Материалы для проведения бинарного урока физика+информатика "Законы Ньютона" (10 класс)

Применение законов Ньютона

Бинарный урок по физике с элементами компьютерного моделирования

10 класс

Цель урока: применить умения и навыки решения задач по физике в нестандартной ситуации в области информационных технологий.

Программное и методическое обеспечение урока:

Файл 2.xlsx с построенной моделью для учителя, файл с заготовкой модели 1.xlsx для учащихся, технологическая карта для учащихся.

Актуализация опорных знаний учащихся:

Сформулируйте законы Ньютона. При каких условиях применяют эти законы? Приведите алгоритм решения задач по данной теме.

Постановка задачи:

Невесомый блок укреплен в вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы a = 30⁰ и b = 45⁰. Гири 1 и 2 одинаковой массы m₁ = m₂  = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т при условии, что коэффициенты трения гирь 1 и 2 о наклонные плоскости k₁ = k₂ = 0,1. Показать, что из формул, дающих решение этой задачи, можно получить как частные случаи решения приведенных ниже задач.

                                                                                          

Анализ задачи:

Перечислите силы, действующие на оба тела, куда они направлены. Какие законы Ньютона будем применять? (2 и 3). Направим координатные оси, какие особенности нужно будет учесть при проецировании сил? Решили данную задачу, как из нее получить частные случаи решения задач 1 – 4? Какие параметры будем изменять? (углы a и b, коэффициенты трения k₁ и k₂).

Учащийся у доски решает задачу. (В целях экономии времени можно предложить детям выполнить задачу дома, а затем на уроке обсудить решение и работать с уже готовым результатом). Вывод:

a = (m₁g sinb - k₁m₁g cosb - m₂g sina - k₂m₂g cosa) / (m₁ + m₂);

T = m₂a + k₂m₂g cosa + m₂g sina.

Компьютерное моделирование

Этап разработки модели

Вводим данные и формулы в электронную таблицу 1.xlsx (на рисунке приведена заготовка для детей, заранее введены формулы для вычисления синусов и косинусов углов, значение массы m₁ будем изменять с шагом 0,2):

A14	0
A15	=A14+0,2
B14	=A14*$B$3*$B$10
C14	=$B$4*A14*$B$3*$B$11
D14	=$B$2*$B$3*$B$7
E14	=$B$5*$B$2*$B$3*$B$8
F14	=(B14-C14-D14-E14)/(A14+$B$2)
G14	=$B$2*F14+E14+D14

Основной этап моделирования

Учащиеся самостоятельно устанавливают параметры для частных случаев:

1)    k₁ = k₂ = 0;

2)    a = 30⁰, b = 90⁰, k₂ = 0,1;

3)    a = 0⁰, b = 90⁰, k₂ = 0,1;

4)    a = 90⁰, b = 90⁰, m₁ = 2 кг

Полученные значения а и Т необходимо записать в технологическую карту.

Дополнительный этап моделирования

Ответьте на вопросы, используя данные основной задачи:

1.      При какой массе тела 1 система тел движется вправо? (Нужно указать значение меньшее либо равное 0,8 кг).

2.      Определите ускорение и силу натяжения нити, если величина угла b уменьшилась до 30⁰, коэффициент трения k₂ увеличился в 2 раза, а масса 1-го тела равна 1,8 кг. (0,25 м/с², 6,85 Н).

3.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите такое значение коэффициента k₁, чтобы при m₁ = 2 кг система находилась в покое или состоянии равномерного движения. Ответ округлите до сотых. (0,59).

4.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите максимальное значение массы m₂, чтобы при значении угла b = 90⁰ сила натяжения Т не превышала 10 Н. Масса m₁ = 2 кг. Ответ округлите до сотых. (0,95 кг).

После выставления оценок предлагается рефлексия (2 - 3 минуты).

Критерии выставления оценок

На уроке можно получить две итоговые оценки – за каждый этап отдельно.

В процессе выполнения основного этапа моделирования за каждое задание ставится не выше «4»:

Количество правильно выполненных заданий	Итоговая оценка
4 3 2 Менее 2-х	«5» «4» «3» «0»

В процессе выполнения дополнительного этапа моделирования (уровень В):

Количество правильно выполненных заданий	Итоговая оценка
3, 4 2 1 –	«5» «4» «3» «2»

ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ НЬЮТОНА

Бинарный урок по физике с элементами компьютерного моделирования

10 класс

Цель урока: применить умения и навыки решения задач по физике в нестандартной ситуации в области информационных технологий.

Программное и методическое обеспечение урока:

Файл 2.xlsx с построенной моделью для учителя, файл с заготовкой модели

1.xlsx для учащихся, технологическая карта для учащихся.

Актуализация опорных знаний учащихся: 

Сформулируйте законы Ньютона. При каких условиях применяют эти законы? Приведите алгоритм решения задач по данной теме.

Постановка задачи: 

Невесомый блок укреплен в вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы  = 30⁰ и  = 45⁰. Гири 1 и 2 одинаковой массы m₁ = m₂  = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т при условии, что коэффициенты трения гирь 1 и 2 о наклонные плоскости k₁ = k₂ = 0,1. Показать, что из формул, дающих решение этой задачи, можно получить как частные случаи решения приведенных ниже задач. 

 

Анализ задачи: 

Перечислите силы, действующие на оба тела, куда они направлены. Какие законы Ньютона будем применять? (2 и 3). Направим координатные оси, какие особенности нужно будет учесть при проецировании сил? Решили данную задачу, как из нее получить частные случаи решения задач 1 – 4? Какие параметры будем изменять? (углы  и , коэффициенты трения k₁ и k₂).

Учащийся у доски решает задачу. (В целях экономии времени можно предложить детям выполнить задачу дома, а затем на уроке обсудить решение и работать с уже готовым результатом). Вывод:

a = (m₁g sin - k₁m₁g cos - m₂g sin - k₂m₂g cos) / (m₁ + m₂);

T = m₂a + k₂m₂g cos + m₂g sin.

Компьютерное моделирование

Этап разработки модели Вводим данные и формулы в электронную таблицу 1.xlsx (на рисунке приведена заготовка для детей, заранее введены формулы для вычисления синусов и косинусов углов, значение массы m₁ будем изменять с шагом 0,2):

A14                                                          0

A15                                                          =A14+0,2

B14                                                          =A14*$B$3*$B$10

C14   =$B$4*A14*$B$3*$B$11 D14          =$B$2*$B$3*$B$7

E14                                                           =$B$5*$B$2*$B$3*$B$8

F14                                                           =(B14-C14-D14-E14)/(A14+$B$2)

G14                                                          =$B$2*F14+E14+D14

Основной этап моделирования

Учащиеся самостоятельно устанавливают параметры для частных случаев:

1)              k₁ = k₂ = 0;

2)               = 30⁰,  = 90⁰, k₂ = 0,1;

3)               = 0⁰,  = 90⁰, k₂ = 0,1;

4)               = 90⁰,  = 90⁰, m₁ = 2 кг Полученные значения а и Т необходимо записать в технологическую карту. 

Дополнительный этап моделирования

Ответьте на вопросы, используя данные основной задачи:

1.      При какой массе тела 1 система тел движется вправо? (Нужно указать значение меньшее либо равное 0,8 кг).

2.      Определите ускорение и силу натяжения нити, если величина угла  уменьшилась до 30⁰, коэффициент трения k₂ увеличился в 2 раза, а масса 1-го тела равна 1,8 кг. (0,25 м/с², 6,85 Н).

3.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите такое значение коэффициента k₁, чтобы при m₁ = 2 кг система находилась в покое или состоянии равномерного движения. Ответ округлите до сотых. (0,59).

4.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите максимальное значение массы m₂, чтобы при значении угла  = 90⁰ сила натяжения Т не превышала 10 Н. Масса m₁ = 2 кг. Ответ округлите до сотых. (0,95 кг).

После выставления оценок предлагается рефлексия (2 - 3 минуты).

Критерии выставления оценок

На уроке можно получить две итоговые оценки – за каждый этап отдельно.

В процессе выполнения основного этапа моделирования за каждое задание ставится не выше «4»: 

Количество правильно выполненных заданий	Итоговая оценка
4 3 2 Менее 2-х	«5» «4» «3» «0»

В процессе выполнения дополнительного этапа моделирования (уровень В): 

Количество правильно выполненных заданий	Итоговая оценка
3, 4 2 1 –	«5» «4» «3» «2»

Компьютерное моделирование по теме «Применение законов Ньютона»

Постановка задачи:

Невесомый блок укреплен в вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы a = 30⁰ и b = 45⁰. Гири 1 и 2 одинаковой массы m₁ = m₂  = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т при условии, что коэффициенты трения гирь 1 и 2 о наклонные плоскости k₁ = k₂ = 0,1. Показать, что из формул, дающих решение этой задачи, можно получить как частные случаи решения приведенных ниже задач.

Основной этап моделирования

ФИО
ФИО

1.     Запишите данные основной задачи в таблицу:

m2	a	b	k1	k2

2. Введите данные и формулы в электронную таблицу 1.xlsx (значение массы m₁ изменяется с шагом 0,2). Файл сохраните.

3. Протестируйте модель.

4. Изменяя значения данных задачи, определите и запишите результаты для частных случаев:

1)  а =      Т =	2)   а =        Т =
3)  а =      Т =	4)   а =        Т =

Итоговая оценка:

Дополнительный этап моделирования

ФИО
ФИО

I. Откройте свой файл 1.xlsx и ответьте на вопросы, используя данные основной задачи:

1.      При какой массе тела 1 система тел движется вправо?

2.      Определите ускорение и силу натяжения нити, если величина угла b уменьшилась до 30⁰, коэффициент трения k₂ увеличился в 2 раза, а масса 1-го тела равна 1,8 кг.

3.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите такое значение коэффициента k₁, чтобы при m₁ = 2 кг система находилась в покое или состоянии равномерного движения. Ответ округлите до сотых.

4.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите максимальное значение массы m₂, чтобы при значении угла b = 90⁰ сила натяжения Т не превышала 10 Н. Масса m₁ = 2 кг. Ответ округлите до сотых.

II. Проанализируйте свою деятельность на уроке:

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Итоговая оценка:

Компьютерное моделирование по теме «Применение законов Ньютона»

Постановка задачи: 

Невесомый блок укреплен в вершине двух наклонных плоскостей, составляющих с горизонтом углы  = 30⁰ и  = 45⁰. Гири 1 и 2 одинаковой массы m₁ = m₂  = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т при условии, что коэффициенты трения гирь 1 и 2 о наклонные плоскости k₁ = k₂ = 0,1. Показать, что из формул, дающих решение этой задачи, можно получить как частные случаи решения приведенных ниже задач. 

Основной этап моделирования

ФИО
ФИО
1. Запишите данные основной задачи в таблицу:
m2					k1	k2

2.   Введите данные и формулы в электронную таблицу 1.xlsx (значение массы m₁ изменяется с шагом 0,2). Файл сохраните.

3.   Протестируйте модель.

4.   Изменяя значения данных задачи, определите и запишите результаты для частных случаев: 

1)  а =       Т =	2)   а =         Т =
3)  а =       Т =	4)   а =         Т =

Итоговая оценка:

Дополнительный этап моделирования

ФИО
ФИО

I.      Откройте свой файл 1.xlsx и ответьте на вопросы, используя данные основной задачи:

1.      При какой массе тела 1 система тел движется вправо? 

2.      Определите ускорение и силу натяжения нити, если величина угла  уменьшилась до 30⁰, коэффициент трения k₂ увеличился в 2 раза, а масса 1-го тела равна 1,8 кг. 

3.      Используя команду Данные / Анализ «что если» / Подбор параметра…, найдите такое значение коэффициента k₁, чтобы при m₁ = 2 кг система находилась в покое или состоянии равномерного движения. Ответ округлите до сотых. 

4.      Используя команду Данные / Анализ «что если»         /         Подбор          параметра…,      найдите максимальное значение массы m₂, чтобы при значении угла  = 90⁰ сила натяжения Т не превышала 10 Н. Масса m₁ = 2 кг. Ответ округлите до сотых. 

II.   Проанализируйте свою деятельность на уроке:

___________________________________________________________________ 

___________________________________________________________________ 

___________________________________________________________________  ___________________________________________________________________ 

Итоговая оценка:

Краткое описание документа:

Комплект материалов для проведения бинарного урока физика+информатика (компьютерное моделирование по теме "Законы Ньютона", 10 класс). В комплект входят:1. Электронная таблица для учащихся (для копирования на компьютеры).2. Разработанная электронная таблица для учителя.3. Технологическая карта для учащихся.4. Файл с разработкой урока для учителя.