Экспериментальное решение задач по механике 10 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Приаргунская средняя общеобразовательная школа

План-конспект урока по теме: Механика

"Решение экспериментальных задач"

Предмет Физика (профильный уровень)

Класс 10 «Б» класс

Учитель Манасян Елена Анатольевна

Год составления 2015

Место урока в поурочно-тематическом планировании:

Урок № 65 (профильный уровень) курса «ФИЗИКА-10», авт.: Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Изд-во «Просвещение», 2010 г.

Тип урока: Урок комплексного применения знаний.

Цели урока:

1. Обучающая:

   1. Закрепление полученных знаний по теме «Механика».

   2. Совершенствование навыков работы с физическими приборами, умение измерять физические величины.

   3. Формирование умений оценивать результаты опытов, делать выводы, сравнивать результаты.

2. Развивающая

   1. Развитие умения выстраивать логические цепочки, самостоятельно выявлять закономерности физических явлений, устанавливать связь между физическими явлениями.

   2. Развитие интереса к исследовательской деятельности в процессе решения экспериментальных задач.

3. Воспитывающая

1.Раскрытие общекультурной значимости науки физики и формирование научного мировоззрения и мышления у учащихся.

2.Развитие коммуникативных компетенций в ходе выполнения практической работы в группах.

Структура урока

1. Мотивирование к учебной деятельности.

2. Актуализация знаний и фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии.

3. Самостоятельная работа с самопроверкой.

4. Включение в систему знаний и повторения.

5. Рефлексия учебной деятельности.

6. Информация о домашнем задании.

Оборудование:

1. Компьютер;

2. Мультимедийный проектор;

3. Оборудование к экспериментальным заданиям:

К №1: наклонная плоскость, динамометр, брусок.

К №2: наклонная плоскость, брусок, линейка.

К №3: пружина, штатив, линейка, гиря известной массы.

К №4: резинка, измерительная лента.

К №5: наклонная плоскость, шарик, ванночка с песком, измерительная лента.

К №6: Линейка длиной 25-30 см.

К №7: Весы.

Электронное сопровождение урока осуществляется в формате презентации Microsoft Office PowerPoint.

Ход урока

1. Мотивирование к учебной деятельности.

Цель: подготовка учащихся к включению в учебную деятельность.

2. Проверка знаний учащихся.

1. Актуализация знаний и умений учащихся.

Цель: актуализация опорных знаний необходимых для комплексного применения знаний.

Выполняют тест по теме: "Механика".

Тест по теме: «Механика: формулы».

1. Если Δr есть перемещение тела за интервал времени Δt, то какая величина определяется отношением Δr/Δt?

1. путь

2. перемещение

3. средняя скорость

4. ускорение

2. Какое из уравнений описывает равномерное движение?

1. x = v _ох t + a_x

2. x = x_o + v_x t

3. v_x = v_ox + a_x t

4. x = x_o + v_ox t + a_x

3. Центростремительное ускорение материальной точки при движениях по окружности с постоянной по модулю скоростью выражается формулой:

1. a = Δr/Δt

2. a = (v² − vo²)/2S

3. a = v²/R

4. a = 2S/t²

4. Угловая скорость при движении материальной точки по окружности с постоянной по модулю скоростью выражается формулой:

1. ω = πν

2. ω = π/T

3. ω = Δφ/Δt

4. ω = ν/2R

5. По какой из представленных формул можно определить силу упругости?

1. F = GMm/(R+H)²

2. F = mg

3. F = μN

4. F = kΔl

6. Какая из приведенных формул выражает закон всемирного тяготения?

1. F = GMm/R²

2. F = kq1q2/r²

3. F = GM/R²

4. F = kΔl

7. По какой из приведенных формул можно определить модуль ускорения свободного падения?

1. g = GM₃/(2R₃²)

2. g = GM₃/R₃²

3. g = 2GM₃/R₃²

4. g = Gmm/R₃²

8. По какой из формул определяется реактивная сила?

1. F = μmg

2. F = am

3. F = u•|Δm/Δt|

4. F = kΔl

9. По какой формуле следует рассчитывать работу силы F, направленной под углом α к перемещению?

1. A = (F/Δr)cos α

2. A = FΔr•sin α

3. A = FΔr•cos α

4. A = (F/Δr)sin α

10. Какое из приведенных выражений соответствует закону сохранения механической энергии?

1. Amp = mgh₂ - mgh₁

2. Amp = (mv² ₂)/2 − (mv ² ₁)/2

3. FΔt = mv₂ − mv₁

4. mgh = mv²/2

Проблема: задание ситуаций практического характера, требующих оценки (совместной с преподавателем), коллективной, групповой, самостоятельной.

3. Выполнение экспериментальных заданий.

Цель: развивать навыки проектной деятельности, искать пути решения проблемы, устанавливать причинно-следственные связи, осуществлять работу в паре.

Ребята работают в парах. Проводится аукцион задач разной степени сложности.

1. 1. Первый уровень сложности (5 баллов) - синий цвет.

   2. Второй уровень сложности (7 баллов) - желтый цвет.

   3. Третий уровень сложности (10 баллов) - красный цвет.

2. Включение в систему знаний и повторения.

Цель: систематизировать, обобщить изученное; формировать навыки речевой деятельности; планировать своё действие.

Презентация задач по плану:

• Цель эксперимента.

• Оборудование.

• Теоретическая часть.

• Результат.

• Вывод.

Экспериментальная задача № 1

Определить угол наклона плоскости с помощью динамометра и деревянного бруска.

Подсказка: сравнить силы, необходимые для перемещения бруска вверх и вниз по наклонной плоскости.

Брусок будем двигать равномерно, тогда 2 закон Ньютона для этих случаев имеет следующий вид:

+ _тр. + + _вниз = 0 + _тр. + + _вверх = 0

mg sin α - F_тр. + F_вниз = 0 mg sin α + F_тр. + F_вверх = 0

F_вниз = F_тр. - mg sin α F_вверх = F_тр. + mg sin α

F_{вниз <} F_вверх

F_{вверх _}- F_вниз = F_тр. + mg sin α - F_тр. + mg sin α

F_вверх - F_вниз = 2 mg sin α

sin α=

F_вверх, F_вниз, mg находятся с помощью динамометра, а по таблице затем определяем значение угла.

Экспериментальная задача № 2

Определить коэффициент трения дерева о дерево с помощью деревянной доски и бруска из того же материала и линейки.

Подсказка: Брусок не будет скользить по наклонной плоскости, пока наклон её не очень велик.

Положим брусок на доску, будем приподнимать один её конец до тех пор, пока брусок не придёт в движение. При равномерном движении

+ _тр. + + = 0

ox: mg sin α = F_тр.

oy: mg cos α = N_.

tg α =

F_{тр. =} μN, где N - сила нормального давления;

N (в знаменателе) - реакция опоры, которые по модулю равны.

tg α =

tg α = μ, но tg α =

μ=

h и l измеряем с помощью линейки.

Экспериментальная задача № 3

Определить массу некоторого тела с помощью штатива, пружины, линейки и гири известной массы.

Подсказка: Воспользуйтесь законом Гука.

При не очень больших нагрузках по закону Гука удлинение пружины прямо пропорционально приложенной силе.

F = kx

mg = kx₁ m_xg = kx₂

m_x=m

x₁ и x₂ можно измерить с помощью линейки.

Экспериментальная задача № 4

Положим резинку на край стола. Щелчком приведем ее в движение в горизонтальном направлении и заметим место, в котором резинка достигает пола. Измерим высоту и расстояние до точки падения резинки на полу. Так как горизонтальная составляющая скорости во время движения не изменилась, поэтому находим ее по формуле .

Зная высоту падения, из формулы находим время t= .

Следовательно, начальная скорость равна

Экспериментальная задача № 5

Вычислите среднюю начальную скорость тела, брошенного горизонтально.

Для выполнения задания изготовьте экспериментальную установку. Для этого на краю или стула установите наклонную плоскость (дощечку, фанерку или обычную книгу) под небольшим углом наклона.

Запустив шарик (мячик, бусинку или горошину) с верхней точки наклонной плоскости, отметьте место падения.

Для удобства измерений в месте падения шарика подложите ванночку с песком или мягкую ткань.

Проведите эксперимент 5 раз, каждый раз измеряя дальность полета l .

Измерив высоту падения h, вычислите среднюю начальную скорость, приняв ускорение свободного падения g =9,8 м/с2 точно. Запишите полученный результат с учётом погрешности.

Экспериментальная задача № 6

Возможное решение:

Для определения времени реакции воспользуемся свободным падением. Для этого, один из учащихся держит линейку за верхний конец, а второй пропускает ее между пальцами руки так, чтобы пальцев оказались на уровне нулевого деления. Разжав пальцы, позволить ей свободно падать вниз равноускоренно, с ускорением. Сразу после начала падения линейку поймать. Но прежде, чем человек среагирует, линейка пролетит некоторое расстояние h как свободно падающее тело.

По формуле закона движения тела при свободном падении без начальной скорости:

Вычисляем время падения линейки из этой формулы и получаем:

Используя интернет-ресурсы дать понятия: скорость реакции, чем ограничена скорость реакции человека, как повысить скорость реакции.

Экспериментальная задача № 7

Вычислите силу толчка при прыжке на земле. Оценим время, за которое человек переходи из положения приседа в вертикальное положение: t=0,3с. Масса человека = 50 кг. Начальная скорость прыжка равна 0, скорость в момент отрыва от Земли = 2,6 м/с.

Запишем второй закон Ньютона через изменение импульса тела:

F*t = p-p₀;

F*t = mυ - mυ₀, откуда сила толчка:

Экспериментальная задача № 8

Вычислите свою толчковую скорость при прыжке вверх. Сравните полученные значения со своей скоростью при ходьбе и при беге.

Решение:

Подпрыгнув вверх, оцениваем высоту прыжка H=35см.

По закону сохранения и превращения механической энергии, подсчитываем свою толчковую скорость:

Находим скорость: ≈ 2,6 м/с.

Средняя скорость идущего человека = 5км/ч или 1, 39м/с.

Значит, отталкиваемся мы от Земли со скоростью примерно в 2 раза больше, чем идем.

5. Рефлексия учебной деятельности (см. презентация к уроку).

   1. Ученики сдают тетради.

   2. Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки ученикам за устные ответы в дневники и журнал с комментариями.

6. Домашнее задание: повторить по учебнику краткие итоги главы 6-7. Решить задачу №4 из упражнения 10 в учебнике.

7. Заключение.

При решении экспериментальных задач выполняется одновременно умственные, практические и организационные действия учащихся. Систематическое использование таких задач, их удачный подбор и умелое включение в урок помогает учителю развивать физическое мышление школьников, совершенствовать экспериментальные умения, формировать самодеятельность. Важно и то, что решение экспериментальных задач придает положительную эмоциональную окраску, вызывает повышенный интерес учащихся к физике и объектам техники.