Лабораторная работа по физике в 10 классе «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

     Технологическая карта урока по физике в 10 классе

Тема:  Лабораторная работа «Сравнение  работы силы с  изменением кинетической энергии»		Часов на изучение темы:     2
Тип урока: «Открытие» нового способа действия»		В теме: второй урок
Цель урока:		Формирование способности учащихся к новому способу действия, расширение понятийной базы за счет введения понятия «кинетическая энергия, её изменение, связь с работой силы», формирование умения нахождения кинетической энергии, её изменения, определение работы, совершенной над телом. Выполнение и анализ измерений физических величин, проведение расчётов, осмысление полученного результата.
Задачи урока:	Образовательные	Закрепить понятие «кинетическая энергия», научить определять кинетическую энергию движущегося тела, работу силы
	Развивающие	Развивать умение проводить учебный эксперимент, отрабатывать навыки проведения измерений времени, пути, расчета ускорения, мгновенной скорости, кинетической энергии, работы силы, анализировать, сравнивать, делать выводы, развивать устную речь.
	Воспитательные	Воспитывать умение работать в группе, оказывать помощь учащимся, высказывать свою точку зрения, слушать других, принимать участие в диалоге, формировать способность к позитивному сотрудничеству.
Новые термины и понятия		погрешность проведения эксперимента.
Планируемый результат:	УУД	Личностные: учатся проводить эксперимент, выполнять измерения физических величин, проводить расчёты, применять ранее изученные формулы, сравнивают изменение энергии и работу силы , оценивают результат
		Познавательные: выбирают и формулируют познавательную цель, выражают смысл ситуации с помощью различных примеров
		Регулятивные: самостоятельно планируют ход выполнения работы, верно определяют параметры величин, проводят вычисления и анализ формулируют познавательную цель и строят свои действия в соответствии с ней
		Коммуникативные: регулируют собственную деятельность посредством речевых действий

Организация пространства
Межпредметные связи	Формы работы	Ресурсы
Алгебра, ОБЖ, технология	Индивидуальная, фронтальная, групповая, парная	Учебник, раздаточный материал, компьютер, презентация,  оборудование для проведения эксперимента, секундомер, измерительная лента

Этап урока	Время, мин	Цель этапа	Деятельность учителя	Деятельность учеников	Планируемые результаты	Оценка результата деятельности ученика
Организационный	2	Включение учащихся в учебную деятельность	Приветствие учащихся, сообщение структуры урока	Настраиваются на работу, получают позитивный заряд; концентрируют внимание	Личностные: самоопределяются, настраиваются на урок Познавательные: ставят перед собой цель: «Что я хочу сегодня получить от урока» Коммуникативные: планируют учебное сотрудничество с учителем и одноклассниками	Готовы к сотрудничеству, внимательны, собраны
Актуализация знаний	7	Актуализация знаний	Организация индивидуального повторения понятий, формул. Презентация на доске с вопросами по повторению. Обучающая структура Сималтиниус раунд тэйбл: работают в группе 4 ученика по 2 парты. Берут каждый по листку одновременно пишут ответы на один вопрос, передают по кругу следующему участнику, читают следующий вопрос, пишут ответ, передают по кругу дальше. Далее учитель открывает ответы, проводится сверка правильности ответа. Раздача карточек с материалами теста по  теме. 1.кинетическая энергия определяется по формуле… А) mv/2      б) FS        в) ma    г)mv2 /2 2.единицы измерения кинетической энергии А) Ньютон, б) Джоуль, в) Ватт, г) килограмм, д) м/с. 3. Допишите символы вместо многоточия, чтобы получилась теорема об изменении кинетической энергии   :  …=   Ек…  - Ек…. 4.Как изменится кинетическая энергия движущегося тела при увеличении его скорости в 2 раза? А) увеличится в 2 раза, Б) уменьшится в 2 раза, В) увеличится в 4 раза, г)уменьшится в 4 раза. 5) Определить величину работы, которую надо совершить, чтобы сообщить первоначально покоившемуся телу массой 120 г скорость 7,2 км/ч. А) 864 Дж, б) 0,864 Дж, в)0,24Дж,  г) 240 Дж.	Выполняют задания, повторяют ранее изученный материал, закрепляют умение определять работу, совершенную над телом по его перемещению, кинетическую энергию. Сверяют свои ответы с приведенными в презентации ответами. Одновременно происходит выравнивание знаний, ликвидация пробелов.	Познавательные: анализируя и сравнивая предлагаемые задания, извлекают необходимую информацию для построения высказывания; Регулятивные: выполняют повторительное, тренировочное учебное действие Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, используют свои высказывания для обоснования своего суждения	Участие в работе, повторение материала, выравнивание знаний, понимание необходимости совершенствования знаний об энергии, работе.
Создание проблемной ситуации	2	Обсуждение незнакомой ситуации, порождающей проблему появления нового действия	Организация обсуждения: 1) можно ли сравнить работы, совершенные разными по массе телами, и изменение кинетической энергии?  Учащиеся видят оборудование на столе. Учитель предлагает высказывать идеи о том, 1) как можно использовать это оборудование для проведения опытов, 2)что можно найти из опыта, 3) как можно его видоизменить?	Вспоминают, что работа и энергия, скорость, масса взаимосвязаны. Предлагают различные варианты использования оборудования для проведения исследования зависимости работы и величины изменения энергии. .	Познавательные: анализируя и сравнивая предлагаемые ответы, извлекают необходимую информацию для введения нового способа действия; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют ход мыслей; Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, аргументируют свое мнение	Понимают, что появляется новый способ действия, участвуют в его обсуждении
Формулирование проблемы,  темы и цели урока	3	Обсуждение необходимости проведения эксперимента	Выведение на формулировку темы и целей урока. Четкое проговаривание темы и цели урока.	Чётко проговаривают тему урока, неоднократно за урок называют тему.	Познавательные: анализируя и сравнивая полученные знания, извлекают необходимую информацию для проведения исследования, формулируют тему, цель, определяют набор измеряемых физических величин; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют ход мыслей Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, аргументируют свое мнение	Понимают , что появляется новое задание на применение знаний, участвуют в диалоге, учатся приводить примеры, записывают тему урока.
Проведение подгтовиельной  работы	6	Конструирование собственных средств учебной деятельности	Учитель предлагает найти тот метод действий, который используя имеющееся в наличии оборудование, поможет проверить выполнение теоремы об изменении кинетической энергии.	Выдвигают идеи по проведению эксперимента, идеи по его модификациям. Также, определяют величины, которые нужно вычислить, необходимые для этого вспомогательные действия, их последовательность. Учатся применять определения, формулы. Выясняют, что необходимо измерить: 1) скорость тележки. Для этого применима формула пути равноускоренного движения без начальной скорости. Зная 2) путь S   3) время движения t можно найти: 4) ускорение, затем 5) моментальную скорость v перед ударом тележки об ограничитель. Зная скорость и массу тела можно вычислить 6) кинетическую энергию. Для нахождения работы силы тяжести необходима 7) масса площадки для перегрузков, 8) длина проходимого им пути h.	Познавательные: выделяют необходимую информацию, формулы, прогнозируют результат; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют свою деятельность Коммуникативные: планируют сотрудничество с одноклассниками и учителем	Открывают новые определения и их применение
Первичное проведение измерений	12	Формирование навыка проведения измерений, проведения расчетов	Организация работы по выполнению первой серии опытов  с последующим расчетом кинетической энергии и работы силы тяжести	Учащиеся разбиваются в 3 группы по рядам. Сначала эксперимент проводит 1-й ряд, затем второй, затем третий.  Пускают тележку по штанге, измеряют время движения тележки до ограничителя t, расстояние, проходимое тележкой S, расстояние, проходимое перегрузком h. Проводят 3 опыта с записью времени движения, затем на местах, рассчитывают среднее время движения, среднее ускорение, среднюю моментальную скорость. По скорости и массе тележки вычисляют кинетическую энергию.	Личностные: самоопределяются, осознают ответственность за получение результата Познавательные: применяют способы решения, прогнозируют результат, выстраивают логическую цепь рассуждений; Регулятивные: планируют свою деятельность, проявляют инициативу Коммуникативные: планируют сотрудничество с одноклассниками и учителем, учитывают мнение в группе, координируют свои действия	Проводят испытания, измерение физических величин, следят за верным измерением параметров, проговаривают методику выполнения исследования.
Самостоятельная работа по закреплению метода действия	5	Обеспечение усвоения алгоритма выполнения заданий	Организация работы по самостоятельному выполнению второй части эксперимента с изменением массы тележки, добавлением или уменьшением груза  на площадке перегрузков	Учатся применять полученные в первой серии опытов умения и навыки, проводить расчёты, анализировать полученные результаты. Обучающая структура Сималтиниус Релли тэйбл. По окончании расчетов 2 ученика (партнеры по плечу) одновременно передают друг другу тетради с решением, проверяют ход решения, верность полученных результатов, подсказывают ход решения при наличии ошибок. Обсуждают результат решения.	Личностные: стараются следовать в поведении моральным нормам Познавательные: самостоятельно выполняют действия по алгоритму Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: осознают применяемый алгоритм с достаточной полнотой	Выполняют задание на нахождение кинетической энергии и работы силы. Проводят их  сравнение.
Проверка результатов освоения нового знания	5	Контроль уровня освоения нового способа действия	Организация: 1. проведения сравнения результатов первой серии опытов. Нахождение значения отношения Ек/А. 2.проведение сравнения результатов второй серии опытов. 3.Осмысление результатов оценки сравнения.	Учащиеся выполняют оценку проведенной работы: 1. проводят сравнение результатов первой серии опытов. Находят значение отношения Ек/А. 2.проведение сравнения результатов второй серии опытов. 3.Осмысление результатов, вывод.	Личностные: стараются следовать в поведении моральным нормам Познавательные: самостоятельно выполняют действия по осмыслению полученного результата. Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: координируют свои действия с действиями одноклассников, выражают мысли с достаточной полнотой.	Готовы к применению нового знания при решении задач
Рефлексия	2	Обеспечение осознания учащимися своей учебной деятельности на уроке	Организация обсуждения: какова была тема урока? Какую задачу ставили? Каким способом достигли результата? Как решали поставленную задачу? Я сегодня узнал, научился…	Проводят самооценку результатов своей деятельности и деятельности всего класса	Личностные: проводят самооценку, учатся адекватно принимать причины успеха (неуспеха) Познавательные: проводят рефлексию способов и условий своих действий Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: планируют сотрудничество, используют критерии для обоснования своих суждений	Умеют адекватно оценить результаты своей деятельности, и деятельности  всего класса
Д/З	1	Обсуждение домашнего задания	Пп.45,46, №344, подготовить отчет по проведению и результатам лабораторной работы. Инд.задание. Автомобиль массой 4 т движется со скоростью 36 км/ч. Какой путь прошел автомобиль до полной остановки, если сила трения колес о дорогу равна 5880 Н?

хисматова мавлюда салямовна

Тема: Лабораторная работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

Хисматова Мавлюда Салямовна учитель физики п.г.т.Актюбинский

МБОУ «СОШ№2 п.г.т.Актюбинский» Азнакаевского муниципального района Республики Татарстан

Номинация: разработка урока

Методическая разработка

урока  по физике в 10 классе общеобразовательной школы (базовый уровень) на тему: «Лабораторная работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

       Перемены, происходящие в современном обществе, требуют ускоренного совершенствования образовательного пространства, определения целей образования, учитывающих государственные, социальные и личностные потребности и интересы. В связи с этим приоритетным направлением становится обеспечение развивающего потенциала новых образовательных стандартов. Системно-деятельностный подход, лежащий в основе разработки стандартов нового поколения, позволяет выделить основные результаты обучения и воспитания и создать навигацию проектирования универсальных учебных действий, которыми должны владеть учащиеся. Логика развития универсальных учебных действий, помогающая ученику почти в буквальном смысле объять необъятное, строится по формуле: от действия – к мысли.

       Развитие личности в системе образования обеспечивается прежде всего через формирование универсальных учебных действий, которые являются инвариантной основой образовательного и воспитательного процесса. Овладение учащимися универсальными учебными действиями создает возможность самостоятельного успешного усвоения новых знаний, умений и компетентностей, включая организацию усвоения, то есть умения учиться.

       Были выделены основные виды универсальных учебных действий: личностные (самоопределение, смыслообразование и действие нравственно-этического оценивания), регулятивные (целеобразование, планирование, контроль, коррекция, оценка, прогнозирование), познавательные (общеучебные, логические и знаково-символические) и коммуникативные.

       Принципиальным отличием образовательных стандартов второго поколения является усиление их ориентации на результаты образования как системообразующий компонент конструкции стандартов. Понимание сущности образовательного результата зависит от парадигмы образования определяющей его главные цели. В отечественной психологической и педагогической и науках глубоко разработана деятельностная парадигма образования, декларирующая целью образования развитие личности учащегося на основе изучения универсальных способов познания и освоения мира. В соответствии с этим процесс учения понимается не только как усвоение системы знаний, умений и навыков, составляющих инструментальную основу компетенций учащегося, но и как процесс развития личности, обретения духовно-нравственного опыта и социальной компетентности.

       Культурно-исторический системно-деятельностный подход основывается на теоретических положениях концепции Л.С.Выготского, А.Н.Леонтьева, Д.Б.Эльконина, П.Я.Гальперина, раскрывающих основные психологические закономерности процесса обучения и структуру учебной деятельности учащихся с учётом общих закономерностей возрастного развития детей и подростков. Одно из положений деятельностного подхода заключается в том, что психологические способности человека являются результатом преобразования внешней предметной деятельности во внутреннюю психическую деятельность путем последовательных изменений.

       Системно-деятельностный подход обусловливает изменение общей парадигмы образования, которая находит отражение в переходе от:

- определения цели школьного обучения как усвоения знаний, умений навыков к определению цели как умения учиться;

- изолированного от жизни изучения системы научных понятий, составляющих содержание учебного предмета, к включению содержания обучения в контекст решения учащимися жизненных задач;

-стихийности учебной деятельности ученика к стратегии её целенаправленной организации и планомерного формирования;

-индивидуальной формы усвоения знаний к признанию решающей роли учебного сотрудничества в достижении целей обучения.

       Данная работа направлена на формирование у учащихся навыков самостоятельного исследования, осмысления целей, методов, способов действий, порядок их выполнения. Аккуратное проведение измерений и вычислений, дальнейший анализ полученных результатов – это проектирование собственной учебной деятельности. Благодаря рефлексии учебных средств у учащихся возникает способность к конструированию собственных средств учебной деятельности, что и отражается в положительной динамике развития самостоятельного целеполагания. Условием развития способности к проектированию своей учебной деятельности является организация ситуаций развития учебно-проектного типа. Учебно-проектный тип ситуации развития создаёт возможности перехода учащегося в различные социокультурные позиции и опробования ролей учителя, умельца, консультанта, эксперта. Первоначально учащийся конструирует учебные средства для других, действуя из позиции «учитель для другого», а затем переходит в позицию «учитель для себя», конструируя учебные средства для себя. В ходе подготовки и реализации учебно-исследовательских и социальных проектов по собственному замыслу происходит освоение учащимися средств планирования и прогнозирования результатов проекта; овладение коммуникативными средствами и способами организации кооперации и сотрудничества.

       Социальное позиционирование как действие «среди других» и «для других», реализуемая как новая форма организации учебной деятельности, создаёт новые ситуации развития учебной самостоятельности подростков. Эта форма предполагает организацию «своих проектных групп» и разработку норм взаимодействия внутри их. Ключевым условием их деятельности является переход подростка из ситуации принятия статуса «Я – взрослый» в позицию «Я ответственен за результаты своей группы». Проектирование образовательной среды для подростков должно быть направлено на построение пространства учебного и социального позиционирования. Через развертывание учебно-проектных ситуаций развития и создание событийной общности обеспечивается возможность поддержки стремления подростков к самореализации и утверждению нового статуса взрослости; овладение учащимися проектированием как способом познания мира и на этой основе –полной нормативной структурой учебной деятельности. Это требует изменения формы организации учебной деятельности и учебного сотрудничества – от классно-урочной к лабораторно-семинарской и к лекционно-лабораторной исследовательской.

Лабораторная работа

«Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела»

       В федеральном компоненте государственного стандарта   Примерная программа среднего (полного) общего образования по физике базового уровня 10 класса в разделе «Механика» содержит  лабораторную  работу «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела». Описания проведения этой работы  в учебнике нет,  в других пособиях его найти мне не удалось. Методическая разработка по этой теме представлена в этом материале. Данная методическая тема актуальна, возможно её применение и в повторительной части программы. В работе  применяется   «Прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой».

Прибор предназначен для выполнения учащимися лабораторных работ по механике в физическом практикуме старших классов средней школы.

Устройство прибора

       Прибор состоит из штанги 1, на одном конце которой закреплена обойма 2 с блоком, а на другой – кронштейн 3. Между обоймой и кронштейном сверху натянута струна 4.  Струна лежит на трёх винтах, устраняющих возможность её прогиба. По этой струне, как по направляющей, перемещается двухколесная тележка 5, имеющая массу 240 г.

       На кронштейне сверху укреплен крючок 6, удерживающий тележку в начальном положении, а на обойме – стопор 7, задерживающий тележку в конце пути и не дающий ей соскакивать со струны. Через блок в обойме перекидывается нить со столиком массой 3 г, на которую кладутся перегрузки.

       Прибор снабжен откидной стойкой 8, предназначенной для его установки на столе в рабочем положении, и съемной ручкой 9 для  закрепления прибора в муфте лабораторного штатива.

       В обойме блока имеется вырез для подвешивания металлического стержня 10 с надетым на него передвижным столом 11 для остановки груза в той или иной точке пути при определении мгновенной скорости и при проверке закона скоростей.

В комплект прибора кроме штанги, с закрепленными на ней деталями входят:

1) двухколесная тележка массой 240 г;

2) два груза по 120 г каждый;

3) площадка для перегрузков массой 3 г,

4) два перегрузка по 3 г каждый;

5) съемный стержень для крепления прибора в муфте штатива;

6) передвижной столик к стержню;

7) фиксатор;

8) прочная нить длиной 1,5 м.

       Перед выполнением опытов прибор ставят у края стола, так чтобы нить с площадкой не задевала за крышку стола. Устойчивость прибора обеспечивается откидной стойкой 8, откинутой вперед до упора, и лабораторным штативом, в который закрепляется стержень 9. Высота прибора рассчитана таким образом, чтобы груз, привязанный к нити, опускаясь ниже стола, касался пола в момент, когда тележка пройдет всю длину струны и достигнет стопора.

Цель работы: определить работу силы тяжести по перемещению  площадки для перегрузков, найти приблизительное значение кинетической энергии тележки перед ударом о стопор. Сравнить эти два значения.

Приборы и материалы: Прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой, секундомер, мел, измерительная лента.   

Так как приборы связаны одной струной, то движение площадки с перегрузками под действием силы тяжести вызывает движение тележки, что приводит к появлению кинетической энергии  у тележки. Согласно теореме об изменении  кинетической энергии, эти 2 величины должны быть  равны.

Для определения кинетической энергии необходимо знать массу тела и его скорость. Для определения скорости необходимо определить ускорение движения тележки и её мгновенную скорость перед ударом о стопор.

Известно,  что тележка скатывается по прямолинейному наклонному рельсу (штанге) равноускоренно.

При равноускоренном движении без начальной скорости пройденное расстояние определяется по формуле    (1), отсюда    (2).  Зная ускорение, можно определить мгновенную скорость по формуле    (3). Так как, ,  то  .

Если измерить промежуток времени t от начала движения тележки до её удара об ограничитель, и расстояние S, пройденное ею за это время, то по формуле   ( 2 ) можно вычислить ускорение тележки а, а по формуле ( 3 )  - его мгновенную скорость  .

Начальное положение тележки отмечается мелом или карандашом.

Площадка для перегрузков движется вниз под действием силы тяжести и совершается работа по её перемещению      (4).

Указания к работе

1. Соберите установку для проведения эксперимента.  Придайте штанге небольшой наклон, при котором тележка перемещалась бы равноускоренно. Пуская тележку, одновременно запускайте секундомер, измерьте время , за которое тележка пройдет путь S, а площадка для перегрузков - расстояние    h.

2.Не изменяя наклона штанги, начального положения тележки, проведите опыт 3 раза, все время измеряя время движения тележки и площадки.  Определите среднее значение времени движения тележки до остановки по формуле среднего значения времени  .

3.Измерьте расстояние  h  перемещения  площадки с  перегрузками. Далее, вычислите работу силы тяжести по перемещению площадки с перегрузками по формуле.   A=mgh.

4.Для определения изменения кинетической энергии тележки, примените формулу . (5)    Так как,       , то          , где m₁  -   масса тележки.

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу

№ п/п	Масса тележки m1, кг	Мгновенная скорость тележки v, м/с	Кинетическая энергия тележки Ek,  Дж	Длина пути перегрузка h ,м	Работа силы тяжести  А, Дж	Ек/А
1
2
3
4

5.Сравните отношение    с единицей и сделайте вывод о погрешности, с которой было проведено исследование и  сравнение совершенной  работы с  изменением кинетической  энергии.

6. Изменяя массу тележки и площадки для перегрузков, проведите вторую серию опытов. То есть, аналогично, найдите работу силы тяжести и изменение кинетической энергии. Сравните полученные результаты.

7. Сделайте выводы по результатам эксперимента.

Литература для учителя

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Физика 10 класс. Москва. Просвещение, 2008 г.

2.Касьянов В.А., Физика 10 класс. Москва, Дрофа, 2004 г.

3.Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. Москва, Дрофа, 2008 г.

4.Асмолов А.Г., Бурменская Г.В. и др. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий. Москва. Просвещение. 2013 г.

5.Кикоин И.К., А.К.Кикоин А.К. Физика 9. Москва. Просвещение, 1990 г.

6.Марон А.Е., Марон Е.А. Физика 10 класс.Дидактические материалы. М, Дрофа, 2010 г.

7.Шевцов В.А. Дидактический материал по физике (разрезные карточки для индивидуальной работы). 9 класс. Волгоград.Учитель.2002.

Литература для учеников

1. Мякишев Г.Я.  ,  Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Физика 10 класс. Москва. Просвещение, 2008 г.

2.Касьянов В.А., Физика 10 класс. Москва, Дрофа, 2004 г.

3.Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. Москва, Дрофа, 2008 г.

4.Кикоин И.К., А.К.Кикоин А.К. Физика 9. Москва. Просвещение, 1990 г.

Методические рекомендации

по проведению урока физики в 10 классе общеобразовательной школы (базовый уровень).

       Для проведения урока в 10 классе общеобразовательной школы (базовый уровень) на тему: « Лабораторная работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии» необходим «Прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой» (Министерство просвещения РСФСР. Главучтехпром).  Прибор один на весь класс. Класс предварительно надо разбить на группы, в которых будет вестись работа. Целесообразнее всего разделить класс на 3 группы,  по рядам. Пока одна группа делает опыты, проводит измерения,  другие 2 - оформляют лабораторную работу в тетради, чертят таблицу, подбирают  формулы для вычислений, параметры для измерений, наблюдают за той группой, что выполняет эксперимент.  Наблюдательность помогает избежать ошибок, неудач. Заранее учащиеся распределяют роли в своей группе, кому что измерять, кому что записывать, как вычислять.

       При проведении работы используются формулы, до которых учащиеся должны додуматься сами. Для этого проводится «мозговой штурм», фронтальная работа с классом. Далее формулы появляются на экране в презентации.

       При подготовке к уроку необходимо продумать подготовительную часть в виде вопросов актуализации, вопросов по проведению эксперимента, его видоизменению. Пусть учащиеся сами додумаются что надо делать в опыте, что проверять, как этого можно достичь.

В работе предложены в качестве актуализации и выравнивания знаний 5 вопросов в тестовой форме. Задания предварительно надо распечатать, раздать на парты учащимся.

       После обсуждения с учащимися темы урока и темы работы, ученики предлагают метод и набор проводимых измерений, последовательность их проведения, модификацию. После этого на каждую парту выдается один лист с описанием теоретической части и хода работы.

       Необходимо обратить внимание на чёткую постановку цели проведения эксперимента, проговаривание величин, которые надо будет сравнить. Определить, какой результат должен получиться. Соответственно, важно верно записать вывод из проделанной работы.

МБОУ «СОШ №2 пгт Актюбинский»

 Азнакаевского муниципального района Республики Татарстан

Методическая разработка на республиканский конкурс, посвященный Году физики

Тема: Лабораторная работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

Хисматова Мавлюда Салямовна учитель физики п.г.т.Актюбинский

МБОУ «СОШ№2 п.г.т.Актюбинский» Азнакаевского муниципального района Республики Татарстан

                                                        Номинация: Методические материалы

                                                               для среднего общего образования

Методическая разработка

урока  по физике в 10 классе общеобразовательной школы (базовый уровень) на тему: «Лабораторная работа «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии»

       Перемены, происходящие в современном обществе, требуют ускоренного совершенствования образовательного пространства, определения целей образования, учитывающих государственные, социальные и личностные потребности и интересы. В связи с этим приоритетным направлением становится обеспечение развивающего потенциала новых образовательных стандартов. Системно-деятельностный подход, лежащий в основе разработки стандартов нового поколения, позволяет выделить основные результаты обучения и воспитания и создать навигацию проектирования универсальных учебных действий, которыми должны владеть учащиеся. Логика развития универсальных учебных действий, помогающая ученику почти в буквальном смысле объять необъятное, строится по формуле: от действия – к мысли.

       Развитие личности в системе образования обеспечивается прежде всего через формирование универсальных учебных действий, которые являются инвариантной основой образовательного и воспитательного процесса. Овладение учащимися универсальными учебными действиями создает возможность самостоятельного успешного усвоения новых знаний, умений и компетентностей, включая организацию усвоения, то есть умения учиться.

       Были выделены основные виды универсальных учебных действий: личностные (самоопределение, смыслообразование и действие нравственно-этического оценивания), регулятивные (целеобразование, планирование, контроль, коррекция, оценка, прогнозирование), познавательные (общеучебные, логические и знаково-символические) и коммуникативные.

       Принципиальным отличием образовательных стандартов второго поколения является усиление их ориентации на результаты образования как системообразующий компонент конструкции стандартов. Понимание сущности образовательного результата зависит от парадигмы образования определяющей его главные цели. В отечественной психологической и педагогической и науках глубоко разработана деятельностная парадигма образования, декларирующая целью образования развитие личности учащегося на основе изучения универсальных способов познания и освоения мира. В соответствии с этим процесс учения понимается не только как усвоение системы знаний, умений и навыков, составляющих инструментальную основу компетенций учащегося, но и как процесс развития личности, обретения духовно-нравственного опыта и социальной компетентности.

       Культурно-исторический системно-деятельностный подход основывается на теоретических положениях концепции Л.С.Выготского, А.Н.Леонтьева, Д.Б.Эльконина, П.Я.Гальперина, раскрывающих основные психологические закономерности процесса обучения и структуру учебной деятельности учащихся с учётом общих закономерностей возрастного развития детей и подростков. Одно из положений деятельностного подхода заключается в том, что психологические способности человека являются результатом преобразования внешней предметной деятельности во внутреннюю психическую деятельность путем последовательных изменений.

       Системно-деятельностный подход обусловливает изменение общей парадигмы образования, которая находит отражение в переходе от:

- определения цели школьного обучения как усвоения знаний, умений навыков к определению цели как умения учиться;

- изолированного от жизни изучения системы научных понятий, составляющих содержание учебного предмета, к включению содержания обучения в контекст решения учащимися жизненных задач;

-стихийности учебной деятельности ученика к стратегии её целенаправленной организации и планомерного формирования;

-индивидуальной формы усвоения знаний к признанию решающей роли учебного сотрудничества в достижении целей обучения.

       Данная работа направлена на формирование у учащихся навыков самостоятельного исследования, осмысления целей, методов, способов действий, порядок их выполнения. Аккуратное проведение измерений и вычислений, дальнейший анализ полученных результатов – это проектирование собственной учебной деятельности. Благодаря рефлексии учебных средств у учащихся возникает способность к конструированию собственных средств учебной деятельности, что и отражается в положительной динамике развития самостоятельного целеполагания. Условием развития способности к проектированию своей учебной деятельности является организация ситуаций развития учебно-проектного типа. Учебно-проектный тип ситуации развития создаёт возможности перехода учащегося в различные социокультурные позиции и опробования ролей учителя, умельца, консультанта, эксперта. Первоначально учащийся конструирует учебные средства для других, действуя из позиции «учитель для другого», а затем переходит в позицию «учитель для себя», конструируя учебные средства для себя. В ходе подготовки и реализации учебно-исследовательских и социальных проектов по собственному замыслу происходит освоение учащимися средств планирования и прогнозирования результатов проекта; овладение коммуникативными средствами и способами организации кооперации и сотрудничества.

       Социальное позиционирование как действие «среди других» и «для других», реализуемая как новая форма организации учебной деятельности, создаёт новые ситуации развития учебной самостоятельности подростков. Эта форма предполагает организацию «своих проектных групп» и разработку норм взаимодействия внутри их. Ключевым условием их деятельности является переход подростка из ситуации принятия статуса «Я – взрослый» в позицию «Я ответственен за результаты своей группы». Проектирование образовательной среды для подростков должно быть направлено на построение пространства учебного и социального позиционирования. Через развертывание учебно-проектных ситуаций развития и создание событийной общности обеспечивается возможность поддержки стремления подростков к самореализации и утверждению нового статуса взрослости; овладение учащимися проектированием как способом познания мира и на этой основе –полной нормативной структурой учебной деятельности. Это требует изменения формы организации учебной деятельности и учебного сотрудничества – от классно-урочной к лабораторно-семинарской и к лекционно-лабораторной исследовательской.

Лабораторная работа

«Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела»

       В федеральном компоненте государственного стандарта   Примерная программа среднего (полного) общего образования по физике базового уровня 10 класса в разделе «Механика» содержит  лабораторную  работу «Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела». Описания проведения этой работы  в учебнике нет,  в других пособиях его найти мне не удалось. Методическая разработка по этой теме представлена в этом материале. Данная методическая тема актуальна, возможно её применение и в повторительной части программы. В работе  применяется   «Прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой».

Прибор предназначен для выполнения учащимися лабораторных работ по механике в физическом практикуме старших классов средней школы.

Устройство прибора

     Прибор состоит из штанги 1, на одном конце которой закреплена обойма 2 с блоком, а на другой – кронштейн 3. Между обоймой и кронштейном сверху натянута струна 4.  Струна лежит на трёх винтах, устраняющих возможность её прогиба. По этой струне, как по направляющей, перемещается двухколесная тележка 5, имеющая массу 240 г.

       На кронштейне сверху укреплен крючок 6, удерживающий тележку в начальном положении, а на обойме – стопор 7, задерживающий тележку в конце пути и не дающий ей соскакивать со струны. Через блок в обойме перекидывается нить со столиком массой 3 г, на которую кладутся перегрузки.

       Прибор снабжен откидной стойкой 8, предназначенной для его установки на столе в рабочем положении, и съемной ручкой 9 для  закрепления прибора в муфте лабораторного штатива.

       В обойме блока имеется вырез для подвешивания металлического стержня 10 с надетым на него передвижным столом 11 для остановки груза в той или иной точке пути при определении мгновенной скорости и при проверке закона скоростей.

В комплект прибора кроме штанги, с закрепленными на ней деталями входят:

1) двухколесная тележка массой 240 г;

2) два груза по 120 г каждый;

3) площадка для перегрузков массой 3 г,

4) два перегрузка по 3 г каждый;

5) съемный стержень для крепления прибора в муфте штатива;

6) передвижной столик к стержню;

7) фиксатор;

8) прочная нить длиной 1,5 м.

       Перед выполнением опытов прибор ставят у края стола, так чтобы нить с площадкой не задевала за крышку стола. Устойчивость прибора обеспечивается откидной стойкой 8, откинутой вперед до упора, и лабораторным штативом, в который закрепляется стержень 9. Высота прибора рассчитана таким образом, чтобы груз, привязанный к нити, опускаясь ниже стола, касался пола в момент, когда тележка пройдет всю длину струны и достигнет стопора.

Цель работы: определить работу силы тяжести по перемещению  площадки для перегрузков, найти приблизительное значение кинетической энергии тележки перед ударом о стопор. Сравнить эти два значения.

Приборы и материалы: Прибор по кинематике и динамике с движущейся тележкой, секундомер, мел, измерительная лента.   

Так как приборы связаны одной струной, то движение площадки с перегрузками под действием силы тяжести вызывает движение тележки, что приводит к появлению кинетической энергии  у тележки. Согласно теореме об изменении  кинетической энергии, эти 2 величины должны быть  равны.

Для определения кинетической энергии необходимо знать массу тела и его скорость. Для определения скорости необходимо определить ускорение движения тележки и её мгновенную скорость перед ударом о стопор.

Известно,  что тележка скатывается по прямолинейному наклонному рельсу (штанге) равноускоренно.

При равноускоренном движении без начальной скорости пройденное расстояние определяется по формуле    (1), отсюда    (2).  Зная ускорение, можно определить мгновенную скорость по формуле    (3). Так как, ,  то  .

Если измерить промежуток времени t от начала движения тележки до её удара об ограничитель, и расстояние S, пройденное ею за это время, то по формуле   ( 2 ) можно вычислить ускорение тележки а, а по формуле ( 3 )  - его мгновенную скорость  .

Начальное положение тележки отмечается мелом или карандашом.

Площадка для перегрузков движется вниз под действием силы тяжести и совершается работа по её перемещению      (4).

Указания к работе

1. Соберите установку для проведения эксперимента.  Придайте штанге небольшой наклон, при котором тележка перемещалась бы равноускоренно. Пуская тележку, одновременно запускайте секундомер, измерьте время , за которое тележка пройдет путь S, а площадка для перегрузков - расстояние    h.

2.Не изменяя наклона штанги, начального положения тележки, проведите опыт 3 раза, все время измеряя время движения тележки и площадки.  Определите среднее значение времени движения тележки до остановки по формуле среднего значения времени  .

3.Измерьте расстояние  h  перемещения  площадки с  перегрузками. Далее, вычислите работу силы тяжести по перемещению площадки с перегрузками по формуле.   A=mgh.

4.Для определения изменения кинетической энергии тележки, примените формулу . (5)    Так как,       , то          , где m₁  -   масса тележки.

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу

№ п/п	Масса тележки m1, кг	Мгновенная скорость тележки v, м/с	Кинетическая энергия тележки Ek,  Дж	Длина пути перегрузка h ,м	Работа силы тяжести  А, Дж	Ек/А
1
2
3
4

5.Сравните отношение    с единицей и сделайте вывод о погрешности, с которой было проведено исследование и  сравнение совершенной  работы с  изменением кинетической  энергии.

6. Изменяя массу тележки и площадки для перегрузков, проведите вторую серию опытов. То есть, аналогично, найдите работу силы тяжести и изменение кинетической энергии. Сравните полученные результаты.

7. Сделайте выводы по результатам эксперимента.

Литература для учителя

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Физика 10 класс. Москва. Просвещение, 2008 г.

2.Касьянов В.А., Физика 10 класс. Москва, Дрофа, 2004 г.

3.Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. Москва, Дрофа, 2008 г.

4.Асмолов А.Г., Бурменская Г.В. и др. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий. Москва. Просвещение. 2013 г.

5.Кикоин И.К., А.К.Кикоин А.К. Физика 9. Москва. Просвещение, 1990 г.

6.Марон А.Е., Марон Е.А. Физика 10 класс.Дидактические материалы. М, Дрофа, 2010 г.

7.Шевцов В.А. Дидактический материал по физике (разрезные карточки для индивидуальной работы). 9 класс. Волгоград.Учитель.2002.

Литература для учеников

1. Мякишев Г.Я.  ,  Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н., Физика 10 класс. Москва. Просвещение, 2008 г.

2.Касьянов В.А., Физика 10 класс. Москва, Дрофа, 2004 г.

3.Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. Москва, Дрофа, 2008 г.

4.Кикоин И.К., А.К.Кикоин А.К. Физика 9. Москва. Просвещение, 1990 г.

     Технологическая карта урока по физике в 10 классе

Тема:  Лабораторная работа «Сравнение  работы силы с  изменением кинетической энергии»		Часов на изучение темы:     2
Тип урока: «Открытие» нового способа действия»		В теме: второй урок
Цель урока:		Формирование способности учащихся к новому способу действия, расширение понятийной базы за счет введения понятия «кинетическая энергия, её изменение, связь с работой силы», формирование умения нахождения кинетической энергии, её изменения, определение работы, совершенной над телом. Выполнение и анализ измерений физических величин, проведение расчётов, осмысление полученного результата.
Задачи урока:	Образовательные	Закрепить понятие «кинетическая энергия», научить определять кинетическую энергию движущегося тела, работу силы
	Развивающие	Развивать умение проводить учебный эксперимент, отрабатывать навыки проведения измерений времени, пути, расчета ускорения, мгновенной скорости, кинетической энергии, работы силы, анализировать, сравнивать, делать выводы, развивать устную речь.
	Воспитательные	Воспитывать умение работать в группе, оказывать помощь учащимся, высказывать свою точку зрения, слушать других, принимать участие в диалоге, формировать способность к позитивному сотрудничеству.
Новые термины и понятия		погрешность проведения эксперимента.
Планируемый результат:	УУД	Личностные: учатся проводить эксперимент, выполнять измерения физических величин, проводить расчёты, применять ранее изученные формулы, сравнивают изменение энергии и работу силы , оценивают результат
		Познавательные: выбирают и формулируют познавательную цель, выражают смысл ситуации с помощью различных примеров
		Регулятивные: самостоятельно планируют ход выполнения работы, верно определяют параметры величин, проводят вычисления и анализ формулируют познавательную цель и строят свои действия в соответствии с ней
		Коммуникативные: регулируют собственную деятельность посредством речевых действий

Организация пространства
Межпредметные связи	Формы работы	Ресурсы
Алгебра, ОБЖ, технология	Индивидуальная, фронтальная, групповая, парная	Учебник, раздаточный материал, компьютер, презентация,  оборудование для проведения эксперимента, секундомер, измерительная лента

Этап урока	Время, мин	Цель этапа	Деятельность учителя	Деятельность учеников	Планируемые результаты	Оценка результата деятельности ученика
Организационный	2	Включение учащихся в учебную деятельность	Приветствие учащихся, сообщение структуры урока	Настраиваются на работу, получают позитивный заряд; концентрируют внимание	Личностные: самоопределяются, настраиваются на урок Познавательные: ставят перед собой цель: «Что я хочу сегодня получить от урока» Коммуникативные: планируют учебное сотрудничество с учителем и одноклассниками	Готовы к сотрудничеству, внимательны, собраны
Актуализация знаний	7	Актуализация знаний	Организация индивидуального повторения понятий, формул. Презентация на доске с вопросами по повторению. Обучающая структура Сималтиниус раунд тэйбл: работают в группе 4 ученика по 2 парты. Берут каждый по листку одновременно пишут ответы на один вопрос, передают по кругу следующему участнику, читают следующий вопрос, пишут ответ, передают по кругу дальше. Далее учитель открывает ответы, проводится сверка правильности ответа. Раздача карточек с материалами теста по  теме. 1.кинетическая энергия определяется по формуле… А) mv/2      б) FS        в) ma    г)mv2 /2 2.единицы измерения кинетической энергии А) Ньютон, б) Джоуль, в) Ватт, г) килограмм, д) м/с. 3. Допишите символы вместо многоточия, чтобы получилась теорема об изменении кинетической энергии   :  …=   Ек…  - Ек…. 4.Как изменится кинетическая энергия движущегося тела при увеличении его скорости в 2 раза? А) увеличится в 2 раза, Б) уменьшится в 2 раза, В) увеличится в 4 раза, г)уменьшится в 4 раза. 5) Определить величину работы, которую надо совершить, чтобы сообщить первоначально покоившемуся телу массой 120 г скорость 7,2 км/ч. А) 864 Дж, б) 0,864 Дж, в)0,24Дж,  г) 240 Дж.	Выполняют задания, повторяют ранее изученный материал, закрепляют умение определять работу, совершенную над телом по его перемещению, кинетическую энергию. Сверяют свои ответы с приведенными в презентации ответами. Одновременно происходит выравнивание знаний, ликвидация пробелов.	Познавательные: анализируя и сравнивая предлагаемые задания, извлекают необходимую информацию для построения высказывания; Регулятивные: выполняют повторительное, тренировочное учебное действие Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, используют свои высказывания для обоснования своего суждения	Участие в работе, повторение материала, выравнивание знаний, понимание необходимости совершенствования знаний об энергии, работе.
Создание проблемной ситуации	2	Обсуждение незнакомой ситуации, порождающей проблему появления нового действия	Организация обсуждения: 1) можно ли сравнить работы, совершенные разными по массе телами, и изменение кинетической энергии?  Учащиеся видят оборудование на столе. Учитель предлагает высказывать идеи о том, 1) как можно использовать это оборудование для проведения опытов, 2)что можно найти из опыта, 3) как можно его видоизменить?	Вспоминают, что работа и энергия, скорость, масса взаимосвязаны. Предлагают различные варианты использования оборудования для проведения исследования зависимости работы и величины изменения энергии. .	Познавательные: анализируя и сравнивая предлагаемые ответы, извлекают необходимую информацию для введения нового способа действия; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют ход мыслей; Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, аргументируют свое мнение	Понимают, что появляется новый способ действия, участвуют в его обсуждении
Формулирование проблемы,  темы и цели урока	3	Обсуждение необходимости проведения эксперимента	Выведение на формулировку темы и целей урока. Четкое проговаривание темы и цели урока.	Чётко проговаривают тему урока, неоднократно за урок называют тему.	Познавательные: анализируя и сравнивая полученные знания, извлекают необходимую информацию для проведения исследования, формулируют тему, цель, определяют набор измеряемых физических величин; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют ход мыслей Коммуникативные: выражают свои мысли с достаточной полнотой и точностью, аргументируют свое мнение	Понимают , что появляется новое задание на применение знаний, участвуют в диалоге, учатся приводить примеры, записывают тему урока.
Проведение подгтовиельной  работы	6	Конструирование собственных средств учебной деятельности	Учитель предлагает найти тот метод действий, который используя имеющееся в наличии оборудование, поможет проверить выполнение теоремы об изменении кинетической энергии.	Выдвигают идеи по проведению эксперимента, идеи по его модификациям. Также, определяют величины, которые нужно вычислить, необходимые для этого вспомогательные действия, их последовательность. Учатся применять определения, формулы. Выясняют, что необходимо измерить: 1) скорость тележки. Для этого применима формула пути равноускоренного движения без начальной скорости. Зная 2) путь S   3) время движения t можно найти: 4) ускорение, затем 5) моментальную скорость v перед ударом тележки об ограничитель. Зная скорость и массу тела можно вычислить 6) кинетическую энергию. Для нахождения работы силы тяжести необходима 7) масса площадки для перегрузков, 8) длина проходимого им пути h.	Познавательные: выделяют необходимую информацию, формулы, прогнозируют результат; Регулятивные: в ситуации затруднения регулируют свою деятельность Коммуникативные: планируют сотрудничество с одноклассниками и учителем	Открывают новые определения и их применение
Первичное проведение измерений	12	Формирование навыка проведения измерений, проведения расчетов	Организация работы по выполнению первой серии опытов  с последующим расчетом кинетической энергии и работы силы тяжести	Учащиеся разбиваются в 3 группы по рядам. Сначала эксперимент проводит 1-й ряд, затем второй, затем третий.  Пускают тележку по штанге, измеряют время движения тележки до ограничителя t, расстояние, проходимое тележкой S, расстояние, проходимое перегрузком h. Проводят 3 опыта с записью времени движения, затем на местах, рассчитывают среднее время движения, среднее ускорение, среднюю моментальную скорость. По скорости и массе тележки вычисляют кинетическую энергию.	Личностные: самоопределяются, осознают ответственность за получение результата Познавательные: применяют способы решения, прогнозируют результат, выстраивают логическую цепь рассуждений; Регулятивные: планируют свою деятельность, проявляют инициативу Коммуникативные: планируют сотрудничество с одноклассниками и учителем, учитывают мнение в группе, координируют свои действия	Проводят испытания, измерение физических величин, следят за верным измерением параметров, проговаривают методику выполнения исследования.
Самостоятельная работа по закреплению метода действия	5	Обеспечение усвоения алгоритма выполнения заданий	Организация работы по самостоятельному выполнению второй части эксперимента с изменением массы тележки, добавлением или уменьшением груза  на площадке перегрузков	Учатся применять полученные в первой серии опытов умения и навыки, проводить расчёты, анализировать полученные результаты. Обучающая структура Сималтиниус Релли тэйбл. По окончании расчетов 2 ученика (партнеры по плечу) одновременно передают друг другу тетради с решением, проверяют ход решения, верность полученных результатов, подсказывают ход решения при наличии ошибок. Обсуждают результат решения.	Личностные: стараются следовать в поведении моральным нормам Познавательные: самостоятельно выполняют действия по алгоритму Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: осознают применяемый алгоритм с достаточной полнотой	Выполняют задание на нахождение кинетической энергии и работы силы. Проводят их  сравнение.
Проверка результатов освоения нового знания	5	Контроль уровня освоения нового способа действия	Организация: 1. проведения сравнения результатов первой серии опытов. Нахождение значения отношения Ек/А. 2.проведение сравнения результатов второй серии опытов. 3.Осмысление результатов оценки сравнения.	Учащиеся выполняют оценку проведенной работы: 1. проводят сравнение результатов первой серии опытов. Находят значение отношения Ек/А. 2.проведение сравнения результатов второй серии опытов. 3.Осмысление результатов, вывод.	Личностные: стараются следовать в поведении моральным нормам Познавательные: самостоятельно выполняют действия по осмыслению полученного результата. Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: координируют свои действия с действиями одноклассников, выражают мысли с достаточной полнотой.	Готовы к применению нового знания при решении задач
Рефлексия	2	Обеспечение осознания учащимися своей учебной деятельности на уроке	Организация обсуждения: какова была тема урока? Какую задачу ставили? Каким способом достигли результата? Как решали поставленную задачу? Я сегодня узнал, научился…	Проводят самооценку результатов своей деятельности и деятельности всего класса	Личностные: проводят самооценку, учатся адекватно принимать причины успеха (неуспеха) Познавательные: проводят рефлексию способов и условий своих действий Регулятивные: проявляют познавательную инициативу, контролируют свои действия Коммуникативные: планируют сотрудничество, используют критерии для обоснования своих суждений	Умеют адекватно оценить результаты своей деятельности, и деятельности  всего класса
Д/З	1	Обсуждение домашнего задания	Пп.45,46, №344, подготовить отчет по проведению и результатам лабораторной работы. Инд.задание. Автомобиль массой 4 т движется со скоростью 36 км/ч. Какой путь прошел автомобиль до полной остановки, если сила трения колес о дорогу равна 5880 Н?