15 Исследование физических моделей

Дата публикации: 10.12.2014 15:03:43

Задание 1. Пользуясь ссылкой на сайт для определения дальности броска тела, брошенного под углом к горизонту, определите с какой начальной скоростью и под каким углом нужно бросить мяч в корзину на расстоянии 20 метров (до центра корзины) если диаметр корзины 2 метра. Результаты подбора значений угла и скорости записать в тетрадь в виде таблицы.

Изучите модели:

Двойной маятник

Система тел и пружин

Сформулируйте задание для исследования одной из моделей.

Задание 2

Познакомьтесь презентацией и и постройте по ее материалам физическую модель с помощью электронных таблиц Libre Office Calc

«Построение и исследование физической модели»

Цель работы: научиться строить и исследовать компьютерные модели.

Рассмотрим процесс построения и исследования модели движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Технология работы.

• 1. Объединить ячейки с А1 по С1.

  2. Поместить туда текст «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»

  3. Расширить колонки В и С, так, чтобы заголовок поместился в ячейках с А1 по С1

  4. Ввести в ячейки А2, А3 и А4 соответственноV0= , A=, G=

  5. В ячейки С2, С3 и С4 ввести м/сек, град, м/сек^2 соответственно

  6. Для ячеек В2, В3 и В4 установить формат числовой, установив число десятичных знаков – 1 (меню Формат- Ячейки- Числа, дробная часть)

  7. Ввести в ячейки В2, В3 и В4 соответственно значения 18,0; 35,0; 9,8

  8. Ввести в ячейки А5 –Т, В5 –X=V0*COS(A)*T, С5 – Y=V0*SIN(A)*T-G*T^2/2

  9. Выделить ячейки с А6 по С19 и установить числовой формат с числом десятичных знаков – 1

  10. В ячейку А6 ввести число 0,0

  11. Выделить ячейки с А6 по А19 и заполнить их значением времени с интервалом 0,2

  12. В ячейку В6 ввести формулу =$B$2*COS(RADIANS($B$3))*A6

  13. В ячейку C6 ввести формулу =$B$2*SIN(RADIANS($B$3))*A6 - $B$4*A6^2/2

  14. Скопировать формулы в ячейки В7:В19 и С7:С19 соответственно

  15. Выделить ячейки с А5 по С19 и установить границы таблицы:

  16. Визуализируем модель, построив график зависимости координаты Y от координаты Х (траекторию движения тела): Выделить диапазон В6:С19, Вставка- Объект- Диаграмма- Тип Диаграмма ХУ

Поместить график рядом с таблицей.

• 1. Сохранить работу в своей папке под именем «Физическая модель»

Исследование модели.

Исследуем модель и определим с заданной точностью 0,1

диапазон изменений угла, который обеспечивает попадание в мишень, находящуюся на расстоянии 30 м. И имеющую высоту 1 м., при заданной начальной скорости 18 м/сек.

Воспользуемся методом Подбор параметра

• 1. Установить для ячеек В21:В25 точность один знак после запятой

  2. Ввести в ячейки В21, В22, и В23 значения расстояния до мишени S=30 м, начальной скорости V₀=18 м/сек и угла А=35⁰

• 1. В ячейку В25 ввести формулу для вычисления высоты мячика над землей на расстоянии для заданных начальных условий:

L=S*TAN(A)-G*S²/(2*V₀²*COS²(A))

Вместо переменных писать ячейки, в которых расположены их значения

Для заданных начальных условий определим углы, которые обеспечивают попадание в мишень на высотах 0 и1 м.

• 1. Выделить ячейку В25 и ввести команду:

Сервис/Подбор параметра

На появившейся диалоговой панели ввести в поле Значения: наименьшую высоту попадания в мишень (то есть 0). В поле Изменяя значение ячейки: ввести адрес ячейки, содержащей значение угла (в данном случае $B$23)

В ячейке В23 появится значение 32,6.

Повторить процедуру подбора параметра для максимальной высоты попадания в мишень - в ячейке В23 получим значение 36,1.

Таким образом, исследование компьютерной модели показало, что существует диапазон значений угла бросания от 32,6 до 36,1⁰, который обеспечивает попадание в мишень высотой 1 м., находящуюся на расстоянии 30 м., мячиком, брошенным со скоростью 18 м/сек.

VI. Задание для самостоятельного выполнения:

Повторить процедуру определения диапазона углов, которые обеспечивают попадание в мишень, имеющую высоту 2 метра при начальном значении 55⁰

Полученные значения и выводы записать в тетрадь.

По материалам сайта http://www.rusedu.info/Article780.html