Интегрированный урок информатики и физики 'Моделирование физических задач' (9 класс)

Интегрированный урок по физике и информатике

9 класс

Тема: Построение компьютерных моделей физических задач

Подготовили: учитель физики: Ульянова М.С.

учитель информатики: Иващенко Т.Л.

Цель: создать условия построения графических моделей в среде Excel для изучения равнопеременного движения.

Задачи

Через что увидим выполнение задач

1. Образовательная

- закрепить ранее изученный материал по теме «Виды механического движения»;

- научить применять знания и умения, полученные на уроках информатики к решению физических задач, а именно задач по механике;

-повторить этапы построения графиков (диаграмм) в MS Excel.;

- показать практическое применение знаний полученных на уроках информатики к решению физических задач.

2. Развивающая

- развитие логического мышления;

- продолжить работу по формированию навыков учащихся анализировать уравнение движения тела, описывать движение.

3. Воспитательная

- показать связь между предметами;

- умение работать в парах.

Через ответы учащихся на вопросы учителя; через решение задач;

Через построение графиков движения в MS Excel;

Через ответы учащихся на вопросы учителя;

Через математическое решение физических задач и построение графиков движения в MS Excel.

Через обсуждение условия задач;

Через самостоятельную работу;

Через математическое моделирование физических задач и построение графиков движения в MS Excel.

Через наблюдение за работой класса в течение урока.

Методы :

• словесный (при актуализации знаний)

• практический (при построении модели)

• исследовательский (при изучении модели)

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер.

Ход урока:

Этапы урока

Примечания

1.Организационный момент (постановка цели и задач урока). 1 мин

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.

2. Актуализация знаний (проверка знаний и умений). 7 мин

Учитель физики: 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. Записать уравнение координаты и уравнение зависимости скорости от времени для равномерного и равноускоренного движения.

5. Каков внешний вид графика зависимости координаты от времени для равноускоренного движения? (Парабола.)

6. Каков внешний вид графика зависимости координаты от времени равномерного движения? (Прямая.)

Учитель физики: Наша задача при решении не только описать характер движения, но и определить время и место встречи.

Учитель информатики: Так как находить место и время встречи мы будем графическим методом, то наша цель построить модель и ее проанализировать.

1. С помощью, какой прикладной программы из пакета MS Office мы можем строить графические модели? (MS Excel.)

2. С какого знака начинается формула в MS Excel?

3. Чем отличаются абсолютная и относительная ссылки?

4. Перечислите виды диаграмм в MS Excel?

5. Что необходимо в первую очередь для построения диаграмм в MS Excel?

Наша задача:

1. Построить таблицы значений.

2. Выбрать диапазон данных по оси времени.

3. Построить графики.

4. Проанализировать полученные графики.

Учитель физики: Итак, прежде чем стоить графики, вы должны будете проанализировать данные уравнения. Выяснить:

1. Что за функция описывает движение первой точки?

2. Что является её графиком?

3. Что происходит со значениями x₁при росте t?

4. Что является графиком второй функции?

5. Что происходит со значениями x₂ при росте t?

3. Самостоятельная работа. 20 мин

Учитель информатики: Работать на уроке мы будем в парах. Пройдите за компьютерные столы. На столе у каждого из вас лежит бланк с таблицей для записи результатов решения задач. В конце урока каждая пара их сдает.

А теперь приступаем к решению задач.

Строим таблицу значений для обоих уравнений движения, выбираем диапазон значений по оси времени.

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 и физики.)

Вариант 1.

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

2. Движения четырех материальных точек заданы следующими уравнениями соответственно: х₁= 10t+0,4t²; х₂= 2t-t²; х₃= -4t+2t²; х₄= -t-6t². Написать уравнение υ_x = υ_x(t) для каждой точки; построить графики этих зависимостей; описать движение каждой точки.

Вариант 2.

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.

2. Уравнение движения материальной точки имеет вид х=0,4t². Написать формулу зависимости υ_х(t) и построить график. Вычислить по графику путь, пройденный точкой за 4 с.

Вариант 3.

1. Движения двух велосипедистов заданы уравнениями: х₁=5t, х₂=150-10t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами.

2. Зависимость скорости от времени при разгоне автомобиля задана формулой υ_x= 0,8t. Построить график зависимости скорости от времени и найти скорость в конце пятой секунды.

4. Обсуждение решения задач (анализ решения задач в парах). 10 мин

5. Рефлексия. 3 мин

Учитель информатики: 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?

Вывод делают ученики оценивая эффективность применения информационных технологий при решении задач по механике и заполняют карточки:

6. Домашнее задание.

Дополнительные задачи на синих карточках:

1. Скорость поезда за 20 с уменьшилась с 72 до 54 км/ч. Написать формулу зависимости скорости от времени υ_х(t) и построить график этой зависимости.

2. В момент начала наблюдения расстояние между двумя телами равно 6,9 м. первое тело движется из состояния покоя с ускорением 0,2 м/с². Второе движется вслед за ним, имея начальную скорость 2 м/с и ускорение 0,4 м/с². Написать уравнение x=x(t) в системе отсчета, в которой t=0 координаты тел принимают значения, соответственно равные х₁=6,9 м, х₂=0. построить графики движения, найти время и место встречи тел.

Обучающиеся проверяют правильность расположения учебников и школьных принадлежностей, высказывают свои предположения о необходимости правильной организации своего «рабочего места»

Учащиеся на доске записывают уравнения

Дифференцированные задания по уровню сложности.

Работа в парах.

Карточки рефлексии 3 мин

Фамилия Имя

«Плюс-минус-интересно».

Плюс

(что понравилось на уроке, информация и формы работы, которые вызвали положительные эмоции, либо могут быть полезны для достижения каких-то целей)

Минус

(что не понравилось на уроке, показалось скучным, вызвало неприязнь, осталось непонятным или информация, которая оказалась не нужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций)

Интересно

(любопытные факты, о которых узнали на уроке, и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к учителю)

Карточки для работы в парах

_______________________________________________________________________________________

Вариант 1.

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

2. Движения четырех материальных точек заданы следующими уравнениями соответственно: х₁= 10t+0,4t²; х₂= 2t-t²; х₃= -4t+2t²; х₄= -t-6t². Написать уравнение υ_x = υ_x(t) для каждой точки; построить графики этих зависимостей; описать движение каждой точки.

Вариант 2.

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.

2. Уравнение движения материальной точки имеет вид х=0,4t². Написать формулу зависимости υ_х(t) и построить график. Вычислить по графику путь, пройденный точкой за 4 с.

Вариант 3.

1. Движения двух велосипедистов заданы уравнениями: х₁=5t, х₂=150-10t. Описать движение каждой точки, найти время и место встречи графическим и математическим методами.

2. Зависимость скорости от времени при разгоне автомобиля задана формулой υ_x= 0,8t. Построить график зависимости скорости от времени и найти скорость в конце пятой секунды.

_______________________________________________________________________________________

Дополнительные задачи

1. Скорость поезда за 20 с уменьшилась с 72 до 54 км/ч. Написать формулу зависимости скорости от времени υ_х(t) и построить график этой зависимости.

2. В момент начала наблюдения расстояние между двумя телами равно 6,9 м. первое тело движется из состояния покоя с ускорением 0,2 м/с². Второе движется вслед за ним, имея начальную скорость 2 м/с и ускорение 0,4 м/с². Написать уравнение x=x(t) в системе отсчета, в которой t=0 координаты тел принимают значения, соответственно равные х₁=6,9 м, х₂=0. построить графики движения, найти время и место встречи тел.

Отчет о работе на уроке

Тема: «Построение компьютерных моделей физических задач»

Вариант № ___________

Фамилия Имя

1. ______________________________________________________________________

2. ______________________________________________________________________

Задача 1.

Уравнение

Вид движения

х₀, м

υ₀ , м/с

а , м/с²

Уравнение зависимости

υ_x= υ_x(t)

Время встречи

t , с

Место встречи(координата)

х , м

1.

2.

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

Задача 2.

Уравнение

Вид движения

х₀, м

υ₀ , м/с

а , м/с²

Уравнение зависимости

υ_x= υ_x(t)

Время встречи

t , с

Место встречи(координата)

х , м

1.

2.

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________