Методическая разработка практического занятия по теме «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»

Пояснительная записка

Методическая разработка практического занятия по теме  Л.р. №2 «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения» составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта СПО.

В методической разработке практического занятия даны обоснования развивающего обучения, способствующие формированию у студента знаний и умений по дисциплине.

На практическом занятии используются приемы, средства и методы обучения, активизирующие мыслительную деятельность, воспитывающие у студентов устойчивый познавательный интерес, а также умение осмысливать и применять имеющиеся знания в практической деятельности и критическое мышление.

При изучении темы используются элементы беседы, самостоятельной работы, самостоятельное выполнение практических работ.

Методическая разработка практического занятия включает себя:

методическую разработку для преподавателя;

методическую разработку для самоподготовки студентов к практическому занятию;

методическую разработку практического занятия для студентов;

дидактический материал по данной теме.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

                                        ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

ТЕМА: «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»

Методы обучения: частично-поисковый, наглядный, словесный.

Формы обучения: фронтальная, индивидуальная.

Цель занятия: отработать навыки применения физических формул, уметь установить связь между ними; способствовать развитию физической речи, оперативной памяти, произвольного внимания, наглядно-действенного мышления; воспитывать культуру поведения при фронтальной работе, коллективной работе.

Формировать УУД:

Личностные: способность к самооценке на основе критерия успешности учебной деятельности.

Регулятивные:  умение определять и формулировать цель на уроке с помощью учителя; проговаривать последовательность действий на уроке;  работать по коллективно составленному плану; оценивать правильность выполнения действия на уровне; планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей; вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учета характера сделанных ошибок.

Коммуникативные: умения оформлять свои мысли в устной и письменной форме; слушать и понимать речь других; знать правилах поведения и общения и следовать им.

Познавательные: умения ориентироваться в своей системе знаний (отличать новое от уже известного с помощью преподавателя); добывать новые знания (находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке и сети internet)

Планируемые результаты:

Предметные: уметь использовать физические формулы и константы.

Личностные: уметь осуществлять самооценку на основе критерия успешности учебной деятельности; ориентироваться на успех в учебной деятельности.

Метапредметные: регулятивные - уметь определять и формулировать цель на занятии самостоятельно; работать по коллективно составленному плану; оценивать правильность выполнения действия; планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей; вносить необходимые коррективы в действие после его завершения на основе его оценки и учета характера сделанных ошибок; высказывать свое предположение; коммуникативные:  уметь оформлять свои мысли в устной и письменной форме; слушать и понимать речь других; совместно договариваться о правилах поведения и общения в колледже и следовать им. познавательные: уметь ориентироваться в своей системе знаний (отличать новое от уже известного самостоятельно); добывать новые знания (находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на занятии и сети internet).

Тип занятия: формирование практических умений

Вид занятия: лабораторная работа

Методы обучения: инструктаж и самостоятельная работа, репродуктивный.

Метод контроля знаний: индивидуальный письменный опрос;

индивидуальный устный опрос.

Продолжительность занятия: 90 минут.

ИНТЕГРАЦИЯ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ ТЕМЫ

1. Межпредметные связи

ОДБ.01. Русский язык

ОП.05. Гигиена и экология человека

ЕН.02. Математика

2. Внутрипредметные связи

Взаимодействие тел. Силы в природе. Законы динамики Ньютона.

Используемая литература:

Для студентов: учебник

Для преподавателей:

Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень), М.: Мнемозина, 2013.

Основная литература:

Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень), М.: Мнемозина, 2013.

Интернет ресурсы:

http://www.alleng.ru

http://metod-kopilka.ru

Хронокарта занятия.

Организационный момент

2 минуты

Мотивация

3 минуты

Контроль исходного уровня знаний

10 минут

Методические инструкции

5 минут

Выполнение практической работы

45 минут

Защита отчета

20 минут

Подведение итогов занятия

4 минуты

Сообщение домашнего задания

1 минута

Характеристика отдельных элементов занятия

Организационный момент. Приветствие. Контроль внешнего вида студентов, отсутствующих студентов, готовности аудитории к занятию.

Мотивация. Преподаватель четко называет тему занятия, цель занятия, этапы занятия.

Совместно со студентами формируется значение и место данной темы в будущей профессии. Обращается внимание на практику использования импульса в быту и профессиональной деятельности. При создании мотивационного пространства используются межпредметные связи, показывается значение данной темы при изучении профессиональных модулей.

Контроль исходного уровня знаний. Записывается раздел «Теоретические сведения»

Методические инструкции. Преподаватель совместно со студентами разбирают предстоящую практическую работу в соответствии с методическими указаниями. Преподаватель обращает внимание на наиболее сложные моменты, на соблюдение правил техники безопасности и санитарного режима при работе в аудитории.

Выполнение практической работы. Студенты выполняют практическую работу в группах по 3-5 человек в соответствии с методическими указаниями и рекомендациями, данными преподавателем. Преподаватель в процессе выполнения работы консультирует студентов, направляет их при возникновении затруднений. В процессе работы обращается особое внимание на соблюдение студентами правил техники безопасности и требований санитарного режима.

Защита отчета. Студенты защищают лабораторную работу группами по контрольным вопросам.

Подведение итогов занятия. Преподаватель обобщает результаты работы, достижение целей занятия, комментирует работу на занятии отдельных групп студентов и всей группы в целом. Выставление итоговых оценок интегративно с учётом вводного контроля, проделанной самостоятельной работы.

Сообщение домашнего задания. Преподаватель сообщает домашнее задание.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ

ТЕМА: «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»

Студенты должны знать:

формулу закона сохранения импульса, правила действий с векторами.

Студенты уметь:

осуществлять выбор способа представления информации в соответствии с поставленной задачей;

соблюдать правила техники безопасности и гигиенические рекомендации;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

эффективной организации индивидуального информационного пространства;

автоматизации коммуникационной деятельности;

эффективного применения информационных образовательных ресурсов в учебной деятельности.

Цели занятия:

убедиться в справедливости закона сохранения импульса путем проведения расчетов импульса тел и системы в целом;

формирование умений в соответствии с требованиями ФГОС: осуществлять выбор способа представления информации в соответствии с поставленной задачей;

контроль и коррекция знаний по теме «Закон сохранения импульса и реактивное движение»

формирование общих компетенций, необходимых будущему специалисту.

Задачи:

определить импульс монеты достоинством 5 руб.

Вопросы для самоподготовки

Сформулируйте понятие импульса.

Запишите математическую форму закона импульса и поясните границы его применимости.

Какое движение называют реактивным? Приведите примеры использования реактивного движения.

Самостоятельная работа студента при подготовке к занятию

Изучение темы «Закон сохранения импульса и реактивное движение»
Литература:

Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень), М.: Мнемозина, 2013.

http://www.alleng.ru

http://metod-kopilka.ru

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ТЕМА: «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»

Время: 90 минут.

Этапы занятия

1.                 Организационный момент.

2.                 Входной контроль.

3.                 Инструктаж и самостоятельное выполнение практической работы.

4.                 Подведение итогов занятия.

Методические указания к выполнению практической работы

1. Положите на наклонную плоскость полосу бумаги таким образом, чтобы часть ее длиной 25-30 см находилась на горизонтальной поверхности стола.

Монета, положенная на поверхность бумажной полосы на наклонной плоскости, должна плавно соскальзывать по ней и двигаться по горизонтальной поверхности до остановки. Подберите такие углы наклона плоскости и начальное положение запуска монеты, чтобы путь монеты на горизонтальной поверхности составлял 15-25 см.

2. Отметьте начальное положение монеты на наклонной плоскости и ее конечное положение на горизонтальной плоскости. Проведите на горизонтально расположенном участке бумажной полосы прямую, по которой двигался центр диска монеты. Отметьте положение центра монеты в начале горизонтального участка пути (точка А) и в его конце (точка В). Измерьте тормозной пути S = AB (отрезок АВ) (рис.1).

Рис. 1. Схема опыта

3. Поставьте на пути движения первой монеты достоинством 5 руб. вторую монету достоинством 2 руб.; таким образом, чтобы столкновение произошло в тот момент, когда  центр диска первой монеты проходит через точку А. Удар должен быть нецентральным, т. е. центр диска второй монеты должен быть расположен на некотором расстоянии от прямой АВ, по которой движется центр диска первой монеты

Отметьте начальное положение центра диска второй монеты (точка С на рис.1). Запустите первую монету с того же места на наклонной плоскости, как и в первом опыте. Отметьте конечное положение центров дисков первой (точка Е) и второй (точка D) монет (см. рис. 1). Соедините точки А и Е отрезком АЕ, точки С и D отрезком CD. Измерьте расстояния S₁ и S₂.

4. Положите монету на наклонную плоскость с бумажной полосой и постепенно увеличивайте угол наклона до тех пор, пока монета не начнет скользить по бумаге. Измерьте длины катетов h и b, вычислите тангенс угла предельного наклона (tg φ = h/b) , равный коэффициенту трения:

 = tg  φ = h/b

5. По известным значениям масс m₁ = 6,45 г и m₂ = 5,1 г монет, тормозных путей S, S₁, S₂ и коэффициента трения μ вычислите значения скоростей монет υ, υ₁ и υ₂ и модулей р, р₁ и р₂ их импульсов.

6. Отложите на прямых, проходящих через точки А и В, А и Е, С и D, отрезки, пропорциональные модулям импульсов монет. Постройте векторы р, р₁, p₂ (рис.2).

Рис. 2. Построение векторов

Проверьте, выполняется ли условие

7. Постройте вектор , перенеся начало вектора р₂ в точку А. Найдите разность векторов . Измерьте длину вектора ∆p_э и по известному масштабу построения векторов импульса определите значение модуля вектора ∆p_э.

8. Повторите опыт еще раз.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Сформулируйте понятие импульса.

2. Запишите математическую форму закона импульса и поясните границы его применимости.

3. Какое движение называют реактивным? Приведите примеры использования реактивного движения.

Приложение 1

Лабораторная работа №2

Тема: «Изучение закона сохранения импульса и реактивного движения»

Цель работы: убедиться в справедливости закона сохранения импульса путем проведения расчетов импульса тел и системы в целом.

Оборудование: наклонная плоскость, лист бумаги, линейка, монеты по 5 руб. и 2 руб.

Теоретические сведения.

В специальных измерениях импульса тела нет необходимости, если известны его масса и скорость. В этом случае импульс находится как их произведение. Однако в физике довольно часто встречаются случаи, когда прямые измерения массы и скорости тела оказываются затрудненными или невозможными, но сведения о них можно получить на основании измерений импульса тела. Такая ситуация характерна для многих экспериментов в. области ядерной физики и физики элементарных частиц, в которых обнаруживаются новые частицы с неизвестной массой. Измерив импульс и кинетическую энергию частицы, можно определить затем ее массу и скорость.

Измерение импульса тела с неизвестной массой, движущегося с неизвестной скоростью, возможно на основании закона сохранения импульса.

В данной работе исследуется суммарный импульс системы из двух монет до и после их соударения. При этом импульсы сравниваются векторно в случае нецентрального удара. Для этой цели одна из монет соскальзывает с наклонной плоскости и затем сталкивается с неподвижной монетой. Так как массы монет известны, то для определения их импульсов нужно определить их скорости. Они вычисляются по длине тормозного пути и измеренному коэффициенту трения монеты о бумагу.

Предоставим монете возможность после соскальзывания с наклонной плоскости двигаться по бумаге на горизонтальной поверхности стола до остановки. Измерим тормозной путь, пройденный монетой по горизонтальной поверхности от точки А - положения центра монеты в начале пути - до точки остановки В (рис.1). Как легко доказать, скорость монеты в точке А равна

Рис. 1. Измерение тормозного пути

Коэффициент трения можно найти, определив угол трения, т. е. минимальный угол, при котором монета скользит равномерно по наклонной плоскости (рис. 2): .

Рис. 2. Схема для определения коэффициента трения

На основе этих данных можно найти значение модуля импульса монеты  до столкновения.

Так как вторая монета до столкновения находится в покое, импульс первой монеты до столкновения равен импульсу системы из двух монет после столкновения:

Выполнение работы. 

S, м	S1, м	S2, м	H, см	В, см	P, Н·с	P1, Н·с	P2, Н·с	P’, Н·с	∆Pэ, Н·с	μ

Вычисления

= tg  φ = h/b =

=  =

Вывод: