Урок-эксперимент &quot

УРОК-ЭКСПЕРИМЕНТ
ФИЗИКА – 7 КЛАСС
«РАСЧЕТ ПУТИ, СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ ДВИЖЕНИЯ»
АВТОР-СОСТАВИТЕЛЬ: АРБАКОВ ВАЛЕРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ –
УЧИТЕЛЬ МАТЕМАТИКИ И ФИЗИКИ.
ЦЕЛЬ УРОКА: Сформировать понятие средней скорости движения и
научить учащихся экспериментально находить неизвестные величины,
развивать творческие способности; закрепить знания и навыки построения
графиков зависимости, создать условия для развития навыков общения и
совместной деятельности.
ОБОРУДОВАНИЕ: Электронные часы, секундомер, наручные механические
часы с секундной стрелкой для учащихся класса, измерительная лента,
скакалка, калькулятор.
ПОДГОТОВКА: Учащиеся определяют с помощью измерительной ленты
расстояние от кабинета физики до учительской; до урока вывешиваю плакат
с надписью: «Дорогу осилит идущий»; заранее договариваюсь с дежурным
администратором о выдаче дежурному классного журнала
ХОД УРОКА
Вхожу в класс с изречением: «Ребята, я забыл в учительской журнал,
попрошу дежурного его принести. Интересно, сколько времени затратит
дежурный на весь путь до учительской и обратно.» ( В момент выхода из
класса дежурного запускаю отсчет времени на электронных часах ).
- Ребята, вы измерили расстояние от порога кабинета физики до порога
учительской комнаты, теперь определим путь, который пройдет дежурный
класса для выполнения моей просьбы. Что для этого необходимо сделать?
Удвоить величину пути. Выполните эти несложные расчеты: 40*2=80 м. А
вот, идет Дима с классным журналом, и я останавливаю счетчик времени.
Спасибо, Дима. Скажи, пожалуйста, на обратном пути твоя скорость и
скорость движения журнала совпадали? Ребята, вам интересно узнать
скорость, с которой дежурный двигался во время похода за классным
документом? Произведите необходимые расчеты. (Путь, пройденный
дежурным, делим на время). Дима, ты на всех этапах пути двигался с
одинаковой скоростью? Нет? Тогда, вопрос ко всему классу: почему у нас в
результате получилось одно значение скорости? Как мы называем такую
скорость? Правильно, средняя скорость движения. Определите
тип
движения (Неравномерное движение).
-А сейчас мы попросим Диму проделать тот же путь, чтобы ответить на
некоторые вопросы. Для этого разделим класс на экспертов, которые
расположатся
по пути следования
к
учительской и обратно с
секундомерами и, будут фиксировать время движения Димы на отдельных
этапах
Дети располагаются с секундомерами в следующих пунктах:
1. Кабинет физики
2. Верх лестничного проема
3 . Низ лестничного проема
4. Учительская
и фиксируют время движения Димы на участках пути:
1. Кабинет физики - верх лестничного проема (5 метров),
2. Верх лестничного проема - низ лестничного проема(15 метров),
3. Низ лестничного проема - учительская(20 метров),
4. Учительская-низ лестничного проема(20 метров),
5. Низ лестничного проема - верх лестничного проема(15 метров),
6. Верх лестничного проема - кабинет физики(5 метров).
Я определяю общее время движения.
Каждой экспертной группе предлагаю произвести расчет средней скорости
на отдельных этапах (всего их шесть).
-Сравним скорость на отдельных участках со скоростью на всем пути,
сделаем выводы. Объясните смысл поговорки: «Умный в гору не пойдет,
умный гору обойдет». На каких этапах Дима встретился с моделью горы?
- Как определить: во сколько раз скорость при движении «с горы»
больше скорости при движении в «гору»? ( Разделим значение скорости на
втором этапе на значение скорости на четвертом этапе).
- Теперь по полученным данным построим график зависимости пути
движения от времени на координатной плоскости, отражающим движение
Димы на всех этапах пути. Для этого на горизонтальной оси отложим время
в секундах, а на вертикальной - путь в метрах. Будем считать, что в
начальный момент t=o Дима находится в начале координат s=0. Ребята, как
по полученному графику без математических действий, можно сравнить
скорость на разных этапах пути? (По величине угла между горизонтальной
осью и отрезком графика зависимости пути от времени на определенном
этапе движения). Кто подскажет: можно ли по графику найти среднюю
скорость классного журнала? (Путь от учительской до кабинета физики
разделить на время, затраченное Димой на обратный путь). На графике
скорость на всех этапах представлена в одних единицах измерения м/с .
Способны ли мы перевести их, например, в км/ч? (1м/с=3,6км/ч) Каждая
экспертная группа переводит «свою» скорость в км/ч., Дима переводит в
км/ч. скорость классного журнала.
- Вспомним среднюю скорость пешехода и сравним с вашими
результатами. На каком участке скорость ближе к скорости пешехода?
Почему? Примените полученные результаты скорости для составления
задач на определение времени движения при известном пути.
Например: Сколько времени потребуется Диме, чтобы пройти путь от села
Ануйского до села Смоленского, если он будет двигаться со скоростью n
км./ч? В классном журнале у вас нет двоек, поэтому он легкий и способен
летать.
Лети, лети, классный листок, через запад на восток.
Через север, через юг. Возвращайся, сделав круг.
- За какое время классный журнал совершил бы кругосветное путешествие
по экватору (длина экватора 40000 км), если бы двигался с той же
скоростью?
Во время решения звучит песня: «Не вертите пестрый глобус не найдете вы
на нем…»
- На следующем этапе урока мы совершим поход в спортивный зал
школы с целью определения его размеров. По пути следования прошу
подумать о способах приближенного определения размеров в случае
отсутствия измерительной ленты.
Задача: Нам необходимо узнать
периметр зала. Итак, мы в спортзале, послушаем ваши предложения. На
прошлом уроке вы все измерили длину своего шага, давайте подумаем, как
можно использовать эти данные для решения проблемы. Проводится
эксперимент по определению длины и ширины зала, а затем и периметра.
Учащиеся считают количество шагов, двигаясь вдоль стен, затем каждый из
них индивидуально определяет размеры зала Сравниваем полученные
данные с точными размерами (Длина-18 метров, ширина-9 метров) Скажите,
траектория вашего движения вдоль стен совпадает с какой геометрической
фигурой (Прямоугольник) Просим Диму, постараться пройти с такой же
скоростью по периметру спортзала как на этапе движения по нижнему этажу
и при помощи часов определим время его движения. Зачем мы это сделали?
В задачах по математике и физике задается именно средняя скорость. А ведь
Дима двигался с известной скоростью. Прошу определить Димин путь,
который и совпадет приближенно с периметром зала. Тип какого движения
был представлен Димой на отдельных участках движения? (прямолинейного
и равномерного). Есть среди вас желающие узнать собственную скорость при
беге по периметру (54 метра) спортзала. Выбираются 2-3 желающих.
Задается направление бега : против часовой стрелки. Фиксируется время
движения. Далее при помощи калькуляторов рассчитывается средняя
скорость придвижении по периметру зала v= 54: t .Сейчас наши спринтеры
пробежали по часовой стрелке, по порядку расположения углов. По пути
следования назовем их: 1, 2, 3, 4, 1. Предлагаю преодолеть путь по спортзалу
по следующему расположению углов: 1,3,2,4,1 с той же скоростью при этом
определяю время движения.
- Ребята, почему увеличилось время движения? Как поменялась
траектория и что представляет движение из 1 в 3 угол, из 2 в 4 угол?
(Диагональное движение). Теперь вы сможете ответить на вопрос: почему на
уроках по физической культуры вам предлагают бегать «восьмеркой».
Послушаем ваши комментарии. В случае запаса времени дети могут
практически проверить правильность выводов, двигаясь по первой и второй
схемам движения.
Вопрос: Как изменится время обхода в случае уменьшения всех линейных
размеров зала в два раза? ( В два раза)
- Определенный интерес вызывает вопрос: одинакова ли скорость
правого и левого ботинка при вашем движении? Об этом додумаем уже в
классе, а пока посчитайте количество шагов на путь от спортивного зала до
кабинета физики. Какие есть мнения? Движение человека своеобразное:
ноги ступают попеременно, поэтому на всем пути одна нога может сделать
больше шагов, а другая меньше. Учитывая одинаковое время движения, в
случае четности количества шагов (и их одинаковости) скорость ботинок
одинаковая, в случае нечетности - скорость ботинка , совершившего вместе с
ногой большее количество шагов будет выше. Вспомните количество шагов
при движении по периметру спортзала сделайте соответствующий вывод о
пути, пройденного каждой ногой и ее средней скорости. Как можно сравнить
пройденный путь, соответственно и скорости движения каждой из ног за
весь день? К поговорке «Не с той ноги поднялся», добавим : «Не с той ноги
лег»
- А теперь, прошу привести примеры криволинейного движения в
природе и технике. (Движение фиксированных точек на стрелках часов и
при вращении юлы;
орбитальное движение планет; бег лошади по арене цирка и др.).
У вас есть механические часы, а я вам выдам простые детские скакалки.
(Выдается одна скакалка на двух детей). На скакалке мелом произвольно
отметьте две точки. Далее распределим роли так: один из партнеров
скакалкой совершает 10 равномерных круговых движений, другой засекает
время вращения. А теперь скажите цель упражнения со скакалкой , исходя из
темы урока? Как же мы сможем найти скорость обозначенных точек при
движении по окружности? Время определено. Необходимо найти длину пути.
Кто подскажет, как узнать длину окружности при движении точек на
скакалке, а , значит и их путь? (S=2пR). Для каждой точки на скакалке
определяем среднюю скорость. Применяется формула: V= 2пRn:t. Найдите
отношение скоростей соответствующих точек. Сравните отношения путей с
отношениями скоростей.( отношение одинаковое) Думается, что теперь вам
не составит труда ответить на вопрос:
Как дрессировщик догоняет лошадь, двигаясь по арене цирка с небольшой
скоростью? Попробуем обыграть ситуацию.
Задача: Минутная стрелка в 3 раза длиннее секундной.
Найти отношение скоростей концов стрелок.
Решение: v:V=(R:r)*(t:T) Ответ: 1/20
Задача: Земля вокруг Солнца движется по орбите с радиусом 150000000
километров. Найти путь, который Земля проходит за 1 год. Определите
скорость Земли.
Решение: S=2пR; S=942000000 км;
T=365*24=8760ч; V=S:T Ответ: 107534
-Известно, что заблудившийся в лесу человек бродит по кругу.
Прокомментируйте явление.( Шаг одной ноги короче).
- Ребята, подумайте над вопросом: одинаковый ли путь и скорость будут
иметь передние колеса автомобиля при движении на прямом участке
дороги? При развороте?
Ответ: При развороте колесо, двигающееся по
внешнему радиусу пройдет больший путь
Задача: Скорость теннисного мяча на подаче теннисиста Энди Роддика
достигает 248 км/ч. Переведите скорость в м/с. Будет ли меняться скорость
при полете мяча? Что мешает сохранить скорость мяча? Ответ: Около 69 м/с:
сопротивление воздуха.
Задача: Определить скорость сближения вас с вашим изображением в
зеркале, если вы,
двигаясь перпендикулярно поверхности зеркала,
развиваете скорость 1 м/с? Ответ:2 м/с
- Сегодня мы обобщили тему : «Расчет пути, скорости и времени
движения»
Спасибо за сотрудничество. Есть желающие выразить
мысли по поводу сегодняшнего урока? Как вы поняли смысл изречения:
«Дорогу осилит идущий»? Давайте споем под гитару дорожную песню:
«Люди
идут
по
свету…»
ЗАДАНИЕ НАДОМ: Провести эксперименты по теме «Определение средней
скорости движения»
1. Скорость кошки
2. Скорость в длительном путешествии
3. Скорость правого и левого колес автомобиля при развороте
4. Скорость ученика при движении из школы домой
5. Скорость в спринтерском забеге на 100 метров и т.д.