Информационные технологии на уроках физики

Тема урока: “Расчет горизонтального движения с использованием законов Ньютона”.

Цель : совершенствовать формирование навыков решения задач на расчет механического движения с использованием законов Ньютона.

Домашнее задание:  № 270 – 276, “Задачник для 10 – 11 классов”, А.П. Рымкевич. Выбрать для себя посильные любые три задачи, но стремиться к более сложным номерам № 276 и № 275, т. к.

“ Задача должна быть кусачей, иначе она не задача!”

Из школьного фольклора.

“… всегда, везде, во всем хочу дойти до самой сути…”

Н Заболоцкий.

ХОД УРОКА

Вступление учителя .

Для достижения заявленной цели урока нам необходимо вспомнить:

1. основные силы, используемые в механике,
2. нахождение равнодействующей,
3. законы Ньютона и границы их применимости.

Законы динамики повторим через презентации (Приложения 1 – 4) , которые подготовили в качестве домашнего творческого задания Ласточкин Роман, Сидоренко Андрей и Новиков Сергей (идет просмотр презентаций с комментариями учащихся).
А теперь на оценку проверяем знание характеристик сил, часто используемых в механике ( через заполнение таблицы характеристик сил ) и умение находить равнодействующую силу ( через работу с тестом на компьютере ).

1-й вариант работает за ученическими столами и заполняет таблицу.

Фамилия …………….. класс……………….. дата………….

2-й вариант работают с тестами (Приложение 5) за компьютерами.

ТЕСТ

1. На одну и ту же точку действуют три силы, расположенные в одной и той же плоскости ( рисунок 1 ). Модуль вектора силы F₃ равен 1Н. Чему равен модуль равнодействующей трех сил?

А. 0Н;
Б. 6Н;
В. 7Н;
Г. 8Н;
Д. 4,7Н.

Рис. 1

2. Каковы скорость и ускорение движения тела массой m = 2 кг, если равнод

ействующая всех сил равна 4Н?

А. V = 0, a = 2 м/с²;
Б. V = 2 м/с, a = 0;
В. V = 2м/с, a = 2 м/с²;
Г. V – любая, a = 2 м/с²;
Д. V = 2 м/с, a – любое.

3. На рисунке 2 представлены векторы скорости и ускорения движения тела. Какой вектор на рисунке 3 указывает направление вектора равнодействующей всех сил действующих на это тело?

Рис. 2

Рис. 3

А. F₁;
Б. F₂;
В. F₃; Г. F₄;
Д. F₅.

4. На тело со стороны Земли действует сила притяжения F₁. Какое из приведенных ниже утверждений справедливо для силы F₂ действующей со стороны этого тела на Землю?

А. F₁ = F₂;
Б. F₂ < F₁;
В. F₂ = 0;
Г. F₂ > F₁;
Д. F₂ = F_1.

Учащиеся работают в течение 5 минут и обмениваются местами.

Учитель. Отдельные простые задачи на законы Ньютона уже решались в 9 классе. Сегодня на уроке наша цель научиться решать не отдельную задачу, а целый блок задач, у которых очень разная жизненная ситуация, а схема решения одинакова. Для этого нужно выяснить алгоритм решения таких задач. Начинаем рассматривать самые простые ситуации постепенно их усложняя и развивая.

На доске заранее представлены различные ситуации с их постепенным усложнением. Учащимся предлагается в каждой ситуации, на каждом рисунке изобразить векторы сил, действующих на тело и написать уравнение на основании второго закона Ньютона. Из каждого уравнения предлагается выразить ускорение, т. к. далее можно развивать решение по цепочке:

a – v – s – x.

Затем учащимся предлагается “ оживить” ситуацию конкретным условием задачи, придумать его.

1.

Рис. 4

Примеры “оживления” ситуаций: санки тянут за веревку, автомобиль включил двигатель, вагон следует за тепловозом … все без учета трения и сопротивления.

2.

Рис. 5

Самолет разбегается по взлетной полосе с учетом сил трения, лодочник подтягивает лодку к берегу с учетом сопротивления воды …

3.

Рис. 6

Тепловоз тащит несколько вагонов, дети связали несколько саней в поезд, буксир тащит лодку,………..

Затем предлагается вторую ситуацию представить в табличном виде. На базе этой таблицы составить всевозможные обратные задачи и их решения, придумать условия обратных задач.

Итоги.

Дойдя до самой сути и поняв, какие шаги надо предпринять для решения задач этого типа, можно сформулировать следующий свод правил –   алгоритм решения подобных задач.

Алгоритм решения задач на законы динамики.

1. Сделать рисунок, на котором изобразить все силы, действующие на каждое тело.
2. Выбрать систему координат, оси которой направить в соответствии с направлением вектора ускорения движения системы тел, или одного из них.
3. При движении тела по окружности одну из координатных осей удобно направить по направлению центростремительного ускорения, т. е. к центру окружности
4. Записать второй закон Ньютона для каждого тела в отдельности в проекции на оси координат, получить систему уравнений в скалярной форме.
5. В случае необходимости использовать уравнения кинематики и законы сохранения, решить полученную систему уравнений и определить искомые величины.

Получив данный алгоритм решения задач, перейдем к самостоятельному исследованию довольно сложной ситуации – изучение движения связанных брусков на горизонтальной плоскости. Исследование проведем с помощью компьютерной модели и результаты исследования оформить в виде лабораторной работы.

Учащиеся переходят к компьютерам и выполняют лабораторную работу

№ 1.6 из компьютерного курса “Открытая физика”(вид экрана приводится на рисунке 7). Отчет оформляется на заранее заготовленных бланках для лабораторной работы.

Рис. 7

Бланк отчета учащегося о лабораторной работе

Лабораторная работа № 1.6

Задание 1.

Установить m = 1 кг, mi = 2 кг, та – З кг.
Вычислить а, Т, Fai и сравнить полученные результаты со значениями этих величин в правом окне модели.
Обратить внимание на силы, приложенные к брускам. Что можно сказать о модулях и направлениях упругих сил, действующих на разные бруски со стороны одной и той же нити (Fi2 и Fai)?

Вывод: упругие силы, действующие на разные бруски со стороны одной и той же нити .................................... и направлены ..........................................

Задание 2 (дополнительное).

Установить m = 2 кг, т = 2 кг, та = З кг.
Пронаблюдать за упругими силами снова. Какой вывод можно сделать относительно их модуля и направления?

Вывод: модули упругих сил .................................. а направления .....................

Задание 3 (дополнительное).

Ответить на вопросы 1 – 5 к лабораторной работе.

Приложения