Урок физики в 9 классе&quot

Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики
Чувашский республиканский центр дистанционного обучения
Чувашского республиканского института образования
Дистанционный конкурс “Педагогические инновации”
в номинации
“Преподавание физики”
урок в 9 классе по модульной технологии
тема:
“Законы Ньютона”
по учебнику А.В.Перышкин, Е.М.Гутник
учитель Большекарачкинской
основной общеобразовательной школы
Моргаушского района
Гурьева Валентина Валентиновна
2005 год
Основная проблема и обоснование актуальности ее разработки
Основной постулат так называемой “традиционной методики” гласит: ”С каждого
урока ученик должен уходить с новыми знаниями”. Отсюда следует предельная дробность
материала, который разбивается на малые порции. Поэтому основной единицей учебного
процесса в “традиционной методике” является урок – целостная композиция, с небольшим
учебным материалом в качестве ядра. “Традиционным является урок – одновременное
занятие с целым классом, в ходе которого учитель сообщает, передает знания, формирует
умения и навыки, на предъявление нового материала/сообщение, изложение/, его
воспроизведение учениками, оценивает результаты этого воспроизведения. Работа
учителя ориентирована прежде всего на сообщение знаний и способов действий, которые
передаются учащимся в готовом виде, предназначены для воспроизводящего усвоения;
учитель является единственным инициативно действующим лицом учебного
процессе”/Кларин В.М. Инновации в мировой педагогике/.
Стремление к совершенствованию, повышению эффективности образовательного
процесса привело к появлению новых технологий обучения.
Модульное обучение возникло как альтернатива традиционному обучению,
интегрируя в себе все то прогрессивное, что накоплено в педагогической теории и
практике нашего времени.
Сущность модульного обучения состоит в том, что ученик полностью
самостоятельно/или с определенной дозой помощи/ достигает конкретных целей учения в
процессе работы с модулем.
Модули позволяют перевести обучение на субъект-субъектную основу,
индивидуализировать работу с отдельными учащимися, дозировать индивидуальную
помощь, изменить формы общения учителя и ученика.
Минимальной единицей учебного процесса в модульных технологиях является не
урок, а цикл уроков или модуль.
Первый урок цикла предназначен для изучения нового материала с опорой на
максимально доступный комплекс средств обучения. Как правило, на этом уроке
учащиеся получают конспект материала – либо готовый, заранее размноженный, либо
появляющийся на доске по мере объяснения учителя. На этом же уроке проводится
первичное закрепление.
Урок I.
Тема: Законы Ньютона.
Цели:
- сформировать понятие об инерциальной системе отсчета;
- ввести понятие силы как количественной меры;
- изучить законы Ньютона.
Ход урока:
I. Изложение нового материала.
Механика состоит из двух разделов: кинематика и динамика.
Механика
кинематика
отвечает на вопрос:
как движется тело?
динамика
отвечает на вопрос:
почему так движется?
В основе динамики лежат три закона Ньютона.
На доске готовится таблица:
I закон Ньютона
II закон Ньютона
III закон Ньютона
формулировка
математическая
запись
на какой вопрос
отвечает
ответ
особенности
каждого закона
Из курса 7 класса нам известен один из законов движения, который называется
законом инерции. Согласно этому закону тела находятся в покое или движутся
прямолинейно и равномерно, т.е. сохраняют свою скорость постоянной, если на них не
действует другое тело. Но к этому факту пришли не сразу. На протяжении почти двадцати
веков, начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля все были убеждены:
для поддержания постоянной скорости тела необходимо чтобы что-то или кто-то
действовало на него. Например, чтобы повозка двигалась с постоянной скоростью, ее
должна постоянно тянуть лошадь.
В начале XVII века итальянский ученый Галилео Галилей пришел к выводу о
том, что при отсутствии внешних воздействий тело может не только покоиться, но и
двигаться прямолинейно и равномерно. А сила, которую приходится прикладывать к телу
для поддержания его движения, необходима только для того, чтобы уравновесить другие
приложенные к телу силы, например, силу трения.
В конце XVII века английский ученый Исаак Ньютон обобщил выводы Галилея,
сформулировал закон инерции и включил его в качестве I их трёх законов механики. В
изложении Ньютона закон инерции читается следующим образом:
Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или
равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается
приложенными силами изменить это состояние.
Однако выяснилось, что I закон Ньютона выполняется не во всех системах
отсчета.
Пример. Автобус движется прямолинейно и равномерно относительно земли. На
полу автобуса находится мяч. Мяч будет находиться в покое относительно автобуса при
любой скорости движения автобуса относительно земли – главное, чтобы эта скорость
была постоянной.
Но автобус резко начинает тормозить, скорость автобуса быстро уменьшается. Во
время торможения мячик приходит в движение, т.е. изменяет свою скорость относительно
автобуса, хотя нет никаких сил, которые толкали бы его.
Значит, в системе отсчета, связанной с автобусом, тормозящего относительно
земли, закон инерции не выполняется.
Поэтому I закон Ньютона формулируется так:
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют
свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела/ или действия
других тел компенсируются/.
Те системы отсчета, в которых закон инерции выполняется, называются
инерциальными, а те, в которых не выполняется, - неинерциальными.
Вопрос: Почему тело движется прямолинейно и равномерно?
Ответ: Тело движется прямолинейно и равномерно потому, что на него не
действуют другие тела или действия других тел компенсированы.
А почему тело движется с ускорением? Что является причиной возникновения
ускорения?
Для этого вспомним, что причиной изменения скорости тела, а значит, и
причиной возникновения ускорения является сила.
Пример. Шайба, лежащая на льду. Ее скорость равно 0. Скорость шайбы
изменится если на нее подействовать другим телом, т.е. силой.
Если на тело действует сразу несколько сил, то оно движется с ускорением в том
случае, если равнодействующая этих сил не равна 0.
Поскольку ускорение порождается силой, то естественно предположить, что
существует количественная взаимосвязь между этими величинами.
Жизненный опыт убеждает нас в том, что чем больше будет равнодействующая
приложенных к телу сил, тем больше ускорение получит при этом тело. И ускорения,
сообщаемые телам одной и той же постоянной силой, обратно пропорциональны массам
этих тел.
Количественную взаимосвязь между массой тела, ускорением, с которым оно
движется, и равнодействующей приложенных к телу сил, вызывающих это ускорение,
называют II законом Ньютона:
Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил,
приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.
Математически второй закон Ньютона выражается формулой:
a=F/m.
Вопрос: Почему тело движется с ускорением?
Ответ: Тело движется с ускорением потому, что на него действует сила или
несколько сил, равнодействующая которых не равна 0.
Мы знаем, что не бывает одностороннего действия одного тела на другое, тела
всегда взаимодействуют друг с другом. Например, если вы ударите ногой по футбольному
мячу, то немедленно ощутите обратное действие на ногу.
Рассмотрим опыт, где две тележки удерживаются динамометрами, прикрепленными
к вертикальным опорам.
Если на одну тележку положить магнит, а на другую – стальной брусок, то обе
тележки вместе с находящимися на них телами начнут двигаться навстречу друг другу.
То, что в движение пришли обе тележки, свидетельствует о взаимодействии тел: не только
брусок притягивается к магниту, но и магнит притягивается к бруску.
Встречное движение говорит о том, что силы, приложенные к взаимодействующим
телам, направлены в противоположные стороны.
В результате движения тележек пружины динамометров начнут растягиваться. Когда
силы упругости пружины динамометров станут равным силам притяжения тел, тележки
остановятся. При этом показания динамометров будут одинаковыми – значит, магнит и
брусок притягиваются друг к другу равными по модулю силами.
Этот опыт и многие другие свидетельствуют о том, что:
Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и
противоположны по направлению.
Это утверждение и называется III законом Ньютона.
Математически он записывается в следующей форме:
F = - F.
Формулировка
I закон Ньютона
Существуют такие
системы отсчета,
относительно которых
тела сохраняют свою
скорость постоянной,
если на него не
действуют другие тела
или действие других
тел компенсировано
Математическая
запись
На какой
Почему тело движется
вопрос отвечает прямолинейно и
равномерно?
Ответ
Тело движется
прямолинейно и
равномерно потому,
что на него не
действуют другие тела
или действие других
тел компенсировано.
Особенности
Выполняется только в
каждого закона инерциальных системах
отсчета
II закон Ньютона
Ускорение тела прямо
пропорционально
равнодействующей
сил, приложенных к
телу, и обратно
пропорционально его
массе
III закон Ньютона
Силы, с которыми
два тела действуют
друг на друга, равны
по модулю и
противоположны по
направлению
a=F/m
F=-F
Почему тело движется
с ускорением?
Как появляются
силы?
Тело движется с
ускорением потому,
что на него действует
сила или несколько
сил,
равнодействующая
которых не равна 0.
-закон справедлив для
любых сил;
-сила F является
причиной и
определяет ускорение;
вектор ускорения
Силы появляются
при взаимодействии.
-силы появляются
только парами;
-обе силы – одной
природы;
-силы не
уравновешиваются,
сонаправлен с
вектором силы;
-если результирующая
сил F равна 0, то
ускорение равно0, т.е.
получаем I закон
Ньютона.
т.к. приложены к
разным телам;
-закон верен для
любых сил.
II. Задание на дом: параграфы 10-12 прочитать, выучить таблицу.
Ш. Итоги урока.
Второй урок называется “уроком общения”. Его цель – заменить собой
домашнюю проработку материала, обеспечить его усвоение и проверку усвоения.
Основной метод – работа в парах, когда вначале каждый ученик овладевает материалом
по учебнику, затем шлифует материал в общении со своим собеседником, и, наконец,
отвечает учителю или его консультантам из числа уже ответивших учеников. Перед
уроком учитель воспроизводит на доске конспект, известный учащимся по I уроку цикла и
записывает вопросы, на которые необходимо ответить учащимся. Принцип формирования
пар учеников – “равный с равным”, т.е. в пары попадают ученики с одинаковым
предметным развитием и темпом работы.
Урок II.
Тема: Законы Ньютона. Решение задач.
Цели:
- обобщить знания, полученные по теме;
- научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей
жизни;
- формировать навыки решения качественных и расчетных задач.
Ход урока: I. Проверка домашнего задания. Работа в парах.
Задания парам:
Рассказать о каждом законе: формулировка закона, математическая запись,
особенности закона, на какой вопрос отвечает и ответ на этот вопрос.
Вопросы по I закону:
1. Может ли шайба, брошенная хоккеистом, двигаться равномерно по льду?
2. Назовите тела, действие которых компенсируется в следующих случаях:
- подводная лодка равномерно и прямолинейно дрейфует в толще воды;
- аэростат удерживается у земли канатами.
3. Действие всех сил скомпенсировано. Какова траектория движения этого тела?
а/ парабола;
б/ окружность;
в/прямая;
г/ эллипс.
Вопросы по II закону:
1. Как меняется ускорение тела, если силу, действующую на тело увеличить в 2
раза; уменьшить в 3 раза?
2. Упражнение 11/задача 1/. Определите силу, под действием которой
велосипедист скатывается с горки с ускорением, равным 0,8 м/с2, если масса
велосипедиста с велосипедом равна 50 кг.
3. упражнение 11/задача 6/. Некоторое тело движется с постоянным ускорением.
Какая величина, характеризующая движение этого тела, всегда сонаправлена
с равнодействующей приложенных к телу сил, а какие величины могут быть
направлены противоположно равнодействующей?
Вопросы по III закону:
1. Человек идет по земле. Как это происходит?
2. Упражнение 12/задача 1/.
На рисунке изображен лежащий на доске камень. Сделайте в тетради такой
же рисунок и изобразите стрелочками две силы, которые по третьему закону
Ньютона равны друг другу. Что это за силы? Обозначьте их.
II. Самоконтроль и самооценка результатов работы.
III. Задание на дом:
1. Подготовить сообщение о жизни и деятельности Исаака Ньютона.
2. Упражнение11 /задачи 2,3,4/, упражнение 12 /задачи 2,3/.
III урок отводится под закрепление и контроль в виде опроса по конспекту,
подготовку к самостоятельной работе и самостоятельную работу.
Урок III.
Тема: Законы Ньютона. Решение задач.
Цели:
- обобщить и закрепить знания по данной теме;
- совершенствовать навыки решения задач;
- расширить кругозор учащихся;
- контроль усвоения материала по данной теме.
Ход урока: I. Проверка домашнего задания:
а/ сообщение о жизни и деятельности И.Ньютона;
б/анализ решения задач из домашнего задания.
II. Решение задач.
1. На рисунке показан фонарь, подвешенный на двух тросах. На
фонарь действуют три силы: сила тяжести F3 и силы натяжения тросов F1 и F2.
Чему равна равнодействующая этих трех сил? Чему равна равнодействующая сил
F1 и F2?
3. Можно ли, исходя из равенства a=F/m, утверждать, что ускорение тела
зависит от приложенной к нему силы и от массы тела?
4. Можно ли, исходя из выражения m=F/a, утверждать, что масса тела зависит от
приложенной к нему силы и от его ускорения?
5. Можно ли, исходя из формулы F=ma, утверждать, что сила, приложенная к
телу, зависит от массы тела и его ускорения?
6. Третий закон Ньютона самим Ньютоном был сформулирован так:
“Действию всегда есть равное и противоположное противодействие”. Есть ли
физическое различие между действием и противодействием? Что собой
представляют “действие” и “противодействие” Ньютона?
III. Самостоятельная работа.
Вариант I.
1.
Парашютист спускается, двигаясь равномерно и прямолинейно.
Объяснить, действия каких тел взаимно компенсируются.
2.
Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с2. Какая сила сообщит
этому телу ускорение 2 м/с2?
3.
На рисунке дан график зависимости проекции скорости от времени
тела массой 2 кг. Найти проекцию силы Fх, действующей на тело на
каждом этапе движения.
4.
Почему лодка не сдвигается с места, когда человек, находящийся в
ней, давит на борт, и приходит в движение, если человек выйдет из
лодки и будет толкать ее с такой же силой?
Вариант II.
1. Может ли автомобиль двигаться равномерно по горизонтальному шоссе с
выключенным двигателем?
2. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приобрело ускорение 2 м/с 2.
Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг под действием такой же
силы?
3.
На рисунке дан график зависимости проекции скорости от времени тела
массой 5 кг. Найти проекцию силы Fх, действующей на тело на каждом этапе
движения.
4. Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы.
Обосновать невозможность этого.
III. Итоги урока.