Комбинированный урок физики и математики "Скорость прямолинейного равноускоренного движения. Графики скорости"

На уроках физики у большинства учащихся возникают затруднения при решении графических задач. На уроках математики решается достаточно много задач на построение графиков различных функций. Совместная работа учителя физики и математики помогает ученикам овладеть приемами решений подобных физических задач. Интегрированный урок является одним из видов такой работы.

Мы предлагаем вариант проведения интегрированного урока в 9-м классе при изучении кинематики равноускоренного и равномерного движения.

Цель урока: сформировать у учащихся умение применять математические модели к решению графических задач по физике.

• Научить строить графики скорости от времени и решать графические задачи по кинематике на основе знаний о свойствах линейной функции;
• Показать связь изученных понятий.

• Развивать познавательный интерес к предметам, способности к сотрудничеству;
• Стимулировать учащихся к самовыражению, создавая ситуации успеха;

• Формировать умения определять характер прямолинейного движения по графикам зависимости скорости от времени;
• Развивать мыслительные способности учащихся, умение анализировать, выделять общие и отличительные свойства.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, презентация (приложение1), экран, маркерная доска, раздаточный материал (приложение2), карточки для групповой работы (приложение3), ватман и стикеры.

Сегодня на уроке вам скучать не придется. А провести его мне поможет ваш учитель математики.

1. Какие из перечисленных на доске величин являются векторными? (v, a, t, s, l, m)
2. Единица измерения скорости…
3. Чтобы перевести скорость из км/ч в м/с достаточно значение скорости…
4. Чтобы перевести скорость из м/с в км/ч нужно значение скорости…
5. Скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории называется…
6. Прямолинейное движение, при котором мгновенная скорость за любые равные промежутки времени изменяется одинаково называется…
7. Ускорение можно вычислить по формуле…
8. Единица ускорения…
9. Уравнение мгновенной скорости при прямолинейном равноускоренном движении имеет вид…
10. Если мотоциклист начинает тормозить, как направлены его скорость и ускорение?

Поменяйтесь листочками и проведите взаимопроверку. Правильные ответы на слайде. Поставьте оценку.

Современный автомобиль Субару импреза разгоняется с места до 108 км/ч примерно за 3 секунды. Какую задачу можно составить по этим данным?

• Найти ускорение автомобиля.
  a = (v-v₀)/t (устный счет), 108км/ч = 30м/с, а = 10м/с²
• Можно найти мгновенную скорость на каждой секунде движения: (устный счет, заполнение таблицы на доске)

v = v₀ + a*t

Построим по полученным данным график зависимости мгновенной скорости от времени (на доске):

Рис. 1

Сегодня мы будем решать графические задачи на движение. Это задачи, при решении или в условии которых используются графики. Мы рассмотрим задачи, в которых либо надо построить график, зная характеристики движения, либо охарактеризовать или сравнить движения по заданным графикам.

Что является графиком данной зависимости? (Прямая.) На каких уроках вы строили подобные графики? (На математике.) Как видите, физика опирается на знания математики. Давайте проследим эту связь и заполним схему вместе с учителем математики (схемы у каждого учащегося на парте, заполняются по ходу объяснения, приложение 2).

Учитель математики: Чтобы построить данный график достаточно было знать координаты скольких точек? (Двух.) Графиком какой функции является прямая линия? (Линейной.) Вспомните ее формулу: y = k*x + b.

Повторим ее свойства.

1. Если k>0, то функция возрастающая, угол наклона прямой к положительной полуоси ОХ – острый;
2. Если k<0, то функция убывающая, угол наклона прямой к положительной полуоси ОХ – тупой;
3. Если b=0, то функция принимает вид y=k*x, которая называется прямая пропорциональность и ее график всегда проходит через начало координат. Поэтому для построения графика достаточно знать координаты одной точки;
4. Если k=0, то функция принимает вид y=b, графиком которой является прямая, параллельная оси ОХ.

Заполним схему со стороны математики

А теперь давайте вместе с учителем физики проведем аналогию графиков линейной функции и зависимости скорости от времени.

Учителя физики и математики проводят аналогию используя слайды 8–11.

Заполним нашу схему со стороны физики. Теперь, зная связь понятий и аналогию графиков в математике и физике у вас, ребята, не возникнет затруднений в решении графических задач по физике.

Вы уже немного утомились, самое время провести разминку. Попробуем построить живой график. На экране координатная плоскость. Ваши головы – точки. Увидев формулу, вы должны попытаться присесть таким образом, чтобы ваши головы образовали линию графика. Пробуем!

Решим несколько графических задач.

• Сколько тел двигалось и как?
• Что общего в движении тел II и III? В чем различие?
• Чему соответствует точка А пересечения графиков?
• Чему равна начальная скорость движения каждого тела?
• Чему равно ускорение каждого тела?
• Запишите уравнения движения каждого тела

1. Сколько времени двигалась пылинка?
2. Что обозначают точки пересечения графика с осью 0t?
3. Опишите движение пылинки на каждом участке графика
4. Чему равно ускорение на каждом участке графика?

На слайде показаны графики движения двух мотоциклистов. Какой из них двигался с большим ускорением?

Работа в группах: Для проведения работы по группам проводится жеребьевка. На столе учителя лежат перевернутые вниз цветом жетоны 4 цветов. Ребята выбирают жетоны и рассаживаются по цветам. Каждая группа получает карточку с заданием (приложение 3). Учитель напоминает правила работы в группе. На решение отводится 4-5 минут. Учителя наблюдают за выполнением заданий, при необходимости вносят коррективы. За полминуты до окончания работы ребятам можно напомнить о времени. Свои результаты построения графиков, представители от команд визуализируют на одном рисунке на маркерной доске разными цветами, подписав их соответствующими уравнениями движения. Результаты обсуждаются учащимися. Учителя проверяют правильность построения графиков. Слайд 17

Итоги:

• Что нового узнали на уроке?
• Чему научились?
• Что осталось не понятным?

Проводится рефлексия “Ракета” с помощью стикеров в виде звезд, которые учащиеся прикрепляют на ватман.

Наша ракета знаний мчится по галактике “кинематика”. Окружите ее звездами:

• Если на уроке все было понятно, успел выполнить все задания, доволен работой в группе, урок в целом удался – красная звезда;
• Если большая часть нового материала понятна, справился почти со всеми заданиями, работа в группе прошла без особых проблем. Был непонятен 1–2 момента – желтая звезда;
• Если осталось много непонятного, с большинством заданий не справился, работой в группе недоволен. В целом урок не понравился – синяя звезда.

По преобладающему цвету звезд можно судить о результативности урока.

Домашнее задание: придумать задачу на движение, составить к ней уравнение движения и начертить график зависимости мгновенной скорости от времени + §6.

1. А.В.Перышкин, Е.М.Гутник, Физика 9, Москва, Дрофа, 2005.
2. П.Г.Саенко, Физика 9, Москва, Просвещение, 1990.
3. В.А.Волков, Поурочные разработки по физике, Москва, “ВАКО”, 2005.
4. Редакция В.Г.Разумовского, Урок физики в современной школе, Москва, “Просвещение”, 1993.
5. Ю.Н.Макарычев, Н.Г.Миндюк, Алгебра 7, Москва “Просвещение”, 2008.
6. https://urok.1sept.ru/articles/411732/
   http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/kinematika/3.html
   http://www.prosv.ru/ebooks/Fadeeva_Fizika_kartochki_8kl/1.html