Интегрированный урок (физика + информатика) по теме "Решение задач по теме «Динамика движения тел». Основы программирования". 9-й класс

Разделы: Физика, Информатика


Цели:

Образовательные.

  • Повторить движение тел под действием силы тяжести, движение тел по окружности в процессе решения задач.
  • Познакомить учащихся с основными этапами решения прикладной задачи с помощью компьютера и научить использовать на практике. Помочь учащимся осуществить переход от сформулированной задачи к созданию информационной модели, а затем записи программы.

Развивающая.

  • Развивать логику, умение анализировать, сравнивать, делать выводы, высказывать свою мысль.
  • Развивать внимания и аналитическое мышление. Развивать умение находить общее и различное в поставленных задачах, замечать свои ошибки, делать выводы.

Воспитательная.

  • Воспитывать аккуратность, внимательность, вежливость и дисциплинированность, бережное отношение к своему здоровью.
  • Формирование самостоятельности и ответственности при повторении пройденного и изучении нового материала.

План урока:

  • Организационный момент.
  • Устная работа с классом - физика
  • Письменная работа в тетрадях - физика
  • Повторение терминов - информатика
  • Изучение нового материала - информатика
  • Примеры и задачи - информатика
  • Выполнить практическую работу по инструкционной карте
  • Закрепление изученного материала.
  • Подведение итогов урока.

Тип урока: комбинированный урок: повторение, обобщение пройденного материала, изучение и закрепление нового материала.

Методы обучения: лекция, объяснительно-иллюстративный, фронтальный опрос, исследование, тестирование, использование интерактивных методов.

Ход урока

Организационный момент.

Устная работа с классом.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) максимальная высота подъема при движении тела, брошенного вертикально вверх

Б) центростремительное ускорение

В) скорость тела при свободном падении

Г) период обращения тела при движении по окружности

Д) время полета тела при свободном падении

Е) перемещение при движении тела, брошенного вертикально вверх

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

А Б В Г Д Е
4 3 11 2 9

(Приложение 1.)

Стрела пущена вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Определить максимальную высоту подъема стрелы.

Тело движется равномерно по окружности против часовой стрелки. Какая стрелка указывает направление вектора скорости; направление вектора ускорения?

Тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью. Как изменится его центростремительное ускорение?

  • При увеличении скорости в 4 раза
  • При уменьшении скорости в 2 раза
  • При уменьшении радиуса в 2 раза
  • При увеличении радиуса в 4 раза.

Шишка, висевшая на ели, оторвалась и за 2 секунды достигла земли. На какой высоте висела шишка? Какую скорость она имела у самой земли?

Определить центростремительное ускорение, если радиус кривизны моста, по которому едет автомобиль 20м со скоростью 36 .

Письменная работа в тетрадях.

Определить через сколько времени упадет на землю мяч, запущенный вертикально вверх от земли с начальной скоростью 25 м/с.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

V0 = 25 м/с Время подъема равно времени падения.

g = 9,8 м/с2 , v = 0

t - ?

Т. о. мяч упадет на землю через 5 с.

Ответ: 5 с.

Максимальная скорость, показанная на велосипеде в соревнованиях на треке на дистанции 200 м с ходу, приближается к 70 км/ч! Это скорость курьерского поезда. Если же впереди велосипедиста будет находиться лидер, спортсмен на мотоцикле, скорость значительно возрастет. В гонках с лидером на треке велосипедисты достигают скорости 100 км/ч. Найти центростремительное ускорение и радиус трека , если велосипедист движется за лидером и период обращения равен 10 с.

ДАНО: РЕШЕНИЕ:

Т = 10 с

v = 100 км/ч = 28 м/с = 44,6 м

a - ? r - ? = 17,6 м/с2

Ответ: 44,6 м, 176 м/с2

Приложение 2.

Информатика. Повторение (сопровождается презентацией) Приложение 3.

Задание 1. Найти соответствие между понятиями в 1 колонке и определениями во 2 колонке и поставить стрелки.

Задание 2. Рассмотреть схемы структур алгоритмов и выявив соответствие между схемой и её названием, поставить стрелки.

Задание 3. Найти соответствие между элементами блок схем в 1 колонке и назначениями элементов во 2 колонке и поставить стрелки.

Изучение нового материала. Этапы решения задач на компьютере.

Решение задачи на компьютере - это процесс автоматического преобразования информации в соответствии с поставленной целью.

Решение задач на ЭВМ состоит из следующих этапов:

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА.

4. СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММЫ.

5. ОТЛАДКА И ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММЫ.

6. ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Постановка задачи. На этапе постановки задачи должно быть четко определено, что дано, и что требуется найти. Так, если задача конкретная, то под постановкой задачи понимают ответ на два вопроса: какие исходные данные известны и что требуется определить. Если задача обобщенная, то при постановке задачи понадобится еще ответ на третий вопрос: какие данные допустимы. Таким образом, постановка задачи включает в себя следующие моменты: сбор информации о задаче; формулировку условия задачи; определение конечных целей решения задачи; определение формы выдачи результатов; описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).

Моделирование. На этом этапе строится математическая модель - система математических соотношений - формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления. Необходимо отметить, что при построении математических моделей далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности.

В случае большого числа параметров, ограничений, возможных вариантов исходных данных модель явления может иметь очень сложное математическое описание (правда, реальное явление еще более сложно), поэтому часто построение математической модели требует упрощения требований задачи. Необходимо выявить самые существенные свойства объекта, явления или процесса, закономерности; внутренние связи, роль отдельных характеристик. Выделив наиболее важные факторы, можно пренебречь менее существенными.

Итак, создавая математическую модель для решения задачи, нужно: выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель; определить, что считать исходными данными и результатами; записать математические соотношения, связывающие результаты с исходными данными.

Построение алгоритма. Наиболее эффективно математическую модель можно реализовать на компьютере в виде алгоритмической модели. Для этого может быть использован язык блок-схем или какой-нибудь псевдокод, например учебный алгоритмический язык. Разработка алгоритма включает в себя выбор метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование самого алгоритма.

Программирование. Первые три этапа - это работа без компьютера. Дальше следует собственно программирование на определенном языке в определенной системе программирования. Программирование включает в себя следующие виды работ: выбор языка программирования; уточнение способов организации данных; запись алгоритма на выбранном языке программирования.

Отладка и тестирование программы. Под отладкой программы понимается процесс испытания работы программы и исправления обнаруженных при этом ошибок. Обнаружить ошибки, связанные с нарушением правил записи программы на языке программирования (синтаксические и семантические ошибки), помогает используемая система программирования. Пользователь получает сообщение об ошибке, исправляет ее и снова повторяет попытку исполнить программу.

Проверка на компьютере правильности алгоритма производится с помощью тестов. Тест - это конкретный вариант значений исходных данных, для, которого известен ожидаемый результат. Прохождение теста - необходимое условие правильности программы. На тестах проверяется правильность реализации программой запланированного сценария.

Таким образом, тестирование и отладка включают в себя синтаксическую отладку; отладку семантики и логической структуры программы; тестовые расчеты и анализ результатов тестирования; совершенствование программы.

Анализ результатов. Уточнение модели. Последний этап - это использование уже разработанной программы для получения искомых результатов Производится анализ результатов решения задачи и в случае необходимости - уточнение математической модели (с последующей корректировкой алгоритма и программы). Программы, имеющие большое практическое или научное значение, используются длительное время. Иногда даже в процессе эксплуатации программы могут исправляться, дорабатываться.

Примеры и задачи. Определить этапы выполнения на поставленной задаче.

Определить через, сколько времени упадет на землю мяч, запущенный вертикально вверх от земли с начальной скоростью 25 м/с.

Входные данные: V0=25,g=9,8

Выходные данные: T

Математическая модель: T=V0/g

Составить блок-схему алгоритма

Написать программу

Проанализировать результаты

Выполнить практическую работу по инструкционной карте. Приложение 4.

Закрепление изученного материала (викторина) (сопровождается презентацией)

Подведение итогов урока.

20.07.2014