Решение экспериментальных задач по теме: "Применение законов динамики"

Разделы: Физика

Урок физики: 10 класс (1 час)

Цели урока:

а) образовательные:

  • сформировать у учащихся глубокие и прочные знания по теме "Применение законов динамики";
  • сформировать навыки решения задач на движение тела под действием различных сил;
  • закрепить основные законы и понятия изученной темы;
  • научить анализировать результаты эксперимента, делать обобщения и выводы;

б) развивающие:

  • развить логическое мышление и познавательную самостоятельность учащихся;
  • развить практические умения и навыки в выполнении простых наблюдений;
  • активизировать познавательную деятельность учащихся;
  • способствовать развитию коммуникативных навыков учащихся;
  • развить у учащихся навыки выступления перед аудиторией;

в) воспитательные:

  • воспитать у учащихся добросовестное отношение к труду школьника;
  • воспитать умение работать в группе и слушать одноклассников.

Тип урока: урок совершенствования знаний, умений и навыков.

Оборудование: пособие для решения некоторых стандартных задач по теме "Применение законов динамики" (приводится ниже); деревянные доски и бруски, линейки, динамометры, сосуды без шкалы с водой, тела, плотность которых необходимо определить, измерительные ленты, листы бумаги А3 или ватман, маркеры.

Ход урока

1. Организационный момент (3 мин).

Учитель. Сегодня на уроке вам, ребята, предстоит выполнить экспериментальные задачи на движение тела под действие различных сил в группах. Для этого

  • распределите в группе обязанности следующим образом: экспериментаторы (ученики, выполняющие демонстрацию опыта), чертежники (ученики, выполняющие рисунок к задаче на листе бумаги А3), теоретики (ученики, выполняющие вывод рабочей формулы и расчеты, оформляющие решение на листе А3);
  • определите учащихся, выступающих с докладом по решению поставленной перед вами задачи (экспериментатор, помощник экспериментатора, теоретик, по необходимости помощник теоретика);
  • оцените работу на уроке каждого члена группы, соответственно вкладу в общее дело, включая участие в теоретической эстафете;
  • листы с оценками сдайте учителю в конце урока.

2. Теоретическая эстафета (6 мин).

Учитель. Перед тем, как приступить к решению задач, вспомним, какими законами вам придется воспользоваться, и какие силы в природе вам известны. Начинаем теоретическую эстафету. (Теоретическая эстафета – дидактический прием, позволяющий активизировать познавательную активность учащихся при повторении основных понятий и законов изученной темы с минимальной затратой времени.

Этот вид деятельности возможен, если учащиеся, оформляя конспекты, выделяют под руководством учителя из записанной в тетрадях информации ключевые элементы знаний, помечая их на полях специальным символом, например, восклицательным знаком.

Учащиеся понимают, что эти элементы знаний необходимо выучить, т.к. они будут использоваться на последующих уроках при решении задач, в физических диктантах, в качестве дополнительных вопросов, а также при повторении.

В последнем случае учитель предупреждает учащихся о том, что на следующем уроке состоится теоретическая эстафета, следовательно, им необходимо повторить выделенные ранее основные элементы знаний по изученной теме и подготовить к ним вопросы. При проведении самой эстафеты учитель, объявив о ее начале, называет ученика, который встает и формулирует вопрос к одному из основных элементов знаний, садится, а учитель выбирает из желающих ответить одного, который встает, дает ответ на вопрос, формулирует следующий и садится. Учитель вновь выбирает ученика, который отвечает на вопрос и задает свой и т.д. Эстафета заканчивается, когда учитель предлагает ответить на очередной вопрос ученика, который эту эстафету начинал).

3. Исполнительский этап (13 мин).

Класс разбит на три группы по рядам. Учитель раздает карточки с заданиями и указаниями к работе группам учащихся, объявляет о продолжительности исполнительского этапа. (На столах учащихся до начала урока размещено необходимое для решения практических задач оборудование).

Карточка 1

Задача 1. Определите коэффициент трения дерева по дереву, используя наклонную плоскость.

Оборудование: деревянные бруски, доски и линейки.

Указания к работе.

  1. На доску, лежащую на столе, положите брусок.
  2. Приподнимайте постепенно один край доски до тех пор, пока брусок не начнет соскальзывать с нее.
  3. Зафиксируйте крайнее положение доски, при котором брусок еще находится в состоянии покоя.
  4. Измерьте высоту и длину основания наклонной плоскости.
  5. Вычислите коэффициент трения дерева по дереву.

Карточка 2

Задача 2. Определите плотность тела, используя динамометр и сосуд с водой.

Оборудование: динамометры, сосуды с водой.

Указания к работе.

  1. Измерьте вес тела в воздухе.
  2. Погрузите тело, закрепленное на динамометре, в сосуд с водой и измерьте вес тела в воде.
  3. Вычислите архимедову силу, действующую на тело в жидкости.
  4. Вычислите плотность тела.

Карточка 3

Задача 3. Определите модуль начальной скорости и времени торможения тела, движущегося под действием силы трения.

Оборудование: деревянные бруски, динамометры, измерительные ленты.

Указания к работе.

  1. Положите брусок на стол и заметьте его начальное положение.
  2. Толкните слегка брусок рукой в горизонтальном направлении и заметьте его новое положение на столе.
  3. Измерьте тормозной путь бруска относительно стола.
  4. Измерьте модуль веса бруска и вычислите его массу.
  5. Измерьте модуль силы трения скольжения, вычислите модуль начальной скорости и время торможения бруска.

4. Сообщения учащихся о решении своей экспериментальной задачи (15 мин). Представители групп закрепляют на доске с помощью магнитов листы с рисунком к задаче и решением, формулируют задание, демонстрируют опыт, сообщают о выполненных измерениях, ходе решения и полученных результатах.

5. Подведение итогов урока (2 мин.). Учитель оглашает оценки, выставленные группами, по необходимости вносит коррективы.

6. Задание на дом (1 мин). Придумать или подобрать из дополнительной литературы задачу, соответствующую одному из стандартных видов, приведенных в пособии для решения задач по теме "Применение законов динамики".

Пособие для решения некоторых стандартных задач по теме

"Применение законов динамики"

№ п/п

Рисунок к задаче

Запись II закона Ньютона в векторной форме

Запись II закона Ньютона в скалярной форме

1

mтяги + тр

 OX: ma = Fтяги – Fтр;

ma = Fтяги -mg,

– коэффициент трения

2

mнат + m

OY: ma = Fнат -mg

3

Для бруска массой m1:

m1 = нат + тр.

Для бруска массой m2 :

m2нат + m2.

 ОХ: m1a = Fнат – Fтр;

m1a = Fнат – m1g .

OY: m2a = m2g – Fнат.

4

Для левого груза:

m1 = нат + m1.

Для правого груза:

m2нат + m2.

 OY1: m1a = Fнат – m1g;

OY2: m2a = m2g – Fнат.

5

mц.с. = + m;

= -;

Р – вес тела.

maц.с. = Fц.с. = mg – N;

N = P; ац.с. = v/R2;

P = mg – maц.с.

P = m ( g – v/R2 );

v – скорость тела;

R – радиус окружности.

6

m = + m + тр

 ОХ: ma = mg sin – Fтр (1)

OY: 0 = N – mg cos;

N = mg cos; (2)

Fтр = N; с учетом (2) :

Fтр = mg cos (3)

Выражение (1) с учетом (3) принимает вид:

ma = mg (sin – cos).

Отсюда:

a = g (sin – cos).

Данное пособие распечатывается на отдельных листах и используется учащимися при решении задач. Поскольку в нем приводятся примеры решения лишь некоторых задач на применение законов динамики, то при решении задач, отличных от приведенных в таблице, последнюю можно использовать для сравнения решений похожих задач, выделяя в них сходства и различия.