1020550
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 1.410 руб.;
- курсы повышения квалификации от 430 руб.
Московские документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ ДО 90%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО до конца апреля!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности №038767 выдана ООО "Столичный учебный центр", г.Москва)

ИнфоурокФизикаКонспектыИнтегрированный урок физика - математика тема: Решение задач физики математическими методами

Интегрированный урок физика - математика тема: Решение задач физики математическими методами

библиотека
материалов
Скачать материал целиком можно бесплатно по ссылке внизу страницы.

hello_html_190e626f.gifhello_html_190e626f.gifhello_html_190e626f.gifhello_html_190e626f.gifhello_html_190e626f.gifhello_html_190e626f.gifРзделы: Преподавание математики, Преподавание физики



Единственный путь к знаниям – это деятельность.

Б. Шоу.



Межпредметные связи – понятие в образовании не новое. Тем не менее, мы постоянно к нему обращаемся. Это и понятно: физика тесно связана с другими науками, но прежде всего – с математикой. Только математика придаёт физике статус точной науки о природе, позволяет понять истинную суть происходящих явлений, предсказывать возможные результаты эксперимента.

Реализация связи физики и математики – это обширная тема. Один из вариантов этой темы – урок“Математика – язык физики”. Такой урок был проведен в рамках предметной недели физика – математика, после рассмотрения темы “Механика”. К этому времени в курсе математики уже изучены темы: “Векторы”, “Тригонометрические функции”, “Решение квадратных уравнений”, “Длина окружности”,

Подобие треугольников” и др.

Это даёт возможность провести урок решения задач по механике совместно с учителем математики.

В нашем техникуме уроки проводятся парами – 1 занятие включает два урока, поэтому нет смысла включать в содержание урока большое количество задач для всех обучающихся и задачи повышенного уровня. Поэтому в свое занятие мы включили стандартные задачи среднего уровня и рассмотрели их применяя компьютерные технологии.

Выбранную задачу нужно было всем членам группы решить, оформить решение с чертежом в виде презентации. Внутри группы обучающиеся сами распределили поручения: создание компьютерной презентации, объяснение решения классу, подготовка опыта и его пояснения; выбрали человека, который будет в конце урока комментировать выступления других групп.

Организуя, таким образом, подготовку урока, мы старались сделать так, чтобы ни один ученик не был на этом уроке просто зрителем.













Интегрированный урок физика + математика



Тема: «Математика – язык физики» решение задач раздел «Механика»



Тип: Урок обобщения и систематизации предметных знаний, умений, навыков.

Цель: формирование умений применять знания при решении задач по алгоритму; освоение приемов действий в нестандартных ситуациях путем оформления решения задачи в редакторе PowerPoint; развитие навыков коммуникативного общения путем работы в группах, самооценки.

Ожидаемый результат: безошибочное решение задач по предложенному алгоритму, умение самостоятельно находить и исправлять ошибки по предложенному образцу, оказывать взаимопомощь при работе в группах.

Используются основные принципы и приемы следующих технологий:

Здоровьесберегающие технологии; Технология сотрудничества; Технология обучения физике через решение задач; ИКТ (презентация).



Организация: Группа разделилась на пять подгрупп по желанию. Каждая группа выбрала одну задачу из нескольких предложенных. Выбранная задача решается всеми участниками подгруппы совместно, оформить решение с чертежом на отдельном листе и в виде презентации в редакторе PowerPoint. Действия по решению задач обучающиеся определяют самостоятельно, также самостоятельно проверяют правильность решения задачи используя образец. После проверки выполняют презентацию, а затем, когда будут готовы все группы, презентация демонстрируется другим обучающимся и озвучивается решение задачи по заранее предложенному алгоритму.

Оборудование, материалы: ПК, программа PowerPoint, карточки – задания (с задачами), алгоритм решения задач по механике; электронный учебник физика 10 класс











Структура: Этапы

Задача этапа

Деятельность



преподаватели

обучающиеся

  1. Мотивация

Готовность выполнять нормативные требования к учебной деятельности

создать условия для возникновения внутренней потребности включения в деятельность;

актуализировать требования к ученику со стороны учебной деятельности;

установить тематические рамки учебной деятельности

Готовятся к уроку, делятся на группы по желанию

  1. актуализация

Подготовить и организовать обучающихся к деятельности ; активизировать мыслительные процессы

Беседа,

Физико-математический диктант;

Демонстрируют алгоритм решения задач по теме «механика» на примере решения стандартной задачи

Отвечают на вопросы, дополняют,

воспроизводят знания; самостоятельно выполняют диктант;

проверяет ответы по образцу;

анализируют алгоритм решения задач на примере преподавателя;

  1. построение деятельности по реализации проекта

установить цели УД, выбрать способы и средства реализации цели.

Беседа – помогает в постановке цели, уточняет тему урока;

предлагает средства, способы, методы.

Выбирают задачи; Формулируют цель своих действий; предлагают тему урока; выбирают средства, модели, формулы, способы записи

  1. реализация проекта, самостоятельная работа

Применять знания умения, навыки к решению задач

Оказывает помощь в реализации, отвечает на вопросы;

Создает ситуацию успеха;


Используют предметные действия, с моделями, схемами;

Решают задачи по группам;

Самопроверка решений по образцу;

Исправление ошибок по необходимости;

Оформляют презентацию

  1. рефлексия

Продемонстрировать результаты и оценить собственную деятельность

Организуют рефлексию

Демонстрация презентации с решением выбранной задачи;

Соотносят поставленную цель с результатами деятельности



Материалы к уроку

Задачи

1.Трактор тянет плуг по горизонтали силой 5 кН. Сопротивление движению 3 кН. Определите равнодействующую этих сил

2. На падающего парашютиста действуют две силы: притяжение Земли 800 Н и сопротивление воздуха 700 Н. Чему равна равнодействующая этих сил и куда она направлена?

3. Трактор, сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорение 0,5 м/с2. Какое ускорение сообщит тому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие 60 кН?

4. Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с2. Какая сила сообщит этому телу ускорение 2 м/с2?

5. Порожний грузовой автомобиль массой 4 т начал движение с ускорением 0,3 м/с2. Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,2 м/с2?

6. Автомобиль массой 3,2∙103 кг за 15 с от начала движения развил скорость 9,0 м/с. Определите силу, сообщающую ускорение автомобилю.

7. Снаряд массой 10 кг вылетает из ствола орудия со скоростью 600 м/с. Определите среднюю силу давления пороховых газов на снаряд, если длина ствола орудия 3 м, а движение снаряда равноускоренное.

8. На тело массой 20 кг начинает действовать равнодействующая сила 1 Н. Какое расстояние пройдет тело под действием этой силы за 30 с и в каком направлении?



Алгоритм решения задач «Механика»

  1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).

  2. Анализ (построить математическую модель явления):

      1. Выбрать систему отсчета.

      2. Найти все силы, действующие на тело, и изобразить их на чертеже. Определить (или предположить) направление ускорения и изобразить его на чертеже.

      3. Записать уравнение второго закона Ньютона в векторной форме и перейти к скалярной записи, заменив все векторы их проекциями на оси координат.

      4. Исходя из физической природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.

      5. Если в задаче требуется определить положение или скорость точки, то к полученным уравнениям динамики добавить кинетические уравнения.

  3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.

  4. Решение проверить и оценить критически.





    1. Внимательно прочитайте условия всех задач.



Задачи


1.Трактор тянет плуг по горизонтали силой 5 кН. Сопротивление движению 3 кН. Определите равнодействующую этих сил

2. На падающего парашютиста действуют две силы: притяжение Земли 800 Н и сопротивление воздуха 700 Н. Чему равна равнодействующая этих сил и куда она направлена?

3. Трактор, сила тяги которого на крюке 15 кН, сообщает прицепу ускорение 0,5 м/с2. Какое ускорение сообщит тому же прицепу трактор, развивающий тяговое усилие 60 кН?

4. Сила 60 Н сообщает телу ускорение 0,8 м/с2. Какая сила сообщит этому телу ускорение 2 м/с2?

5. Порожний грузовой автомобиль массой 4 т начал движение с ускорением 0,3 м/с2. Какова масса груза, принятого автомобилем, если при той же силе тяги он трогается с места с ускорением 0,2 м/с2?

6. Автомобиль массой 3,2∙103 кг за 15 с от начала движения развил скорость 9,0 м/с. Определите силу, сообщающую ускорение автомобилю.

7. Снаряд массой 10 кг вылетает из ствола орудия со скоростью 600 м/с. Определите среднюю силу давления пороховых газов на снаряд, если длина ствола орудия 3 м, а движение снаряда равноускоренное.

8. На тело массой 20 кг начинает действовать равнодействующая сила 1 Н. Какое расстояние пройдет тело под действием этой силы за 30 с и в каком направлении?


    1. Выберите одну задачу, которую вы будете решать в своей группе;

    2. Согласуйте свой выбор с другими группами (чтобы небыло повторений);

    3. Решите выбранную задачу по алгоритму;

    4. Сравните решение задачи с эталоном;

    5. Если решение верно, то оформите его в виде презентации;

    6. Продемонстрируйте презентацию и объясните решение задачи для других обучающихся.











Эталон ЗАДАЧА № 1

Трактор;

действие сил;

F1 = 5 кН;

F2 = 3 кН;


R – ?

Равнодействующая сил R =F 1 +F 2.

1 способ: Ось направим в сторону большей силы (F1). Проекция уравнения на : Rx = F1F2, Rx = 5 кН – 3 кH = 2 кH (рис. 1 а), т.к. Rx > 0, то вектор R направлен вдоль выбранной оси.

http://www.physbook.ru/images/7/7f/Img_Newton1_S_005.jpg

Рис. 1 а

2 способ: Построим равнодействующую этих сил R (рис. 1 б). Из рисунка видно, что R = F1F2; R = 2 кH. Направление R указано на рис. 1 б.

http://www.physbook.ru/images/f/f5/Img_Newton1_S_006.jpg

Рис. 1 б



















Эталон Задача № 2.



Равнодействующая сил R =F s +F pr. Ось 0Y направим вверх. Проекция уравнения на ось 0Y: Ry = FsFpr, где Fs = 700 Н; Fpr = 800 Н. Тогда Ry = 700 Н – 800 H = –100 H (рис. 1). Так как Ry < 0, то вектор R направлен против оси 0Y, т.е. вниз.

1.jpg







Эталон ЗАДАЧА № 3

Два трактора, прицеп;

действие силы;

F1 = 15 кН = 15∙103 Н;

F2 = 60 кН = 60∙103 Н;

a1 = 0,5 м/с2;


a2 – ?

Направим ось по направлению силы. Ускорение, сообщаемое этой силой, будет направлено в ту же сторону, что и сила (рис. 1). Ускорение и сила связаны соотношением Fx = max, где Fx = F, ax = a. Для первого трактора уравнение примет вид F1 = m1a1, для второго – F2 = m2a2, где m1 = m2 – масса прицепа, по условию она не меняется. Тогда

F 1 F 2 =m 1 a 1 m 2 a 2 =a 1 a 2 ;a 2 =a 1 F 2 F 1; a2 = 2,0 м/с2.

3.jpg



Эталон ЗАДАЧА № 4

Направим ось по направлению силы. Ускорение, сообщаемое этой силой, будет направлено в ту же сторону, что и сила (рис. 1). Ускорение и сила связаны соотношением Fx = max, где Fx = F, ax = a. Для первой силы уравнение примет вид F1 = m1a1, для второго – F2 = m2a2, где F1 = 60 Н, a1 = 0,8 м/с2, a2 = 2 м/с2, m1 = m2 – масса тела, по условию она не меняется. Тогда

F 1 F 2 =m 1 a 1 m 2 a 2 =a 1 a 2 ;F 2 =F 1 a 2 a 1; F2 = 150 Н.

3.jpg









Эталон ЗАДАЧА № 5.

Направим ось по направлению ускорения. Сила, которое сообщает это ускорение, будет направлено в ту же сторону, что и ускорение (рис. 1). Ускорение и сила связаны соотношением Fx = max, где Fx = F, ax = a. Для порожнего грузового автомобиля уравнение примет вид F1 = m1a1, для автомобиля с грузом – F2 = m2a2, где F1 = F2 – действует такая же сила тяги, a1 = 0,3 м/с2, m1 = 4 т = 4∙103 кг, a2 = 0,2 м/с2, m2 = m1 + Δm, Δm – масса груза. Тогда

F 1 F 2 =1=m 1 a 1 m 2 a 2 =m 1 a 1 (m 1 +Δm)a 2 ;m 1 +Δm=m 1 a 1 a 2 ;Δm=m 1 a 1 a 2 −m 1 =m 1 (a 1 a 2 −1); Δm = 2 т.

3.jpg











Эталон ЗАДАЧА № 6

автомобиль;

действие сил;

равноускоренное движение;

m = 3,2∙103 кг;

t = 15 c;

υ = 9,0 м/с;


F – ?

Из фразы «от начала движения» следует, что υ0 = 0 и тело начнет двигаться равноускоренно прямолинейно (по умолчанию). Направим ось вдоль скорости. Ускорение направлено в сторону движения и в сторону равнодействующей силы (рис. 1). Зная время, начальную и конечную скорости, можно найти ускорение a x =υ x −υ 0x t, где υx = υ, υ0 = 0. Ускорение и сила связаны соотношением Fx = max, где Fx = F, ax = a. Тогда

F=mυ t; F ≈ 1,9∙103 Н.

3.jpg

























Эталон ЗАДАЧА № 7

снаряд;

действие сил;

равноускоренное движение;

m = 10 кг;

l = 3 м;

υ = 600 м/с;


F – ?

По условию снаряд движется прямолинейно равноускоренно. Скорость вылета снаряда из ствола – это конечная скорость, начальная скорость υ0 = 0. Для снаряда длина орудия – это перемещение снаряда, т.е. Δr = l.

Направим ось вдоль скорости. Ускорение направлено в сторону движения и в сторону равнодействующей силы (рис. 1). Зная перемещение, начальную и конечную скорости, можно найти ускорение Δr x =υ 2 x −υ 2 0x 2a x, где Δrx = Δr = l, υx = υ, υ0 = 0. Ускорение и сила связаны соотношением Fx = max, где Fx = F, ax = a. Тогда

a=υ 2 2l ;F=mυ 2 2l; F = 6∙105 Н.

3.jpg





















Эталон ЗАДАЧА № 8.

тело;

действие сил;

равноускоренное движение;

m = 20 кг;

F = 1 Н;

t = 30 c;


s – ?

Из фразы «на тело начинает действовать равнодействующая сила» следует, что υ0 = 0 и тело начнет двигаться равноускоренно прямолинейно. Направим ось вдоль силы. Ускорение направлено в сторону движения и в сторону равнодействующей силы (рис. 1). Расстояние, которое пройдет тело при прямолинейном движении, равно перемещению, т.е. Δr = s. Зная равнодействующую силу и массу, по второму закону Ньютона можно найти ускорение a x =F x m.

При прямолинейном равноускоренном движении, зная ускорение, время и начальную скорость, перемещение можно найти так Δr x =υ 0x t+a x t 2 2, где Δrx = Δr = s, υ0x = 0, Fx = F, ax = а (рис. 1). Тогда

s=at 2 2 =Ft 2 2m; s = 22,5 м. Тело будет двигаться в сторону равнодействующей силы.

3.jpg

















Алгоритм решения задач «Механика»

  1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).

  2. Анализ (построить математическую модель явления):

      1. Выбрать систему отсчета.

      2. Найти все силы, действующие на тело, и изобразить их на чертеже. Определить (или предположить) направление ускорения и изобразить его на чертеже.

      3. Записать уравнение второго закона Ньютона в векторной форме и перейти к скалярной записи, заменив все векторы их проекциями на оси координат.

      4. Исходя из физической природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.

      5. Если в задаче требуется определить положение или скорость точки, то к полученным уравнениям динамики добавить кинетические уравнения.

  3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.

  4. Решение проверить и оценить критически.

___________________________________________________________

Алгоритм решения задач «Механика»

  1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).

  2. Анализ (построить математическую модель явления):

      1. Выбрать систему отсчета.

      2. Найти все силы, действующие на тело, и изобразить их на чертеже. Определить (или предположить) направление ускорения и изобразить его на чертеже.

      3. Записать уравнение второго закона Ньютона в векторной форме и перейти к скалярной записи, заменив все векторы их проекциями на оси координат.

      4. Исходя из физической природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.

      5. Если в задаче требуется определить положение или скорость точки, то к полученным уравнениям динамики добавить кинетические уравнения.

  3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.

  4. Решение проверить и оценить критически.

Общая информация

Номер материала: ДВ-152049

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс «Логистика»
Курс «Гид-экскурсовод: Основы туристского сопровождения»
Курс повышения квалификации «Основы местного самоуправления и муниципальной службы»
Курс повышения квалификации «Организация научно-исследовательской работы студентов в соответствии с требованиями ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»
Курс повышения квалификации «Финансовые инструменты»
Курс профессиональной переподготовки «Организация процесса страхования (перестрахования)»
Курс профессиональной переподготовки «Гражданско-правовые дисциплины: Теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Стратегическое управление деятельностью по дистанционному информационно-справочному обслуживанию»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.