Цели урока:
- обучающая: познакомить с решением задач, в которых рассматривается движение тел по наклонной плоскости; определить, экспериментально, как связано ускорение тела с углом наклона плоскости.
- развивающая: научить исследованию, умению анализировать и обобщать результаты исследования с помощью компьютерных технологий.
- воспитывающая: привлечь к активной деятельности самостоятельной работы; развитие интереса к предмету.
Оборудование к уроку: компьютеры, телевизор (подключённый к компьютеру), программное обеспечение “Живая физика”.
Ход урока
1. Организационный этап.
Урок проводится в компьютерном кабинете. В работе используется компьютерная программа “Живая физика”.
Класс делится на две группы: 1-я садится за столы, 2-я – за компьютеры. Напоминание о правилах техники безопасности в компьютерном кабинете.
Сегодня на уроке мы познакомимся с методом решения задач, в которых рассматривается движение тел по наклонной плоскости и с помощью компьютерной программы “Живая физика” экспериментально определим, как связано ускорение тела с углом наклона плоскости.
2. Этап проверки домашнего задания.
3. Этап подготовки учащихся к активному сознательному усвоению знаний.
Цель урока познакомиться с решением задач, в которых рассматривается движение тел по наклонной плоскости; определить, экспериментально, как связано ускорение тела с углом наклона плоскости.
Вопросы к учащимся.
- Какие силы действуют на тело?
- Как эти силы направлены?
- Как будут располагаться вектора этих сил в таких ситуациях: сани скатываются с горы; лыжник поднимается по склону или автомобиль пытается въехать на крутую гору?
4. Этап усвоения новых знаний.
Задача: по наклонной плоскости с углом наклона , движется брусок массой m. Коэффициент трения бруска о плоскость . Найдите ускорение а бруска.
Решение.
На брусок действуют три силы: сила трения , сила реакции опоры , сила тяжести m. Эти силы сообщают ускорение бруску, направленное вдоль плоскости вниз. Направим оси координат X и Y, так как показано на рисунке.
Запишем второй закон Ньютона в векторном виде:
m= + m+
Для записи в скалярной форме, найдем проекции векторов на оси X и Y:
ОХ: ma = mg sin- Fтр (1)
ОY: 0 = N – mg cos (2)
Сила трения равна N ( Fтр =N). С учётом равенства (2) выражение для силы трения можно записать в виде:
Fтр =mg cos.
Из (1) уравнения находим ускорение тела:
a = = g (sin - cos),
a = g (sin - cos) (3).
Из уравнения видно, что ускорение а меньше, чем g.
Таким образом, наклонные плоскости и используются на практике как устройства, позволяющие как бы “уменьшить” g при движении вверх или вниз.
5. Этап закрепления новых знаний (экспериментальный).
а) Следующий этап работы экспериментально убедиться в данном (3) выводе.
1-ая группа, сидящая за столами отвечает на вопросы теста (приложение № 1), 2-ая группа сидящая за компьютерами работает с экспериментальной картинкой (приложение № 2). В работе используется компьютерная программа “Живая физика”.
Экспериментальное задание:
1) исследовать зависимость ускорения тела от угла наклона плоскости. (Приложение 1, рисунок 1)
Данные записать в таблицу.
№ опыта 1 2 3 Угол Ускорение а
2) исследовать, зависит ли и как скорость движения бруска вниз от материала, из которого состоит сам брусок и наклонная плоскость.
Данные записать в таблицу.
№ опыта 1 2 3 Материал брусок плоскость Скорость v
б) После выполнения заданий, группы учащихся меняются местами: 1-я садится за компьютеры и работает с экспериментальной картинкой, выполняя те же задания; 2-я - за столы выполнять задания теста.
6. Этап анализа экспериментального задания и урока учащимися и учителем.
По окончании выполнения экспериментального задания всем классом делается вывод на основе данных компьютерного эксперимента: при малых углах наклона плоскости к горизонту, находящееся на плоскости тело неподвижно, а при больших – тело движется ускоренно; скорость бруска по наклонной плоскости зависит от материала, из которого состоит сам брусок и наклонная плоскость.
На доске показаны ответы теста.
7. Этап информации о домашнем задании.