Қозғалыстың салыстырмалылығы. Галилейдің салыстырмалылық принципі. Инвариантты және салыстырмалы физикалық шамалар (Физика, 10 сынып, I тоқсан)

Пән: Физика
Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі: Динамика
Сабақ тақырыбы: Қозғалыстың салыстырмалылығы. Галилейдің салыстырмалылық принципі. Инвариантты және салыстырмалы физикалық шамалар
Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме): 10.2.1.4 Жылдамдықтарды қосу мен орын ауыстыруды қосудың классикалық заңын есеп шығаруда қолдану
10.2.1.3 - инварианты және салыстырмалы физикалық шамаларды ажырату;
Сабақ мақсаттары: Қозғалыстың салыстырмалығын сипаттай алады;
Галилей түрлендірулерін түсіне алады.

Сабақ басында:
(E) - Сергіту сәтін ұйымдастыру (жаттығу жасату, сол арқылы оқушылардың қай санақ денесіне қатысты қозғалатынын, қай санақ денесіне қатысты қозғалмайтынын анықтау);
- Слайдтағы сурет арқылы сабақ тақырыбын және мақсатын айқындау.

(D) Қозғалыстың салыстырмалылығына видео көрсету
(W ) Санақ денесі, қозғалыстағы дене, санақ жүйесі, координата жүйесі, салыстырмалы, тасымал, абсолют жылдамдық ұғымдарымен танысу.
Қозғалыстың салыстырмалылығын, Галилей түрлендірулерін, жылдамдықтарды қосу ережесін талдау.
Екі инерциалды санақ жүйесін қарастырып, біріншісін , екіншісін деп белгілесек, оларға сәйкес координаттар және болады. 1-сурет.

санақ жүйесі санақ жүйесіне қарағанда осі бойымен жылдамдығымен қозғалсын. Қарастырылып отырған санақ жүйелерінде нүктесінің және координаттар аралығындағы байланысты табайық.
Егер бастапқы уақыт ішінде мен бір-біріне сәйкес келсе, онда 1-суреттен төмендегіше теңдеулер шығады:
(1)
Классикалық механиканың қағидасы бойынша барлық санақ жүйелерінде уақыт ағымы бір-біріне тең болады.
Сондықтан да (1*)
Осы жоғарыда алынған төрт теңдеу Галилей түрлендіруі деп аталынады. (1) және (1*) теңдеулерін уақыт бойынша дифференциалдасақ, онда және жүйелеріндегі нүктесінің жылдамдықтарының арасындағы байланыс анықталынады:
Жылдамдықтарды қосу ережесі:
vабс= vсал + Vтас

(D) қозғалыстың салыстырмалылығы мен жылдамдықты қосу ережесіне тәжірибе көрсету.

Түйін:
1. Салыстырмалы принцип. Табиғаттағы кез-келген физикалық құбылыс барлық инерциялық жүйеде бірдей өтеді.
2. Жылдамдықтың инварианттық принципі. Бос кеңістіктегі (ваккумдегі) жарық жылдамдығы жарық көзі мен жарық қабылдағыштың қозғалысына тәуелсіз тұрақты шама.
Табиғаттың іргелі қасиеттерін сипаттайтын А. Эйнштейннің 2-ші постулаты тәжірибеден алынған қорытындыларға негізделген.

(G) Оқушыларды 3 топқа бөліп, әрқайсысына талдауға және есептеп шығаруға тапсырма беру.
Әр топ тапсырма бойынша: санақ денесін, қозғалыстағы денені, денелердің салыстырмалы жылдамдығының бағытын және мәнін анықтауы тиіс.
1-топ: дене тәрбиесі сабағында мұғалім Асан мен Дастанды 60 м арақашықтыққа жарыстырады. Мұғалім старт сызығынан жүгіруге рұқсат береді. Асан 3 м/с, Дастан 2,5 м/с жылдамдықпен жүгіреді.
2-топ: Мектептен үйге қарай 6 м/с жылдамдықпен қозғалған Әсемге қарама – қарсы 3 м/с жылдамдықпен жел соғады.
3-топ: жағадағы ағашқа қатысты 6 км/сағ жылдамдықпен қозғалған моторлы қайыққа қарсы 3 км/сағ жылдамдықпен өзен ағысы ағады.

(f) Барлық топта ортақ есеп
9 сынып есептер жинағынан (Б.А. Кронгарт, С.М. Тезекеев) есептер шығару:
2.1. Паралель жолдармен екі пойыз бірқалыпты қозғалады: ұзындығы 630 м және жылдамдығы 48 км/сағ жүк пойызы, ұзындығы 120 м, жылдамдығы 102 км/сағ жолаушылардың пойызы. Егер қозғалыстары: а) бір бағытта; ә) қарама – қарсы бағытта болса, пойыздардың салыстырмалы жылдамдықтары қандай? Біреуі екіншісінің жанынан қанша уақытта өтеді?
2.2. А пунктінен В пунктіне дейінгі аралықты катер бара жатқанда 3 сағ, ал қайтарда 6 сағ жүзіп өтеді. Моторы сөндірілген катерге А-дан В-ға дейінгі жолды жүзіп өту үшін қанша уақыт керек? Суға қатысты катердің жылдамдығы тұрақты деп есептеңдер.......