Интегрированный урок (физика + информатика) "Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах"

Задачи урока

• образовательные: рассмотреть силу тяжести как частный случай силы тяготения, формировать умение рассчитывать ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах;
• развивающие: развивать умения и навыки использования ПК при работе с электронными таблицами MS Excel, построении диаграмм; формировать информационную культуру учащихся; развивать умение сравнивать научные факты, делать выводы; развивать целостность восприятия учебного материала; активизировать внимание и познавательный интерес к предмету.
• воспитательные: расширить мировоззрение школьников в области сил гравитации, гравитационного взаимодействия посредствам применения новых информационных технологий; воспитывать самостоятельность.

Тип урока: интегрированный урок информатика + физика комплексного применения знания

Оборудование:

• компьютерный класс (14 ПК) с мультимедийным проекционным оборудованием, видеофрагмент "Полет на Луну" (Приложение 1),
• презентация к уроку (Приложение 2),
• слайд-шоу "Космос глазами художника" (Приложение 3),
• интерактивный тест для средних и слабых учащихся, выполненный в программе My Test (Приложение 4),
• карточки с задачами для сильных учащихся (Приложение 5).

Класс: 9

Ожидаемые результаты: после изучения данной темы учащиеся должны знать закон всемирного тяготения; понимать смысл и всеобщий характер закона всемирного тяготения; уметь применять закон всемирного тяготения в конкретных случаях при решении задач и тестировании; вычислять силу притяжения между телами; знать числовое значение гравитационной постоянной; понимать физический смысл гравитационной постоянной; уметь вычислять ускорение свободного падения на небесных телах.

Ход урока

1. Мотивация (2 мин)

Однажды великого мыслителя Сократа спросили: что, по его мнению, легче всего в жизни? Он ответил, что легче всего поучать других, а труднее всего познать самого себя. На уроках физики мы говорим о познании природы. Но сегодня, прежде чем приступить к изучению физических явлений, давайте заглянем в себя. Как мы воспринимаем окружающий мир? Как художники или мыслители?

Психологический тест.

1. Переплетите пальцы рук. Большой палец правой или левой руки оказался у вас сверху? Запишите результат буквами "П" или "Л".

2. Скрестите руки на груди (поза "Наполеона"). Кисть, какой руки осталась сверху? Запишите.

3. Изобразите бурные аплодисменты. Ладонь, какой руки у вас сверху? Запишите.

4. Возьмите лист с небольшим отверстием. Расположив его на расстоянии примерно 20 см от глаз, посмотрите через отверстие на авторучку, которая находится на расстоянии вытянутой руки. Поочередно закрывайте левый и правый глаз. При закрытии какого глаза авторучка становится не видна? Результат запишите.

Подведем итоги: результат "ЛЛЛЛ" соответствует художественному типу личности, а "ПППП" - типу мыслителя. Какой тип мышления преобладает у учеников нашего класса? Итак, в нашем коллективе несколько "художников" (учащиеся поднимают руки), несколько "мыслителей", а большинство ребят - гармонично развитые личности, которым свойственно как логическое, так и образное мышление. Переходим к познанию внешнего мира.

2. Формулировка темы и цели урока (3 мин)

Сегодня мы с вами отправимся в далекое путешествие. Конечно, за урок никакого реального путешествия в пространстве не совершишь, но современные мультимедиа технологии позволяют совершать увлекательные познавательные путешествия, не выходя из класса. Вот и мы посетим планеты Солнечной системы. А ведь реальный полет на ближайшее небесное тело - Луну - уже был совершен. В 1969 году американские астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин первыми в истории человечества ступили на Луну. Перенесемся в 1969 год. (Просмотр видеофрагмента "Полет на Луну", взятого, из энциклопедии Кирилла и Мефодия или с сайта nix.nasa.gov) (Приложение 2)

- Почему Нил Армстронг так странно передвигается?

(Там меньше сила тяжести: Его вес уменьшился в 6 раз.)

- Правильно. А какой вес космонавт будет иметь на других планетах? Давайте отправимся в виртуальное путешествие по этим планетам и узнаем, сколько будем весить на каждой из планет? Это будет основной задачей нашего урока. Запишите тему урока в тетрадях: "Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах"

3. Объяснение новой темы (7 мин)

- Как определить вес тела? (P=mg)

Чтобы найти ускорение свободного падения применим закон всемирного тяготения (Приложение 1).

- Напомните этот великий закон, управляющий движением небесных тел. (Сила F, с которой притягиваются тела с массами M₁ и M₂, определяется по формуле: ,

где R - расстояние между телами, G - гравитационная постоянная.

- Чему равна гравитационная постоянная? (G=)

Тело массой m, находящееся на поверхности Земля, притягивается к ней с силой:

,где M_З - масса Земли, R_З - радиус Земли.

F=mg - сила тяжести , ускорение свободного падения на Земле.

Если тело поднять на высоту h над Землей, то (h<<R_з)

Итак, что нам надо знать для вычисления ускорения свободного падения на любой планете?

- Массы и радиусы планет.

- Где найти данные?

- Поищем в Internet, справочниках. http://www.solsys.ru/dannye.htm

- Как теперь провести вычисления?

- Применим электронные таблицы. Внесем данные и формулы в таблицу (Приложение 6).

4. Практическая работа на ПК (10 мин)

Ученики проводят вычисления в таблицах (Приложение 6).

- Мастер диаграмм поможет нам быстро оформить результаты расчетов графически. Постройте диаграмму для веса космонавта на разных планетах. Ученики применяют мастер диаграмм.

Анализ графика показывает, что на Венере вес тела практически не изменится, на Марсе и Меркурии уменьшится почти в 2 раза. Но что самое интересное! Вес тела на таком гиганте как Сатурн будет не намного больше, чем на Земле. Может, в наши вычисления вкралась ошибка?

(Здесь нет никакой ошибки. Посмотрите на исходные данные. Сатурн - это газовый гигант с большим радиусом. По формуле ускорение свободного падения пропорционально массе планеты, но обратно пропорционально квадрату радиуса. Из данных как раз и следует, что все вычисления сделаны совершенно правильно.

5. Проверка знаний по теме урока, тестирование (10 мин)

Учащиеся, имеющие средний и низкий уровень подготовки выполняют тестовые задания на ПК (Приложение 4). Сильные учащиеся решают задачу с развернутым решением (Приложение 5).

6. Решение задачи от прилетевшего на Землю инопланетянина (4 мин)

Ваш человек весит 3000Н на нашей планете. На вашей планете наш человек весил бы 300Н. Найдите, чему равно ускорение свободного падения на нашей планете, если масса вашего человека в 2 раза больше массы нашего. (Ответ: 50м/с²)

7. Подведение итогов. Релаксация (4мин)

В качестве средства для релаксации предлагается просмотр слайд-шоу "Космос глазами художника" (Приложение 3)

(Продолжи фразу:

• Я удовлетворен своей работой, потому что... ,
• Если бы я был учителем, то...,
• Я не понял...)

8. Д/З. параграф16, упр 16(1, 2, 5)