Интегрированный урок (информатика + физика) по теме "Механическое движение"

Разделы: Физика, Информатика

Цели урока:

  1. Закрепить ранее изученный материал.
  2. Научить применять знания и умения, полученные на уроках информатики к решению физических задач, а именно задач по механике.
  3. Продолжить работу по формированию навыков учащихся анализировать уравнение движения тела, описывать движение.
  4. Повторить этапы построения графиков (диаграмм) в MS Excel.
  5. Показать практическое применение знаний полученных на уроках информатики и ИКТ к решению физических задач.
  6. Показать связь между предметами.

План урока.

  1. Организационный момент (1 минута).
  2. Опрос по домашнему заданию (проверка знаний и умений).
  3. Решение задач.
  4. Закрепление материала (самостоятельная работа).
  5. Итог урока.
  6. Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент (1 минута).

2. Опрос по домашнему заданию (проверка знаний и умений).

Учитель физики: Сегодня мы проводим интегрированный урок физики и информатики, для того, что бы вы убедились во взаимосвязи этих предметов и научились применять знания и умения, полученные на уроках информатики к решению физических задач, а именно задач по механике

Вспомним для начала основные моменты, изучаемые в теме «Механическое движение»:

  1. Какова главная задача механики? (Определить положение тела в любой момент времени.)
  2. Что необходимо знать, что бы определить координату тела в любой момент времени t? (Уравнение движения (функцию, описывающую движение тела).)
  3. Какие виды движения мы знаем? (Равномерное и равноускоренное движение.)
  4. Каков внешний вид графика зависимости координаты от времени для равноускоренного движения? (Парабола.)
  5. Каков внешний вид графика зависимости координаты от времени равномерного движения? (Прямая.)

Таким образом, исходя из целей нашего урока, а какова цель? (Решение физических задач, применяя знания по ИВТ.) Какова будет тема нашего урока? (Решение задач по теме «Механическое движение».)

В тетради записываем тему урока: «Решение задач по теме «Механическое движение»».

3. Решение задач.

Осуществлять нашу цель мы будем решая следующую задачу (записана на доске).

Задача: движение двух автомобилей по шоссе заданы уравнениями:

x1 = 2t + 0,2t2

x2 = 80 – 4t

  1. Описать картину движения.
  2. Найти:
    • время и место встречи автомобилей (графически);
    • расстояние между ними через 5с от начала отсчета времени.

Записываем условие в тетрадь и описываем картину движения (вид движения, x0, V0, ax).

x1 = 2t + 0, 2t2 – равноускоренное;

x0 = 0м, V0=2м/с, ax=0,2м/с2

 x2 = 80 – 4t – равномерное;

x0 = 80м, V0 = -4м/с

Что значит «-4м/с»? – тело движется против направления отсчета.

Учитель информатики: Так как находить место и время встречи мы будем графическим методом, то наша задача построить график и его проанализировать.

  1. С помощью, какой прикладной программы из пакета MS Office мы можем строить графики? (MS Excel.)
  2. Что позволяет еще выполнять данная программы? (Вычисления.)
  3. Каким способом мы строим графики в MS Excel? (По точкам.)

Итак наша задача:

  1. Выбрать диапазон данных по оси времени.
  2. Построить таблицу значений.
  3. По полученной таблице построить графики.
  4. Проанализировать полученные графики.

Мы имеем два уравнения x1 = 2t + 0,2t2 и x2 = 80 – 4t

  1. Что за функция описывает движение первой точки? (Квадратичная.)
  2. Что является её графиком? (Парабола.)
  3. Мы рассматриваем положительные значения по оси времени. Что происходит со значениями x1при росте t? (Возрастают, т.е данная ветвь параболы возрастающая.)
  4. Что является графиком второй функции? (Прямая.)
  5. Что происходит со значениями x2при росте t? (Убывают, т.е она убывающая.)

Учитель физики: То есть, с точки зрения физики, тела движутся в разные стороны и в этом случае достаточно выбрать диапазон значений по оси t от 0с – момента начала движения тел и до того момента, когда координата второго тела будет равна нулю.

Давайте определим этот момент времени (устно): 0 = 80 – 4t => t = 20c.

Учитель информатики: Проходим к компьютерам вместе с тетрадями. Открываем программу.

Строим таблицу значений для обоих уравнений движения, диапазон значений по оси времени выбираем [0;20].

Строим диаграмму (график по точкам), переносим ось координат, строим точки пересечения, отмечаем их значения. (Ученики строят графики движения, выделяют необходимые точки под руководством учителя информатики.) (см. Рисунок)

Учитель физики: Определим:

  • время и место встречи автомобилей (10; 40);
  • расстояние между ними через 5с от начала отсчета времени (60 – 15 = 45(м)).

Таким образом, имея графики движения тел, мы можем извлечь из них любую интересующую нас информацию.

Давайте найдем координату первого автомобиля, в тот момент, когда второй находится в начале отсчета. (120м)

4. Закрепление материала (самостоятельная работа).

Далее продолжим решать самостоятельно в тетради и строя графики на компьютере.

При решении и построении графиков в самостоятельной работе измените цвет линий следующим образом:

  1. Если понравился новый метод и урок в целом на красный и розовый цвета.
  2. Если были трудности при применении нового метода, но урок понравился на синий и зеленый цвета.
  3. Если были трудности, и урок не понравился, на черный цвет.

Вариант 1.

Движение материальных точек заданы уравнениями x1 = 10t + 0,4t2; x2 = 300 – 10,2t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами

Вариант 2.

Движение материальных точек заданы уравнениями x1 = 2t – t2; x2 = -198 + 15t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами.

Вариант 3.

Движение материальных точек заданы уравнениями x1 = -136 – 4t + 2t2; x2 = 480 – 20t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами.

Вариант 4.

Движение материальных точек заданы уравнениями x1 = 1050 – t – 6t2; x2 = -150 + 10t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами.

5. Итог урока.

Судя по цвету ваших графиков, у некоторых возникли затруднения при применении нового метода. Давайте их обсудим.

  1. Какие возникли трудности при решении задач? (Разбираем возникшие трудности.)
  2. Какие возникли трудности при построении графиков? (Разбираем возникшие трудности.)
  3. Удобно ли строить график в MS Excel?
  4. Наглядны ли результаты представления данных?
  5. Решены ли предложенные задачи учителем физики?
  6. Достигну та ли цель урока?

Вывод делают ученики оценивая эффективность применения информационных технологий при решении задач по механике.

6. Домашнее задание.

Учитель физики: Повторить формулы для равноускоренного движения, №151 в сборнике задач и вопросов по физике, автор Лукашик.

Учитель информатики: Выписать назначения применения различных видов диаграмм в MS Ecxel §21.

Приложение