Условие неподвижности тела на наклонной плоскости. Методические материалы

Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы основной и средней школы (базового уровня).

Компьютерная модель–задача. Используя предлагаемые начальные данные, пользователь должен ввести значение максимального угла наклона, при котором тело покоится на рассматриваемой наклонной плоскости.

Краткая теория

Брусок на наклонной плоскости покоится до определённого угла φ0, при превышении которого начинает соскальзывать вниз. Рассмотрим все силы, действующие на брусок при угле наклона α  < φ0.

Рис. 1. 

Так как брусок покоится, то векторная сумма всех сил должна быть равна нулю. Условия его равновесия имеют вид:
mg cos α = N,
mg sin α = Fтр. пок.

После несложных преобразований получим, что, при α = φ0, tg φ0 = μпок.

Работа с моделью

Программой задается коэффициент трения. Пользователь имеет возможность ввести значение максимально возможного при этих условиях угла наклона, при котором тело еще покоится на наклонной плоскости. При нажатии на кнопку Проверить анализируется результат, после чего можно либо обновить экран для нового решения, либо посмотреть правильное решение данного задания.

Внимание! Модель допускает вариативность начальных условий. А при нажатии клавиши F5 значение коэффициента трения изменяется.

Рекомендации по применению модели

Данная модель может быть применена в качестве вспомогательного учебного средства на уроках решения задач в 10 классе по теме «Движение тела по наклонной плоскости».

Пример планирования урока с использованием модели
Тема «Практикум по решению задач на движение тела под действием нескольких сил. Движение тела по наклонной плоскости»

Цель урока: отработать решение задач на движение тала по наклонной плоскости.

№ п/п Этапы урока Время, мин Приемы и методы
1 Организационный момент 2
2 Объяснение нового материала по теме «Движение тела по наклонной плоскости» 15 Объяснение нового материала с использованием компьютерной модели «Устойчивость тела на наклонной плоскости»
3 Практикум по решению задач на движение тела под действием нескольких сил 25 Решение задач на доске с пояснениями, самостоятельное решение задач с использованием компьютерной модели «Устойчивость тела на наклонной плоскости»
4 Объяснение домашнего задания 3
Таблица 1.