Урок физики в 7 классе

ТЕМА: МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА.

ЦЕЛЬ УРОКА: сформировать у учеников неформальные знания о понятии механическая работа.

ХОД УРОКА

Будем считать знания обучающихся неформальными, если они умеют использовать тот или иной их элемент в конкретных ситуациях, умеют проанализировать ситуацию и сделать вывод о её соответствии своим знаниям.

На каждый элемент знания даётся одно задание, которое содержит описание не менее восьми конкретных ситуаций. Ситуации предполагают ответы трёх типов: положительный, отрицательный и неопределённый. Например:

Задание 1. Вычислите работу, совершаемую силами, действующими со стороны тела (выделенное жирным шрифтом), в следующих ситуациях.

1. Буксирной катер тянет баржу с одного причала на другой, действуя с силой 5000 Н. Расстояние между причалами 1000м.

2. Хоккеист ударил по шайбе с силой 100Н, и она по инерции прокатилась по льду на 20м.

3. Штангист держит штангу весом 2 кН, пройдя по горизонтальной дороге 20м..

4. Автомобиль весом 20 кН после включения двигателя останавливается под действием силы трения 4кН. Пройдя по горизонтальной дороге 20 м.

5. Пианино массой 300кг было подано в окно шестого этажа, расположенное на высоте 16м над тротуаром, с помощью подъёмного устройства.

6. Вини – Пух весом 20Н хочет полакомиться мёдом, находящимся в дупле на высоте 4 м.

7. Мама везёт санки с ребёнком из детского сада домой весом 8Н, проходя расстояние 500м.

8. Женщина несёт на голове кувшин весом 70Н, удерживая его на одном уровне.

9. Гиря часового механизма весит 50Н в и в течение суток опускается на 120 см.

10. Кот Матроскин несёт ведро с молоком весом 80 Н из коровника в дом, поднимая ведро при каждом шаге на 2 см.

11. При каждом шаге вы поднимаете своё тело весом … на высоту … (данные получите самостоятельно).

Описание методики организации работы с этими заданиями на уроке в виде сценария с небольшими комментариями.

Задание 1 учитель предлагает выполнить после введения новой физической величины механическая работа. Он даёт время для анализа ситуации и выслушивает ответы учащихся. Наверняка большинство учащихся затруднится с выполнения задания. Тогда учитель предлагает подумать над способом его выполнения. Порядком действий. Далее в ходе обсуждений составляется план действий.

Преподаватель. Мы установили, что механическая работа – это физическая величина, описывающая действие одного тела на другое на некотором участке траектории и равная произведению силы (F) на пройденный путь (s) при условии, что угол между направлениями движения и силы составляет 0 или 180 гр.: A = Fs(Дж). Механическая работа равна нулю. Если угол между направлением движения и направлением действующей силы равен 90. Что нужно сделать для определения работы, совершаемой в конкретных случаях?

Учащийся. Поскольку механическая работа характеризует действие одного тела на другое, то нужно сначала определить, какое тело действует и на какое оно действует. Так как в определении указан участок траектории, то нужно выделить участок траектории, на котором указывается это воздействие. В виду того, что работа равна произведению силы на путь, нужно определить силу воздействия (направление и величину в ньютонах) и пройденный путь (в метрах). Так как формула верна, когда угол между направлением силы и направлением движения составляет 0 или 180 гр., нужно убедиться в этом. Если угол действительно равен 0 или 180 гр., то можно рассчитать работу. Если угол имеет другое значение, то возможны два решения:

1) работа равна 0, если угол равен 90гр.;

2) работу по указанной формуле определить нельзя.

/Способ выделения задания, вытекающий из понятия механическая работа, фиксируется, как показано ниже (левая колонка), на доске (его следует написать заранее) или на экране.

После этого учитель показывает образец анализа ситуации и фиксирует его (правая колонка). Следующий этап работы направлен на осознание учащимися смысла каждого действия/.

Преподаватель. Я буду называть номер действия, вы его выполняете в тетради, результат проверяем. Запишите ситуацию №2. Первое действие? (Пауза).

Учащийся. ( С места). Шайба. Хоккеист действует на шайбу.

Преподаватель. Второе действие.

РЕШЕНИЕ СИТУАЦИИ №1

Последовательность действий

Анализ

1. Установите, на какое тело воздействует рассматриваемое тело.

Катер действует на баржу.

2. Выделите участок движения, на котором производится воздействие.

Катер тянет баржу между причалами 1 и 2.

3. Определите силу воздействия F.

Сила воздействия 5000 Н.

4. Определите угол между направлением движения и направлением силы.

Баржа движется в сторону воздействия, угол 0.

5.Если угол равен 0 или 180 гр.:

а) определите пройденный путь s;

б) рассчитайте произведение Fs.

Расстояние между причалами 1000м.

А = 5000Н ∙ 1000м = 5 МДж

6. Если угол отличен от 0 или 180 гр., сделайте соответствующий вывод.

_____

(Идёт анализ ситуации в соответствии с записанной последовательностью действий. На этом этапе достаточно разобрать одну-две ситуации, например, №2 и №3 из задания 1. Далее порядок работы изменяется. Теперь внимание учащихся должно быть направлено на логику рассуждений, последовательность действий.

Записи с доски стираются или закрываются.)

Преподаватель. Теперь работаем парами. Сидящие слева анализируют ситуацию №4, объясняя соседу, как учитель ученику. Затем меняетесь ролями. Таким образом разбираете ситуации №4, 5,6 и7. В тетради фиксируете только общий ответ. Через 3 минуты проверим результаты.

(Ученики работают попарно).

Преподаватель. Проверяем. Четвёртая ситуация (Вызывает ученика).

Учащийся (с места). Сначала выделяю тело, на которое действует штангист. Это – штанга. Выделяю участок движения. Штанга не движется. Можно сделать вывод: работа не совершается (А =0).

(К концу этого этапа в тетрадях учащихся появляется следующая запись:

РЕШЕНИЕ СИТУАЦИЙ № 2 – 7

№2. Шайба -----начало, конец удара ----- 100 H --- 0 гр. ----? … --- ?

№3 Автомобиль ---- начало, конец торможения – F тяж. = 20 000Н ----- 90 гр. --- … - -- А=0; F тр = 4000 Н --- 180 гр. --- 20 м --- А = 80 кДж.

;4. А = 0, так как штанга не движется.

№5. 3000 Н ∙ 16 м = 48 кДж.

№6. А = 20 Н ∙ 4 м = 80 Дж.

№7. А = ?, так как угол не равен 0,90 или 180 гр.

На следующем этапе действия следует делать в уме, без записи в тетрадь).

Преподаватель. Восьмая ситуация. Каждый делает сам, записывать необязательно.

(Ученики анализируют в уме. Преподаватель вызывает ученика).

Учащийся. Сила упругости, действующая на кувшин, направлена под углом 90 к направлению движения. Значит, А = 0. (Приведённый ответ является идеальным. Подобные рассуждения дают, как правило, несколько учащихся или сам учитель, что зависит от уровня подготовки класса)

Завершение урока. Выполняется контрольное задание. Предлагается на листочке выполнить задание для одной ситуации, например. Девятой (1 вариант), десятой (2 вариант) с подробным объяснением.