Выбранный для просмотра документ построение и исследование физических моделей...pptx
Скачать материал "Построение и исследование физических моделей"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Исследование физических моделей
Построение и исследование модели на примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.
Биологические модели развития популяций
Оптимизационное моделирование в экономике
Геоинформационные модели
2 слайд
Построение и исследование модели на примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.
Содержательная постановка задачи:
-в процессе тренировки теннисистов используют автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Необходимо задать автомату скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.
3 слайд
Качественная описательная модель
Из условия задачи можно сформулировать основные предположения:
-мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;
-изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной g=9,8 м/с2 и движение по оси OY можно считать равноускоренным;
-скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси OX можно считать равномерным
4 слайд
Синус острого угла в прямоугольном треугольнике
— это отношение противолежащего катета к гипотенузе:
Косинус острого угла в прямоугольном треугольнике —
отношение прилежащего катета к гипотенузе:
Тангенс острого угла в прямоугольном треугольнике —
отношение противолежащего катета к прилежащему:
5 слайд
Формальная модель
Для формализации модели используем формулы равномерного и равноускоренного движения.
При заданных начальной скорости v0 и угле бросания α значения координат дальности полета х и высоты у от времени можно описать следующими формулами:
Высоту мячика L над землей на расстоянии S определяем по формуле:
Попадание произойдет, если значение высоты L мячика будет удовлетворять неравенству:
6 слайд
Компьютерная модель в электронных таблицах
Выделим в таблице определенные ячейки для ввода значений начальной скорости V0 и угла α и вычислим по формулам значения координат тела Х и Y для определенных значений времени t с заданным интервалом.
7 слайд
Задача «Бросание мячика в стенку»
I этап. Постановка задачи
Описание задачи:
В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика. Необходимо задать автомату нужную скорость и угол бросания мячика для попадания в стенку определённой высоты, находящуюся на известном расстоянии.
8 слайд
Цель моделирования
Определить скорость и угол бросания мячика для попадания в стенку
9 слайд
Компьютерная модель
С5 =$B$1*SIN(РАДИАНЫ($B$2))*A5-4,9*A5*A5
В5 =$B$1*COS(РАДИАНЫ($B$2))*A5
10 слайд
Компьютерная модель
11 слайд
Компьютерный эксперимент
В25 = B21*TAN(РАДИАНЫ(B23))-(9,81*B21^2)/(2*B22^2*COS(РАДИАНЫ(B23))^2)
12 слайд
Компьютерный эксперимент
13 слайд
Анализ результатов
14 слайд
Исследование модели
Исследуем модель и определим с заданной точностью 0,1º диапазон изменений угла, который обеспечивает попадание в мишень, находящуюся на расстоянии 30 м и имеющую высоту 1 м, при заданной начальной скорости 18 м/с.
Воспользуемся для этого методом Подбор параметров.
Выводы: Таким образом, исследование компьютерной модели в электронных таблицах показало, что существует диапазон значений угла бросания ( указать ! ) , который обеспечивает попадание в мишень высотой 1 м, находящуюся на расстоянии 30 м, мячиком, брошенным со скоростью 18 м/с.
15 слайд
15
Биологические модели развития популяций
16 слайд
16
В биологии при исследовании развития развития биосистем строятся динамические модели изменения численности популяций различных живых существ с учетом различных факторов.
Взаимовлияние популяций рассматривается в моделях типа «хищник – жертва».
Формальная модель
Динамику численности популяций исследуют на модели неограниченного роста, в которой численность популяции ежегодно увеличивается на определенный процент:
а- коэффициент роста
17 слайд
17
В модели ограниченного роста учитывается коэффициент перенаселенности, связанный с нехваткой питания, болезнями и т.д., который замедляет рост популяции с увеличением ее численности:
b – коэффициент перенаселенности (b < a):
18 слайд
18
В модели ограниченного роста с отловом учитывается, что на численность популяции промысловых животных и рыб оказывает влияние величина ежегодного
отлова – с:
В модели «хищник – жертва» количество жертв xn и количество хищников уn связаны между собой. Количество встреч жертв с хищниками можно считать пропорциональным произведению количеств жертв и хищников, а коэффициент f характеризует возможность гибели жертвы при встрече с хищниками:
19 слайд
19
Компьютерная модель
Построим в электронных таблицах компьютерную модель, позволяющую исследовать численность популяций с использованием различных моделей: неограниченного роста, ограниченного роста, ограниченного роста с отловом и «хищник – жертва».
A, b, c, f – значения коэффициентов, влияющих на изменение численности жертв
D, e - значения коэффициентов, влияющих на изменение численности хищников
Столбец D-численность популяции по модели неограниченного роста;
Столбец Е-численность популяции по модели ограниченного роста;
Столбец F- ограниченного роста c отловом;
Столбцы G и H -численность популяции по модели «хищник – жертва»
20 слайд
20
Исследование модели
Провести исследование моделей роста популяций различного типа, задавая различные значения коэффициентов и начальные численности популяций. Подобрать значения коэффициентов, чтобы:
- определить через сколько лет произойдет удвоение численности популяции в модели неограниченного роста;
численность популяций в моделях ограниченного роста и ограниченного роста с отловом стабилизировалась примерно на одном уровне (так определяют квоты на ловлю рыбы);
в модели «жертва – хищник» численность жертв и хищников стабилизировалась со временем (так определяют охотничьи квоты)
и сделать выводы.
21 слайд
21
Геоинформационные
модели
22 слайд
22
Геоинформационное моделирование базируется на создании многослойных электронных карт, в которых опорный слой описывает географию определенной территории, а каждый из остальных – один из аспектов состояния этой территории. На географическую карту могут быть выведены различные слои объектов: города, дороги, аэропорты и др.
23 слайд
23
Интерактивные географические карты реализуются с использованием векторной графики и связаны с базами данных, которые хранят всю необходимую информацию об объектах, изображенных на картах.
24 слайд
24
Геоинформационные модели позволяют с помощью географических карт представлять статистическую информацию о различных регионах.
25 слайд
25
Задание:
С помощью геоинформационной модели «Численность населения в странах мира» найдите свой регион (страну) и выпишите следующую информацию:
Население
Мужчины
Женщины
Взрослые
Мальчики
Девочки
Горожане
Сельчане
Россия
26 слайд
26
Оптимизационное моделирование в экономике
27 слайд
27
В сфере управления сложными системами применяется оптимизационное моделирование, в процессе которого осуществляется поиск наиболее оптимального пути развития системы.
Оптимальное развитие соответствует экстремальному (максимальному или минимальному) значению выбранного целевого параметра.
28 слайд
28
Содержательная постановка проблемы
В ходе производственного процесса из листов материала получают заготовки деталей двух типов А и Б тремя различными способами, при этом количество получаемых заготовок при каждом методе различается.
Необходимо выбрать оптимальное сочетание способов раскроя, для того, чтобы получить 500 заготовок первого типа и 300 заготовок второго типа при расходовании наименьшего количества листов материала.
29 слайд
29
Компьютерная модель
Искать решение задачи путем создания и исследования компьютерной модели в электронных таблицах Excel.
Исследование модели
Для поиска оптимального выбора значений параметров, который соответствует минимальному значению целевой функции используем надстройку электронных таблиц Поиск решения.
Модель «Оптимизационное моделирование» хранится в файле model.xls
30 слайд
30
Вывод:
Таким образом, для изготовления 500 деталей А и 300 деталей Б требуется
___ листов материала (целевая функция),
При этом необходимо раскроить листов
по первому варианту______ (Х1)
по второму варианту_______(Х2)
по третьему варианту ______(Х3)
31 слайд
Домашнее задание
Садовый участок прямоугольной формы имеет площадь S=120. При каких размерах длины и ширины участка длина изгороди будет наименьшей?
Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Построение и исследование физических моделей.doc
Скачать материал "Построение и исследование физических моделей"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Конспект урока по Информатике и ИКТ в 9 классе Тема: «Построение и исследование физических моделей» Тема урока: Построение и исследование физических моделей. Цели урока: Общеобразовательные:формирование умения исследования физических моделей графическим методом и методом Подбор параметра;Ознакомление со способами представления моделирования и формализации;умение описывать окружающую действительность с помощьюразличных информационных объектов;Развитие умений строить информационные модели различных объектов.Воспитывающие:Продолжение формирования и развития информационного видения окружающего мира;формирование эмоционально-ценностного отношения к результатам интеллектуального труда.Развивающие:овладение основными логическими приемами работы с базовыми понятиями информатики;овладение навыками представления объектов окружающей действительности.Практические: Умение применять полученные знания, используя программу Microsoft Excel. Тип урока: урок – исследование. Оборудование и ПО: Технические: ПК, мультимедийный проекторПрограммные: Microsoft Excel, Microsoft Power Point Этапы урока: а) организационный момент (1,5 мин)б) актуализация знаний (10 мин) в) объяснение нового материала (20 мин)г) закрепление знаний (10 мин)д) подведение итогов (3 мин)е) домашнее задание (0,5 мин) Ход урока: а) организационный момент Здравствуйте, ребята. Садитесь, пожалуйста. Тема нашего урока «Построение и исследование физических моделей».Сегодня, вы узнаете, как можно исследовать физические модели двумя методами: графическим методом и методом Подбор параметра с помощью Microsoft Excel. б) актуализация знаний 1. Какие бывают модели? Приведите примеры материальных и информационных моделей.2. Что такое формализация? Приведите примеры формальных моделей.3. Какие вы можете назвать примеры моделирования в различных областях деятельности?4. Может ли объект иметь несколько моделей? Если да, то приведите примеры.5. Могут ли разные объекты описываться одной и той же моделью? Если да, то приведите примеры.6. Каковы основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере?7. Какие программные средства обычно используются для создания компьютерных моделей? в) объяснение нового материала Построение формальной модели движения тела, брошенного под углом к горизонту. Задача: в процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенно место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.
6 656 324 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Чуева Дарья Леонидовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс профессиональной переподготовки
600 ч.
Мини-курс
3 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
4 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.