Применение линейной и квадратичной функций к решению физических задач

Разделы: Физика


"Математические методы становятся не только методами, которые используются в механике, физике, но и общими методами для всей науки в целом ".

Задачи урока:

Образовательные:

По физике:

  • обобщение знаний по теме "Кинематика"
  • закрепление решения графических задач.

По математике:

  • углубление, обобщение и систематизация знаний по теме: Функция и графическое ее представление.
  • совершенствование навыков построения графиков вида: Y=kx+I, Y=kx2+ bx+c.
  • применение знаний при подготовке государственной итоговой аттестации по алгебре в 9-м классе.

Развивающие:

  • развитие логического мышления, расширение кругозора;
  • развитие памяти, умения сравнивать, обобщать, анализировать при построении графиков.
  • развитие познавательного интереса к изучению физики и математики.

Оборудование урока: компьютер, проектор для показа слайдов с таблицей и тестов по физике и математике.

Ход урока

Учитель математики: Итак, вспомним из курса алгебры, какие функции вы изучали?

Трое учеников рассказывают по очереди о функциях: линейная, прямая пропорциональность, квадратичная. После каждого выступления решаются задачи и заполняется часть таблицы.

Выступление учащихся:

1) Если значение х, у положительны и k >0 ,то зависимость между переменными х и у, выражаемую формулой у=kх, обычно называют прямой пропорциональной зависимостью, а число k – коэффициентом пропорциональности. Графиком этой функции является прямая, проходящая через начало координат. Например, путь, пройденный телом при движении с постоянной скоростью, прямо пропорционален времени движения.

Задание 1:

Построить графики функции: а) у=3х, б) у=3х+1, в) у=3х-2

2) Линейной функцией называется функция вида у=kх+b ,где k и b – заданные числа. Графиком этой функции является прямая Так как прямая определяется двумя точками, то для построения графика достаточно построить две точки этого графика.

Задание 2:

Дана линейная функция у(х)=3х-1

Найти: у(0), у(1), у(-2), х, у(х)=-4, у(х)=8.

Задание 3:

Функция у= ах2+bх+с, где а, b, с заданные действительные числа, а≠ 0, х – действительная переменная, называется квадратичной функцией. Графиком этой функции является парабола, получаемая сдвигом параболы у=ах2 вдоль координатных осей.

Равенство у=ах2+bх+с называют уравнением параболы. Ветви параболы направлены вверх, если а>0, и направлены вниз, если а<0.

Построить график функции у = х2+4х-5

Таблицу заполняют на доске и в тетради (вписывают недостающие формулы).

Делают вывод: таким образом, без математического аппарата невозможно решение физических задач.

Задача 1. Учитель физики

На рисунке изображен график зависимости проекции скорости движения материальной точки от времени. Для каждого участка:

а) Определите вид движения.

б) Найдите модуль и направление начальной скорости.

в) Вычислите проекцию ускорения, определите модуль и направление вектора ускорения.

Учитель математики Как это можно определить графически?

г) Измените положение графиков так, чтобы; скорость первого участка стала больше скорости второго;

Проверка выполнения заданий у доски.

Самооценка.

Задача 2.

Учитель физики

По данному графику скорости движения

а) описать характер движения на каждом участке;

б) найти весь пройденный путь.

Учитель математики

Какой способ решения позволяет быстро ответить на заданный вопрос?

Проверка выполнения заданий у доски.

Самооценка.

Задача 3.

Учитель математики

Движение двух мотоциклистов заданы уравнениями: х1=4-t2, х2 = 3t. Постройте график движения каждого мотоциклиста и опишите характер их движения. Найти место и время встречи мотоциклистов. Вычислите это аналитически.

Проверка выполнения заданий у доски.

Самооценка.

Задача 4.

Учитель физики

Составьте уравнение движения, постройте схематично график функции для случая

Х0=7 м, V0x =16 м/с, аx = 2 м/с2. Какой вид движения задает функция х (t).

Проверка выполнения заданий у доски.

Самооценка.

Самостоятельная работа по вариантам:

1 вариант.

1) Выразите а из формулы V=V0+at.

a) a= (V-V0) : t , б) a=(V-V0)t, в) a= (V+V0):t, г) a=t(V-V0).

2) График какой квадратичной функций изображен на рисунке?

3) На рисунке изображен график движения автомобиля. Определите, какую часть пути проехал автомобиль за последний час своего движения.

 

2 вариант.

1) Выразите t из формулы V=V0+at.

a) a•(V-V0)=t , б) a:(V-V0)=t, в) t=(V+V0):а, г) t=(V-V0):а.

2) График какой квадратичной функций изображен на рисунке?

3) Выехав из пункта А в пункт В автобус снизил скорость из-за ремонта шоссе. Проехав проблемный участок, он снова поехал с первоначальной скоростью, но опоздал к назначенному сроку. Используя график движения определите время опоздания.

.

На экране высвечиваются правильные ответы.

Самооценка.

Подведение итогов урока:

Подлогам каждого этапа урока учащиеся выставляли оценки в листы самоконтроля; в конце урока – итоговую оценку. Кто оценил себя на "5"? на "4", на "3"?

Учитель математики: Сегодня вы повторили основные свойства линейной и квадратичной функции, которые применяются при решении задач не только в математике, но и в физике. Мы с учителем физики хотели вам показать, что школьные предметы существуют не изолированно, а в тесной связи между собой.

Учитель Физики: Уроки физики и математики позволяют показать учащимся неразрывную связь этих двух наук, продемонстрировать, что рассмотрение даже самых элементарных физических вопросов требует знаний математики. Чем сложнее изучаемое явление с точки зрения физики, тем более сложный математический аппарат требуется. Вывод: математика - основа физики.

На экране "Математические методы становятся не только методами, которые используются в механике, физике, но и общими методами для всей науки в целом".

Домашнее задание:

По заданию самостоятельной работы дополнительно:

  1. напишите уравнение зависимости проекции скорости этого тела от времени;
  2. составьте уравнение зависимости координаты от времени для каждого участка и схематически постройте график x(t).

Презентация.