение тела с каким-либо последующим его положением называется перемещением.

Основные правила и законы:

1. Описать движения тела - это значит описать движение всех его точек, то есть указать способ, позволяющий рассчитать положение каждой точки тела в любой момент времени.

2. Положение точки относительно выбранного тела отсчета можно задать с помощью координат x,y,z или радиус – вектора

3. При равномерном прямолинейном движении точки со скоростью радиус-вектор в любой момент времени t вычисляется по формуле ,

где – радиус-вектор, задающий положение точки в начальный момент времени t₀=0

4. Если точка движется вдоль какой-либо координатной оси, то со временем изменятся только одна её координата.

5. В случае равномерного движения вдоль оси Ох координата точки в любой момент времени t находится по формуле