Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Информатика / Другие методич. материалы / Практическая работа по информатике на тему "Исследование физических моделей в электронных таблицах" (11 класс)
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Информатика

Практическая работа по информатике на тему "Исследование физических моделей в электронных таблицах" (11 класс)

библиотека
материалов

11 класс

Практическая работа

«Построение и исследование физической модели»


Рассмотрим процесс построения и исследования модели на примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.


Условие задачи:

В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Требуется задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.


1. Описательная информационная модель


Из условия задачи можно сформулировать следующие 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 ОХ можно считать равномерным.


2. Формализованная модель


Используем известные из физики формулы равномерного и равноускоренного движения.


При заданной начальной скорости V0 и угле бросания А значения координат дальности полета Х и высоты Y от времени T можно описать следующими формулами:


X=V0 *COS(A)*T


Y=V0*SIN(A)*T-G*T2/2


Пусть мишень высотой Н размещается на расстоянии S от автомата. Из первой формулы выражаем время, которое потребуется мячику для преодоления расстояния S.


T=S/(V0*COS(A))


Подставляем значение в формулу для Y и получаем высоту мячика над землей на расстоянии S


L=S*TAN(A)-G*S2/(2*V02*COS2(A))


Формализуем условие попадания мячика в мишень.


Попадание произойдет, если


0<=L<=H


Если L<0 – недолет, L>H - перелет


3. Компьютерная модель

Практическая работа в MS Exel

«Построение и исследование физической модели»


Цель работы: научиться строить и исследовать компьютерные модели.


Рассмотрим процесс построения и исследования модели движения тела, брошенного под углом к горизонту.


Технология работы.

  1. Объединить ячейки с А1 по С1.

  2. Поместить туда текст «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»

  3. Расширить колонки В и С, так, чтобы заголовок поместился в ячейках с А1 по С1

  4. Ввести в ячейки А2, А3 и А4 соответственноV0= , A=, G=

  5. В ячейки С2, С3 и С4 ввести м/сек, град, м/сек^2 соответственно

  6. Для ячеек В2, В3 и В4 установить формат числовой, установив число десятичных знаков – 1

  7. Ввести в ячейки В2, В3 и В4 соответственно значения 18,0; 35,0; 9,8

  8. Ввести в ячейки А5 – Т, В5 – X=V0*COS(A)*T, С5 – Y=V0*SIN(A)*T-G*T^2/2

  9. Выделить ячейки с А6 по С19 и установить числовой формат с числом десятичных знаков – 1

  10. В ячейку А6 ввести число 0,0

  11. В ячейку А7 ввести число 0,2

  12. Выделить ячейки с А6 по А19 и заполнить их значением времени с интервалом 0,2

  13. В ячейку В6 ввести формулу =$B$2*COS(радианы($B$3))*A6

  14. В ячейку C6 ввести формулу =$B$2*SIN(радианы($B$3))*A6 - $B$4*A6^2/2

  15. Скопировать формулы в ячейки В7:В19 и С7:С19 соответственно

  16. Выделить ячейки с А5 по С19 и установить границы таблицы:

  17. Визуализируем модель, построив график зависимости координаты Y от координаты Х (траекторию движения тела)


Поместить график рядом с таблицей.

hello_html_m78c657f9.png

Сохранить работу в своей папке под именем «Физическая модель»


4. Исследование модели


Исследуем модель и определим с заданной точностью 0,1 диапазон изменений угла, который обеспечивает попадание в мишень, находящуюся на расстоянии 30 м. И имеющую высоту 1 м., при заданной начальной скорости 18 м/сек.


Воспользуемся методом Подбор параметра

  1. Установить для ячеек В21:В25 точность один знак после запятой

  2. Ввести в ячейки В21, В22, и В23 значения расстояния до мишени S=30 м, начальной скорости V0=18 м/сек и угла А=350

hello_html_m69ad0c3c.png

  1. В ячейку В25 ввести формулу для вычисления высоты мячика над землей на расстоянии для заданных начальных условий:


L=S*TAN(A)-G*S2/(2*V02*COS2(A))


Вместо переменных писать ячейки, в которых расположены их значения


Для заданных начальных условий определим углы, которые обеспечивают попадание в мишень на высотах 0 и1 м.

  1. Выделить ячейку В25 и ввести команду:


Сервис/Подбор параметра


На появившейся диалоговой панели ввести в поле Значения: наименьшую высоту попадания в мишень (то есть 0). В поле Изменяя значение ячейки: ввести адрес ячейки, содержащей значение угла (в данном случае $B$23)

hello_html_m6db00847.png


В ячейке В23 появится значение 32,6.


Повторить процедуру подбора параметра для максимальной высоты попадания в мишень - в ячейке В23 получим значение 36,1.


Таким образом, исследование компьютерной модели показало, что существует диапазон значений угла бросания от 32,6 до 36,10, который обеспечивает попадание в мишень высотой 1 м., находящуюся на расстоянии 30 м., мячиком, брошенным со скоростью 18 м/сек.


VI. Задание для самостоятельного выполнения:


Повторить процедуру определения диапазона углов, которые обеспечивают попадание в мишень, имеющую высоту 2 метра при начальном значении 550


Полученные значения и выводы записать в тетрадь.


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 11.12.2015
Раздел Информатика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров4082
Номер материала ДВ-249666
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

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