Урок-исследование по теме "Силы в природе"

Цели урока:

• развитие умения наблюдать физические явления;
• проверка теоретических предположений экспериментально;
• измерение силы трения и расчет коэффициента трения; измерение силы упругости и расчет жесткости пружины; определение ускорения свободного падения;
• развитие умения сравнивать явления;
• развитие интереса к предмету.

Задачи:

• познавательные: учащиеся должны усвоить понятие силы трения, упругости, тяжести; знать причины их возникновения, природу и особенностях.
• развивающие: учащиеся должны уметь сравнивать силы; находить коэффициент трения, жесткость пружины, рассчитывать ускорение свободного падения, строить графики, уметь применять графический и аналитический способы расчета для нахождения средней величины; находить нужную информацию и применять ее.
• воспитательные: учащиеся должны убедиться в том, что групповая работа сплачивает; взаимоподдержка учит доброте, толерантности.

Выполнив работу, учащиеся должны знать:

• различные силы природы;
• различительные черты сил;
• зависимость сил природы от других физических величин;
• формулы для нахождения сил;
• графический и аналитический способы расчета для нахождения средней величины..

уметь:

• сравнивать силы;
• решать задачи;
• измерять коэффициент трения скольжения; жесткости пружины
• находить нужную информацию и применять ее.

Оборудование и учебные пособия: прибор для изучения прямолинейного движения (Лаборатория L-микро), динамометр, набор грузов по механике, штатив с лапкой, бланки с инструкцией и протоколы лабораторной работы.

Техническая база: мультимедийный видеопроектор, компьютер, часы.

Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Ориентировочно-мотивационный этап.
3. Лабораторная работа.

Практическая работа № 1 “Определение ускорения свободного падения”

Цель работы: определить ускорение свободного падения Оборудование: прибор для изучения прямолинейного движения, штатив.

Порядок выполнения работы

1. Направляющую рейки прибора установите вертикально в лапке держателя штатива. Под рейку положите коврик.
2. Удерживая каретку на направляющей рейке в крайнем верхнем положении, подсоедините первый датчик так, чтобы он запустил секундомер как только каретка начнет двигаться. Второй датчик прикрепите на расстоянии 10 см от первого.
3. Произвести пуск каретки и определить время ее движения между датчиками каждый раз нажимая “Сброс” на секундомере. Опыт повторить 3 раза. Данные заносятся в таблицу.
4. Вычислить среднее время движения.
5. Используя формулу h=gt²/2 вычислить ускорение свободного падения g для каждого случая.
6. Вычислить среднее значение ускорения свободного падения g_ср..= 2h/t²_ср.

Практическая работа № 2 “ Измерение коэффициента трения скольжения ”

Цель работы: определить коэффициент трения между пластиковыми поверхностями направляющей рейки и каретки.

Оборудование: прибор для изучения прямолинейного движения, динамометр, набор грузов.

Порядок выполнения работы

1. Направляющую рейки прибора для изучения прямолинейного движения положите на стол горизонтально.
2. Определите вес каретки (Р). Этот вес равен по модулю силе нормального давления.
3. Разместите каретку на одном из концов направляющей рейки. Прицепите динамометр. Плавно потяните за динамометр вдоль направляющей рейки так, чтобы каретка стала перемещаться с постоянной скоростью.
4. По показанию динамометра определите силу трения (F_тр). Занесите показания в таблицу.
5. Добавьте на каретку сначала один груз, а затем второй, записывая каждый раз показания в таблицу.
6. По данным таблицы постройте график зависимости силы трения от веса каретки. При проведении линии графика следует стремиться к тому, чтобы она прошла симметрично относительно точек, нанесенных на координатную плоскость. (точки поровну должны распределиться по обе стороны линии).
7. Возьмите произвольную точку А на линии графика (в средней части графика), опустите перпендикуляры на оси координат и определите значение силы трения F_тр.ср. и вес груза Р_ср..
8. Вычислите по этим данным среднее значение коэффициента трения скольжения µ_ср.= F_тр.ср./P_ср..

Таблица к практической работе № 2

График:

Вычисления:

Практическая работа № 3 “Определение жесткости пружины”

Цель работы: определить жесткость пружины учебного динамометра при различных значениях силы тяжести, уравновешивающей силу упругости на основе закона Гука F_упр=|k·Δx|

Оборудование: динамометр, набор грузов, штатив с лапкой, линейка.

Порядок выполнения работы

1. Подвесьте к пружине динамометра груз и измерьте удлинение пружины Δх.
2. Найдите удлинение пружины под действием грузов 2m, 3m.
3. По результатам измерений постройте график зависимости силы упругости от удлинения (как практической работе № 2) и, пользуясь им, определите среднее значение жесткости пружины , используя k_ср = F_упр./ |х|

График :

Вычисления:

Таблица