Разработка урока физики в 9-м классе: "Скорость прямолинейного движения"

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УРОКА: работа с графиками зависимости скорости прямолинейного движения от времени.

ТИП УРОКА: урок комплексного применения знаний.

ПЛАНИРУЕМЫ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ:

1 уровень (базовый) – репродуктивная деятельность. Обучающиеся должны знать определение скорости прямолинейного движения, общий вид графиков зависимости скорости от времени для различных видов движения; уметь определять вид движения тела, пользуясь графиком зависимости скорости от времени, руководствуясь указаниями учителя, измерять путь, пройденный телом, и время, затраченное на прохождение этого пути, вычислять скорость тела, используя формулу, выведенную более сильными обучающимися, знать единицы измерения физических таких величин, как скорость, время, ускорение, путь.

2 уровень (повышенный) – частично-поисковая деятельность. Обучающиеся должны уметь:

А. Пользуясь алгоритмом, описывать движение тела (по графику определять начальную скорость тела, скорость тела в определённый момент времени, ускорение тела, путь, пройденный телом, вид движения тела).
Б. Выводить формулу для вычисления скорости прямолинейного равноускоренного движения (при условии, что начальная скорость равна нулю).
В. По данным, полученным в ходе опыта, строить график v(t).
Г. Используя возможности ИКТ, строить график v(t) (пользуясь программой “Физика в картинках”).
Д. Понимать принцип действия электронного секундомера.

3 уровень (высокий) – проектировочно-конструкторская деятельность. Обучающиеся должны уметь:

А. Теоретически представлять конечные результаты опыта.
Б. Составлять мини-рассказы о движении тела, пользуясь графиком v(t).
В. Применять программы, разработанные на уроках информатики и ИКТ, при определении характеристик движения.
Г. Сопоставлять движение нескольких тел по графикам v(t),расположенным в одной системе координат.
Д. Анализировать и обобщать информацию, полученную из различных источников.
Е. Сопровождать ответ экспериментом, подбирать необходимые для этого приборы.

ЦЕЛИ УРОКА: Создать условия для развития:

А) Интеллектуальных способностей обучающихся, мыслительных и практических умений,
Б) Умения проводить наблюдения и опыты, математически и графически оформлять результаты деятельности, переносить знания в новую ситуацию, обобщать и анализировать,
В) Умения “читать” графики v( t),
Г) Навыка работы с икт для получения новых знаний.

Д) Личностных качеств, обеспечивающих успешность исполнительской и творческой деятельности учащихся, трудолюбия, исполнительности, добросовестности, ответственности, дисциплинированности, работоспособности, воображения, увлеченности, познавательного интереса, активности, целеустремленности, способности к самооценке, оценке хода и результата деятельности.

Е) Культуры речи.

Показать важность и практическую значимость применения знания по предметам.

ОБОРУДОВАНИЕ К УРОКУ:

1) Демонстрационный комплект “Механика”, компьютер (с установленной на нём программой “ L-микро”), измерительный блок;
2) Лабораторный комплект “Механика”;
3) Компьютеры для учащихся с установленной на них программой “Физика в картинках”;
4) Компьютер учителя (с проектором).

ПЛАН УРОКА:

ХОД УРОКА

I. Организационный момент. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1)

Мы знаем, что физика – наука о природе. Вспомним слова Фёдора Ивановича Тютчева:

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик, –
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.

Да, у природы есть свой язык, и мы должны его понять. На каждом уроке физики, при изучении любого процесса или явления мы учимся с вами понимать этот язык. (Слайд 1)

Эпиграфом к сегодняшнему уроку послужит стихотворение А.С.Пушкина:

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг…

Правила поведения на уроке: (Слайд 2)

II. Актуализация знаний, проверка д/з.

Сегодня мы с вами проведём игровой урок-практикум “Следствие ведут знатоки”. Для принятия в команду знатоков вы должны ответить на следующие вопросы:

- Какой раздел физики мы изучаем?
- Что изучает механика?
- Что такое механическое движение?
- Какой раздел механики мы изучаем?
- Что изучает кинематика?
- Какие вы знаете виды прямолинейного движения? Охарактеризуйте каждый вид и приведите пример.

Дома вы должны были, пользуясь рисунком составить уравнения скорости для 5 тел и построить соответствующие графики. Давайте поверим. (Слайд 3)

На прошлом уроке, анализируя уравнения v(t), мы составили сводную таблицу графиков. Давайте вспомним её. (Слайд 4)

Все, ответившие на вопросы, принимаются в клуб знатоков и получают сову – символ мудрости.

III. Целеполагание: (Слайд 5)

Путь познания природы таков: открытие – исследование – объяснение. На предыдущих уроках мы с вами “открыли” для себя различные виды прямолинейного движения, рассмотрели их основные характеристики и представили обобщающую таблицу по графикам v (t). Сегодня мы с вами проведём ‘расследование’ и опытным путём подтвердим справедливость графиков, а так же будем развивать наше умение “читать” графики.

IV. Лабораторный практикум.

Молодцы, вы все приняты в команду знатоков. В эпиграфе урока есть слова “просвещенья дух”, их можно воспринять как теорию, а “опыт” как один из методов подтверждения теории. Наше первое задание: провести исследование и опытным путём подтвердить справедливость графиков. (Слайд 4)

Эксперимент 1. “Равноускоренное движение, начальная скорость больше ноля” (Данный эксперимент проводится учителем с использованием демонстрационного набора “Механика” и компьютера с измерительным блоком. Все измерения проводятся с помощью программы “ L-Микро”)

Эксперимент 2. “Равноускоренное движение, начальная скорость равна нолю” (Эксперимент проводится обучающимися) (Слайды 6-9)

Прежде чем приступить к выполнению работы вспомним правила ТБ:

1. Перед началом работы: внимательно изучить содержание и порядок проведения лабораторного практикума, подготовить рабочее место и убрать посторонние предметы, приборы и оборудование разместить таким образом, чтобы исключить их падение и опрокидывание, проверить исправность оборудования и приборов.
2. Во время работы: точно выполнять все указания учителя, без его разрешения не выполнять самостоятельно никаких работ, следить за исправностью всех креплений в приборах и приспособлениях.
3. По окончании работы: привести в порядок рабочее место, сдать учителю приборы и оборудование.

Инструкция по выполнению работы для обучающегося:

Исследование зависимости скорости от времени при равноускоренном движении (начальная скорость равна нулю).

Цель: изучение равноускоренного движения, построение графика зависимости v=at на основе экспериментальных данных.

Из определения ускорения следует, что скорость тела v, двигающегося прямолинейно с постоянным ускорением, спустя некоторое время t после начала движения может быть определена из уравнения: v = v₀ +аt . Если тело начало двигаться, не имея начальной скорости, то есть при v ₀= 0, это уравнение становится более простым: v = а t. (1)

Скорость в заданной точке траектории можно определить, зная перемещение тела из состояния покоя до этой точки и время движения.

Действительно, при движении из состояния покоя (v₀= 0) с постоянным ускорением перемещение определяется по формуле S=at ²/2, откуда, а=2S/ t² (2). После подстановки формулы (2) в (1):v=2 S/t (3)

Для выполнения работы направляющую рейки устанавливают с помощью штатива в наклонном положении.

Рисунок 1

Её верхний край должен находиться на высоте 18-20 см от поверхности стола. Под нижний край подкладывают пластиковый коврик. Каретку устанавливают на направляющей в крайнем верхнем положении, причём её выступ с магнитом должен быть обращен в сторону датчиков. Первый датчик размещают вблизи магнита каретки так, чтобы он запускал секундомер, как только каретка начнёт двигаться. Второй датчик устанавливают на удалении 20-25 см от первого. Далее работу выполняют в таком порядке:

1. Измеряют перемещение, которое каретка совершит, двигаясь между датчиками – S₁
2. Производят пуск каретки и измеряют время её движения между датчиками t₁
3. По формуле (3) определяют скорость, с которой двигалась каретка в конце первого участка v₁=2S₁/t₁
4. Увеличивают расстояние между датчиками на 5см и повторяют серию опытов для измерения скорости тела в конце второго участка: v₂=2 S₂/t₂ Каретку в этой серии опытов, как и в первой, пускают из крайнего верхнего положения.
5. Проводят ещё две серии опытов, увеличивая в каждой серии расстояние между датчиками на 5 см. Так находят значения скорости v_з и v₄
6. По полученным данным строят график зависимости скорости от времени движения.

V. Компьютерный эксперимент. (Слайд 10,11) Обучающиеся садятся за компьютеры и с помощью программы “Физика в картинках” строят графики v(t) для равноускоренного движения (начальная скорость меньше ноля).

Далее с помощью программы, разработанной в среде Visual Basic на уроках информатики и ИКТ, обучающие строят графики v( t) для случаев равномерного и равнозамедленного движения. (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)

По завершению каждого из 3 экспериментов (демонстрационного, лабораторного и компьютерного) обучающиеся анализируют результат и сравнивают его с таблицей, построенной на основе фундаментальных теоретических знаний.

VI. Решение задач. (Слайд 12)

Помните, что у нас урок-игра “Следствие ведут знатоки” и перед нами стоит следующая задача: “Разрешить спор мальчиков Саши и Димы. Пользуясь графиками v(t ), мы должны рассказать как можно больше об их движении и ответить на вопрос – кто из них прошёл больший путь за первые 12 секунд с начала отсчёта времени” t₁=4 c, t₂=8 c, t₃=10 c, t₄=12 c

При определении ускорения отдельные обучающиеся пользуются программой, созданной на уроках информатики в среде программирования Visual Basic. (ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

Те, кто затрудняется при составлении характеристики движения, могут пользоваться планом, составленным нами на прошлом уроке.

1. Вид движения (равномерное, равноускоренное, равнозамедленное).
2. Путь, который проходит тело за время t (численно равен площади фигуры, ограниченной перпендикулярами, восстановленными из начальной и конечной точек движения, осью времени и графиком v(t)).
3. Начальная скорость.
4. Скорость точки в любой момент времени (чаще – конечная скорость).
5. Ускорение.

VII. Тестирование.

Чтобы узнать к какому результату мы пришли в процессе наших “расследований” вы должны ответить на вопросы теста. Тест выполняется на компьютере.

1. Определите вид движения тела: У) равноускоренное, Ф) равномерное, Х) равнозамедленное.
2. Определите начальную скорость тела: Р) 4 м/с С) 0 м/с Т) 8 м/с
3. Определите скорость тела в момент времени t=2с Н) 4 м/с О)0 м/с П) 8 м/с
4. Чему равно ускорение тела Е) 4 м/с² Ж) 0 м/с² З) 8 м/с²
5. Какой путь проходит тело за 2с. У) 4 м Ф)0 м Х) 8 м

(Слайд 13 открыть после выполнения теста).

VIII. Итог урока.

В начале урока мы говорили, что путь познания природы таков: открытие – исследование – объяснение. На предыдущих уроках вы прошли первый этап, а теперь подумайте и скажите, выполнили ли мы задачи сегодняшнего урока? (Слайд 14)

IХ. Домашнее задание.

§6,задание 5 из упражнения 6, пользуясь графиком v(t),написать рассказ о путешествии героя (героя можно выбирать самим любого). (Слайд 15)

Х. Рефлексия. У каждого на столе лежат карточки с изображением лица человека (рот не нарисован), вы должны оценить своё настроение на уроке и дорисовать недостающий элемент. На доске находится картина “Пейзаж деятельности и настроения” (картина Левитана “Золотая осень”, на которой размещены кармашки с изображениями крота в норке, автобуса, воздушного шара и плота), оцените свою роль и активность на уроке и поместите карточку в соответствующий кармашек.

Анализ урока (ПРИЛОЖЕНИЕ 4)

Дополнительные источники, использованные при создании разработки урока:

1. Учебный компьютерный курс "Физика в Картинках"версия 6.2, разработанный научным центром "ФИЗИКОН".
2. Механика. Руководство по выполнению экспериментов.-М.: МГИУ, 2007
3. Механика. Руководство по выполнению лабораторных работ.-М.: МГИУ, 2007
4. Физика. 10 класс. Нетрадиционные уроки в школе. Авт.-сост. С.В.Боброва.- Волгоград: Учитель, 2005

Приложения 2 и 3 можно получить у автора статьи.