Применение ключевых ситуаций при решении задач по физике.

Применение ключевых ситуаций при решении задач по физике.
Ключевые ситуации – это типичные учебные ситуации, вокруг которых группируются
большинство задач по физике. В школьном курсе физики таких ключевых ситуаций несколько
десятков на тысячи задач.
В данной работе предложено применение двух ключевых ситуаций при решении задач в
7 классе:
Задание 1.
<1>Прямолинейное равномерное движение
<2>Плотность: полые тела и сплавы
Задание 2.
Задача (1), составленная на основе <1> ключевой ситуации:
Отправляясь в путешествие и двигаясь равномерно, мотоциклист за 2 часа
проехал 144 км.
а) Определить скорость его движения и выразить его в м/с.;
б) Построить график скорости. Выразить скорость в м/с.;
в) построить график пути мотоциклиста, если после 2-х часов езды, он 1 час
отдыхал. Постройте график скорости за 2 часа движения. Выразите скорость в м/с.(Можно
добавить: и график скорости за 1 час отдыха).
Задача (2), составленная на основе <2> ключевой ситуации:
Имеются куски меди и олова соответственно массами 100 г. и 30 г.
а) Определить объёмы данных кусков;
б) Определить, есть ли пустоты в кусках, если внешний объём меди 13 см 3 ,
внешний объём олова 4,1 см3.
в) Найти плотность бронзы, для изготовления которой взяли эти куски.
Задание 3.
Методология решения этих задач с учениками.
Фрагмент урока: Решение задач по теме «Прямолинейное движение».
Задачу (1) следует решать после выполнения упражнения 5 из учебника физики для 7
класса автора А.В.Перышкина.
Задача записывается на доске. Запись условия в буквенном виде и решение задач для
случаев а), б), в) выполняются отдельно.
Комментарии к каждому случаю:
1) Читаем условия задачи;
2) Запишем условия задачи в буквенном виде;
3) Выполняем решение.
Вопросы ученикам при записи условия и при решении задачи:
а, б, в- Какой буквой обозначается время?
а, б, в- Как запишем, что время движения равно 2 часа?
а, б, в- Какой буквой обозначается путь?
а, б, в- Как запишем, что путь равен 144 км.?
а, б, в- Какой буквой обозначается скорость?
аКак запишем выражение: «Определите скорость движения»?
а, б, в- Что необходимо знать, чтобы из единицы скорости ? перейти в
единицу скорости м/с
а,б,в Как переведем
в систему СИ, т.е. в ?
б, в – Какая линия является графиком скорости при прямолинейном равномерном
движении? Как она проходит?
в -Какая линия является графиком пути при прямолинейном равномерном движении?
в- Как пройдёт прямая (отрезок прямой), если путь мотоциклиста будем рассматривать с
отметки 0 км., а время отсчитывать с отметки 0 ч.?
в- Как пройдёт прямая (отрезок прямой), если 1 час мотоциклист отдыхал?
Оформление задач
Задача (1)
а) Дано:
t= 2 ч.
S= 144 км.
V =?
выразить скорость в м/с
Решение
км
V=
72
ч
72000 м
=
3600 с
м
= 20
с
м
Ответ:
с
V= 20
б) Дано:
t= 2 ч.
Решение
S= 144 км.
Комментарий учителя: Чтобы построить график скорости,
1.
Построить
график необходимо его вычислить по данным к задаче.
скорости
S
144 км.
км
2. Выразить скорость в м/с
V= t
=
= 72 ч
2 ч.
км
V= 72
ч
72000 м
=
3600 с
м
= 20
с
Комментарий учителя: Чтобы построить график скорости выберем координатные оси и
выберем длину единичного отрезка.
Вертикальная ось Оv - ось скорости; единичный отрезок 1 клетка- 10 км/ч.
Горизонтальная ось Оt – ось времени; 2 клетки- 1 час.
км
V
ч
0
1
70
60
50
40
30
20
10
2
t (ч)
2
в) Дано:
t1= 2 ч.
S1 = 144 км.
t2= 1 ч.
1.Построить график пути
за t1 и t2.
2.Построить
график
скорости за t1.
3.Выразить скорость в м/с
Решение
Комментарий учителя: Чтобы построить график пути
выберем две координатные оси и выберем длину единичного
отрезка:
Вертикальная ось Оs – ось пути, единичный отрезок: 2
клетки- 20 км.
Горизонтальная ось Оt – ось времени, единичный отрезок: 2
клетки- 1 час.
S
(км)
t
0
2
s
0
144
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
t (ч)
км
V
ч
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
t (ч)
Фрагмент урока:
Решение задач по теме «Плотность»
3
Урок является пятым по счёту.
Задача записывается на доске. Запись условия в буквенном виде и решения для случаев а), б), в)
выполняются отдельно.
Комментарии к каждому случаю:
1. Читаем условия задачи;
2. Записываем условия задачи в буквенном виде;
3. Выполняем решение.
Вопросы ученикам при записи условия и при решении задач.
-Какой буквой обозначается масса?- а, б, в
-Как запишем, что масса меди равна 100 г., масса олова равна 30 г.?- а, б, в
-Что ещё необходимо знать, чтобы определить объём?- а
-Какой буквой обозначается плотность? а, б, в
-Откуда возьмём плотность? а, б, в
-В каких единицах удобнее взять плотность, если масса дана в граммах?- а, б, в
-Какой буквой обозначается объём? а, б, в
-Как запишем: «Определить объёмы данных тел»?- а
-Какую формулу надо записать, чтобы определить объём? –а, б, в
-Какие величины даны в условии?- б
-Все ли данные в задаче записаны? –б
-Что спрашивается в условии задачи? –б
-Как следует понимать: есть ли в детали пустоты? –б
Если ученики затрудняются ответить на этот вопрос, то комментарий
учителя: используя данные к задаче, определим плотность тел и сравним их с
табличными. Если обнаружим, что они меньше табличных значений, то значит есть
пустоты.
-Как запишем вопрос в задаче в буквенном виде?- б
-Как запишем вопрос: «Определить плотность бронзы»?- в
Оформление задач
а) Дано:
mм= 100 г.
mо= 30 г.
ρ о = 7,3 г
см3
ρ м = 8,9 г
см3
Vo = ? Vм = ?
Решение
m
V= ρ
; Vo =
mo
ρo
; Vм =
mм
ρм
30 г
Vo =
7,9
г
см3
= 4,1см3
100 г
= 11,2см3
г
8,9 см3
Ответ: Vo = 4,1см3 ; Vm = 11,2см3 .
Vm =
4
б) Дано:
mм= 100 г.
Vm = 13 см3
ρ м = 8,9 г
см3
mо= 30 г.
ρ о = 7,3 г
см3
Решение
ρ=
m
v
; ρм =
г
7,7
100 г
= 13 см3
mм
Vм
≈7,7
г
см3
г
< 8,9
см
3
см3
ρм < ρ м – пустоты в куске меди есть.
mо
30 г
г
ρо = Vo = 4,1 см3
=7,3
см3
Vo = 4,1см
ρм = ?
ρо = ?
Есть ли пустоты в кусках?
3
г
7,3 см3
г
см3
= 7,3
ρо = ρо – пустот в куске олова нет.
Ответ: в куске меди есть пустоты;
в куске олова нет пустот.
Решение
Комментарий учителя: Рассматривая сплавы, обычно
предполагают, что объём сплава равен сумме объёмов
составляющих его веществ. В таком случае плотность сплава
равна:
ρ=
m1+ m2
V1+ V2
Для нашего случая:
ρбр=
mм+ mо
Vm+ Vo
;
mм
Vm =
;
ρм
Vm - ? ; Vo- ?
mо
Vo =
ρо
100 г
Vm =
8,9
г
см3
=11,2 см3;
г
см3
= 4,1 см3
30 г
Vo =
7,3
100 г + 30 г
=тогда ρ бр=
11,2 см3 + 4,1 см3
130 г
=
15,3 см3
г
=8,5 см3
Ответ: ρбр= 8,5 г
см3
5