Интегрированный урок информатики и физики по теме "Применение информационных технологий в решении задач по физике на законы постоянного тока"

Разделы: Физика, Информатика

Цели урока:

  • закрепить и систематизировать знания, умения и навыки учащихся по теме “Законы постоянного тока”.
  • закрепить навыки заполнения и редактирования таблиц, работы с формулами;
  • показать возможность использования информационных технологий при решении задач по другим предметам, в частности, по физике.

Задачи урока:

Образовательные:

  • закрепление понятий: “Элементарный заряд”, “Сила тока”, “Напряжение”, “Сопротивление”, “Мощность”;
  • развитие навыков сборки электрических цепей с помощью программы – конструктора “Начала электроники”;
  • формирование умения устанавливать отношения между предметами с помощью прикладных программ;
  • развитие навыков использования ПК при решении задач по физике;
  • продолжить формирование практических и интеллектуальных умений школьников.

Развивающие:

  • развивать: умение применять знания теории на практике;
  • развивать: наблюдательность, самостоятельность;
  • стимулировать познавательную деятельность постановкой проблемных вопросов и заданий, оценкой и поощрением.

Планируемые результаты:

Знать:

  • законы Ома и Джоуля – Ленца;
  • основные формулы по теме “Законы постоянного тока”;
  • правила записи формул в ЭТ Excel

Уметь:

  • решать задачи с использованием законов Ома и Джоуля – Ленца;
  • решать качественные задачи с помощью ЭТ,
  • использовать программу “Начала электроники” при сборке электрических цепей.

Тип урока:

Интегрированный урок по физике и информатике

Комплексно-методическое обеспечение:

Карточки – задания, доска, ПК.

Методы обучения:

  • словесные
  • наглядные
  • практические
  • проблемные (задачи)

Межпредметные связи:

  • Физика
  • информатика
  • математика

Ход урока

I. Организационный момент (мотивация учебной деятельности) (5 мин.)

Преподаватель информатики:

    Здравствуйте, ребята! Сегодня мы проводим нестандартный урок: применение информационных технологий при решении задач по физике. С помощью ПК вы сможете решить значительно больше задач, чем на обычном уроке в кабинете физики.

II. Повторение (5 мин.).

Преподаватель физики:

На этом уроке мы подведём итоги изучения темы “Законы постоянного тока”, закрепим умение решать задачи по данной теме, собирать электрические цепи с помощью программы “Начала электроники”. Давайте повторим, какие формулы вы узнали при изучении этой темы? (записать на доске, желательно вызвать сильного ученика).

Какие физические приборы увидели?

С какими законами познакомились?

Преподаватель информатики:

Прежде чем решать задачи, давайте повторим основные понятия, которые вы должны знать при работе в ЭТ.

  1. Как запустить табличный процессор?
  2. Что такое ячейка? Как задать адрес ячейки?
  3. Как ввести в ячейку формулу?
  4. Что такое диапазон ячеек?
  5. Как скопировать формулу в заданный диапазон ячеек?

III. Решение физических задач с помощью ЭТ “Excel” (10 мин.)

Преподаватель информатики:

А теперь пройдите за ПК, и выполните задание по карточке №1. Обратите внимание на единицы измерения.

№1. Произвести расчёты с помощью ЭТ и заполнить таблицу:

I, А

U, В

R, Ом

t, мин

q, Кл

Ne

1,6

3,2

  

5

    

9

27

  

10

    

3,2

6,4

  

15

    

Преподаватель физики проверяет результаты работы:

Это должно было получиться при вычислениях
 

A

B

C

D

E

F

1

I, А

U, В

R, Ом

t, мин

q, Кл

Ne

2

1,6

3,2

2

5

480

3E+20

3

9

27

3

10

5400

3,375E+21

4

3,2

6,4

2

15

2880

1,8E+21

Эти формулы должны были набрать учащиеся
 

A

B

C

D

E

F

1

I, А

U, В

R, Ом

t, мин

q, Кл

Ne

2

1,6

3,2

=B2/A2

5

=A2*D2

=E2/1,6/10-E19

3

9

27

=B3/A3

10

=A3*D3

=E3/1,6/10-E20

4

3,2

6,4

=B4/A4

15

=A4*D4

=E4/1,6/10-E21

Преподаватель физики:

Какой закон вы использовали при решении этой задачи? Посмотрите следующее задание. Какой закон будете использовать при решении этой задачи?

№2. Произвести расчёты с помощью ЭТ и заполнить таблицу:

I, A

U, B

P

Q

t, мин

3,2

9,6

    

5

0,4

1,2

    

10

0,8

1,6

    

15

 

Результаты
 

A

B

C

D

E54O

1

I, A

U, B

P

Q

t, мин

2

3,2

9,6

30,72

9216

5

3

0,4

1,2

0,48

288

10

4

0,8

1,6

1,28

1152

15

Формулы для получения результата
 

A

B

C

D

E

1

I, A

U, B

P

Q

t, мин

2

3,2

9,6

=A2*B2

=C2*E2*60

5

3

0,4

1,2

=A3*B3

=C3*E3*60

10

4

0,8

1,6

=A4*B4

=C4*E4*60

15

Преподаватель информатики:

Обратите внимание: при решении задач вам надо было правильно записать формулу в первой строке, а остальные результаты пересчитываются в ЭТ автоматически.

IV. Решение физических задач с помощью программы - конструктора “Начала электроники” (10 мин.) (см. Приложение2 или можно скачать в Интернете: http://www.lib.csu.ru/dl/bases/prg/kompress/articles/2002_06_constructor/index.htm)

 Преподаватель информатики:

Для решения следующих задач вам не понадобятся физические приборы. Программа – конструктор “Начала электроники” поможет вам собрать цепь из виртуальных приборов.

На экране ПК вы увидите, правильно ли вы собрали цепь. Если неправильно, то прибор “перегорит”, а если всё верно, то лампочки будут светиться. Краткая инструкция для работы с программой на ваших столах. Ниже приведена инструкция.

ПАНЕЛЬ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКТОРА

В конструкторе можно использовать следующие детали:

  • резистор (характеризуется сопротивлением в Омах и мощностью в Ваттах, "сгорает" при ее превышении);
  • предохранитель (характеризуется максимальным рабочим током, "сгорает" при его превышении);
  • конденсатор (характеризуется ёмкостью в Фарадах и рабочим напряжением, выходит из строя при его превышении);
  • катушка индуктивности (характеризуется индуктивностью в Генри, имеет очень малое активное сопротивление);
  • монтажный провод (имеет очень малое сопротивление);
  • выключатель (характеризуется двумя состояниями - "разомкнуто" и "замкнуто");
  • элемент питания (характеризуется полярностью, ЭДС в Вольтах и внутренним сопротивлением в Омах);
  • генератор синусоидального напряжения (характеризуется амплитудой и частотой переменного напряжения);
  • лампочка (характеризуется рабочим напряжением в Вольтах, рабочим током в миллиамперах или мощностью в Ваттах, "перегорает" при их превышении);
  • электронагреватель (характеризуется рабочим напряжением и рабочей мощностью, "перегорает" при их превышении);
  • реальный проводник (характеризуется материалом, длиной и площадью сечения);
  • неизвестная деталь (может быть резистором, конденсатором, катушкой, батарейкой или генератором);
  • реостат (характеризуется максимальным сопротивлением в Омах);
  • конденсатор переменной ёмкости (характеризуется максимальной ёмкостью в Фарадах).

А теперь вам необходимо составить схемы электрических цепей по карточке – заданию. На эту работу вам отводится 7 минут.

Составить цепь и найти общее сопротивление в ней:

  • в цепи: две лампы соединены последовательно

Пример соединения

  • в цепи: лампа и электроплитка соединены параллельно

Пример соединения

  • в цепи: смешанное соединение для трёх ламп или двух ламп и электроплитки

Пример соединения

V. Работа в тетрадях. (5 мин.)

В тетрадях по физике начертить последнюю схему и записать решение задачи.

Дополнительное задание:

Составить цепь из четырёх приборов и найти общее сопротивление в ней в каждом случае.

VI. Итог урока (5 мин.) - рефлексия

Что нового узнали на уроке?

Как чувствовали себя на уроке?

Способствует ли форма проведенного урока лучшему усвоению изучаемого материала?