Технологическая карта урока физики 9 класс по ФГОС .
УМК: А.В. Перышкин, Е.М. Гутник – М.: Дрофа, 2009.- § 65.
Тема урока: Вводный инструктаж по технике безопасности. Механическое движение.Система отсчёта. Путь. Перемещение .
Тип урока: изучение нового материала.
Оборудование:учебник: Перышкин А.В. «Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений», М.: Дрофа. 2013 ; презентация, videouroki «Физика 9класс»,2014,ООО «КОМПЭДИ»,compedu.ru; штатив,шарик,желоб; маятники.
Цель урока: знакомство с техникой безопасности работы в кабиненте физики, знакомство с одним из важнейших разделов физики- механикой и ее задачей; ввести основные понятия: материальная точка, система отсчёта, путь, перемещение.
Задачи:
Дидактические ─ создать условия для усвоения нового учебного материала, используя ИКТ
Познавательные – знать понятия «механическое движение», «материальная точка», «тело отсчета», «система отсчета», «траектория», «путь», «перемещение»
Развивающие – продолжить работу по овладению методами научного познания, развивать интеллектуальные умения учащихся (наблюдать, сравнивать, анализировать, применять знания, делать выводы).
Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения и интереса к физике.
Характеристика учебных возможностей и предшествующих достижений учащихся класса, для которого проектируется урок:
Учащиеся владеют:
регулятивными УУД:
– преобразовывать практическую задачу в учебно-познавательную совместными усилиями;
познавательными УУД:
– определять способы решения проблем под руководством учителя;
– выдвигать гипотезы и выстраивать стратегию поиска под руководством учителя;
– формулировать новые знания совместными групповыми усилиями;
коммуникативными УУД:
– участвовать в коллективном обсуждении проблем;
личностными УУД:
– проявляют ситуативный познавательный интерес к новому учебному материалу .
Этап урока, время этапа
Задачи этапа
Методы, приемы обучения
Формы учебного взаимодействия
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Формируемые УУД и предметные действия
Организационный этап.
Эмоциональный настрой.
Вводный инструктаж по технике безопасности.
Беседа с учащимися
Фронтальная
Даёт инструкции для подготовки к уроку. Обеспечивает учащихся всем необходимым для урока. Проводит вводный инструктаж по технике безопасности.
Готовятся к уроку. Слушают учителя.
Постановка цели и задач курса физики и данного урока
Осознание учащимся неполноты имеющихся знаний; вызвать познавательный интерес к проблеме, организовать самостоятельное формулирование проблемы и постановку цели.
Создание проблемной ситуации.
Работа в группах
Ребята, у вас на столах в каждой группе находится оборудование. Подумайте, какую демонстрацию можно показать и что она демонстрирует.
Какие явления вы наблюдали? (Механическое движение)
Какой раздел физики изучает механическое движение? (Механика в разделе кинематика)
Какова основная задача механики?
Основные понятия кинематики: Система отсчёта. Путь. Перемещение.
Слайд 1. Тема урока.
Учащиеся проводят эксперимент с наклонным жёлобом и шариком, штативом и шариком на нити, грузом на пружине, тележкой.
Формулируют цели и задачи урока. Записывают тему урока.
Предметные УУД: осознавать важность понятия механического движения;
Регулятивные УУД:
определять цели учебной деятельности;
Познавательные УУД:
видеть проблему, осознавать возникшие трудности;
Коммуникативные УУД:
участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением и высказывать свое собственное;
Личностные УУД:
осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию.
Изучение нового материала
Познакомиться с новыми понятиями в кинематике.
Беседа.
Фронтальная
Ребята, если основная задача механики- знать положение тела в любой момент времени, нам важны такие характеристики как размер, масса. (Нет). Таким образом одно из понятий кинематики – материальная точка.
Слайд 2.
Рассказывает о древнем документе, относящемуся к началу эры, в котором сказано: «Стань у восточной стены крайнего дома лицом на север, и, пройдя 120 шагов, повернись лицом на восток. Затем, пройдя 200 шагов, вырой яму в 10 локтей и надёшь 100 золотых монет»
Если бы этот документ попал в ваши руки, смогли бы вы найти клад?
Слайд 3.
Слайд 4.
Система отсчёта бывает одномерная, двухмерная и трёхмерная. Приведите примеры каждой из них.
Какой была система координат в проведённом вами опыте?
Обратите внимание, что следующее понятие знакомо вам из уроков математики.
Слайд 5.
Слайд 6.
Слушают, отвечают на вопросы.
Приходят к понятию системы отсчёта.
Записывают в виде схемы. Система отсчёта:а) тело отсчёта; б) система координат; в) прибор для измерения времени.
Приводят примеры одномерной, двухмерной и трёхмерной системы координат.
Записывают определения: путь, перемещение, траектория.
Предметные УД: осознавать важность понятий кинематики для дальнейшего изучения движений тел;
Регулятивные УУД: принимать предложенный способ решения проблемы;
Познавательные УУД: участвуют в создании формулировок основных понятий;
Коммуникативные УУД: умение слушать имеющиеся знания учащихся;
Этап закрепления.
Обеспечить применение полученных знаний для объяснения новых фактов.
Беседа.
Фронтальная.
Предлагает ответить на вопросы с пояснением.
Путь или перемещение мы оплачиваем при поездке в такси?
Мяч упал с высоты 3м, отскочил от пола и был пойман на высоте 1м. Найти путь и перемещение мяча.
Отвечают на вопросы.
Слушают ответы учащихся.
Регулятивные УУД:
уметь планировать, прогнозировать, контролировать, корректировать, оценивать полученные знания;
Предметные УД: формулировать определения нового физического понятия, объяснять смысл и результаты опыта;
Коммуникативные УУД: уметь сформулировать ответ;
Этап первичной проверки знаний.
Выявить первичное понимание основных характеристик движения для дальнейшей корректировки.
Работа по карточкам.
Работа в парах (с взаимопроверкой)
Предлагает заполнить таблицу с заданиями.
Меняются работами и осуществляют проверку по ключам.
Регулятивные УУД:
Саморегуляция. Оценка степени достижения цели;
Личностные УУД: осознавать личностную значимость владения знаниями.
Коммуникативные УУД: устанавливать рабочие отношения, эффективно сотрудничать, с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.
Домашнее задание.
Беседа
Поясняет домашнее задание.
Записывают домашнее задание.
Итоги урока
Рефлексия
Беседа
Учитель оценивает совместную работу «учитель-ученик» на уроке
Учащиеся оценивают «+» и «-» урока
Вариант 1
Система координат
одномерная
двухмерная
трёхмерная
а)шахматная фигура
б) вертолёт
в) самолёт в небе
г) лифт
Материальная точка
Да
Нет
Идет из дома на работу
Выполняет гимнасти-ческие упражнении
Совершает путешествие на пароходе
А при измерении роста человека
Вариант 2.
Напротив правильного ответа поставить «+»
Система координат
одномерная
двухмерная
трёхмерная
а) люстра в комнате
б) подводная лодка
в)поезд
г)самолёт на взлётной полосе
Материальная точка
Да
Нет
при расчете расстояния от Земли до Луны
при измерении ее диаметра
при посадке космического корабля на ее поверхность
при определении скорости ее движения вокруг Земли
Описание видеоурока
Окружающие нас предметы и объекты (на языке физики, их называют физическими телами), занимают определенное положение в пространстве относительно друг друга. Если с течением времени положение одного тела, относительно другого не меняется, это означает, что первое тело находится в покое относительно второго. Например, дорожный знак и дерево друг относительно друга покоятся. Если с течением времени положение одного тела, относительно другого меняется, это означает, что первое тело совершает механическое движение, относительно второго тела. Например, трамвай и дерево. Трамвай относительно дерева совершает механическое движение. Механическое движение тела - изменение его положения в пространстве относительно других, которое происходит с течением времени. Как описать движение и рассчитать основные параметры для простейшего случая мы знаем из курса математики и физики седьмого класса. Положение тела мы можем задать с помощью координатной прямой. Чтобы найти скорость тела необходимо путь разделить на время… Однако в практической жизни, чаще встречаются более сложные виды механического движения. И для их описания нам понадобятся новые инструменты. Рассмотрим следующие виды движения:
- поступательное движение (например, спуск с горы на санях);
- вращательное движение (например, суточное вращение Земли);
- колебательное движение (например, движение маятника).
Каким же образом или с помощью чего мы сможем описать более сложные виды движения? Во-первых, нужно выбрать объект, относительно которого, будем рассматривать движение интересующих нас тел. Во-вторых, из курса математики нам известно, что задать положение точки можно с помощью системы координат (например, прямоугольной). В-третьих, нужно будет отсчитывать время. То есть, для того, чтобы рассчитать, где будет находиться в конкретный момент тело, нам понадобится система отсчета. Системой отсчета в физике называют совокупность тела отсчета, системы координат, связанной с телом отсчета, и неподвижный прибор для измерения времени. Важно помнить, что всякая система отсчета условна и относительна. Выбрав иную систему отсчета - мы получим движение с совершенно иными параметрами. Тела в физике реальны, они часто имеют значительные размеры, в отличие от абстрактной точки в математической системе координат. Так можем ли мы использовать систему координат, для нахождения местоположения физического тела? Если размеры самого тела во много раз меньше прочих размеров, с которыми приходится иметь дело в условиях конкретной задачи, то размерами самого тела можно пренебречь в конкретно этих условиях. Тогда такое тело в физике принимают за материальную точку.
Например, нам необходимо рассчитать время, которое затратит самолет, чтобы долететь из Минска до Бургаса. В данном условии задачи размеры и форма самого транспорта нам не важны. Необходимо знать скорость, которую он развивает и расстояние между городами. Этих данных будет достаточными для решения задачи. В этой задаче за материальную точку правомерно принять самолет. Если же нам необходимо будет рассчитать сопротивление ветра на определенной высоте и при конкретной скорости, то при решении данной задачи, никак не обойтись без точного знания формы и размеров того же самолета, т.к. сила сопротивления зависит от формы и скорости движения самолета. А значит, тело (самолет) нельзя принять за материальную точку. За материальную точку можно принять так же тело, в случае если все точки тела передвигаются одинаково (такое движение называют поступательным). Например, если поезд метрополитена проедет даже всего одну остановку, но по прямому участку, его можно считать материальной точкой, потому что все части поезда перемещались одинаково и на равное расстояние.
Выберите из предложенных условий задач тот случай, когда тело можно считать материальной точкой:
1. Вычислите давление, которое оказывает танк на поверхность.
2. Определите объем шара, пользуясь измерительным прибором мензуркой.
3. Определите высоту, на которую поднялся космический шаттл.
При поднятии космического шаттла, можно пренебречь размерами самой ракеты по сравнению с расстояниями, на которые она поднимается. Значит, ее можно принять за материальную точку.
В остальных случаях размеры самих тел необходимо учитывать при решении задачи.
Цель урока: Дать представление о кинематике; познакомить с целями и задачами курса физики; ввести понятия: механическое движение, траектория, путь; доказать, что покой и движение - понятия относительные; обосновать необходимость введения идеализированной модели – материальной точки, системы отсчета.
В знаменитом «Слове о полку Игореве», в котором воспет этот поход, рассказывается о полном солнечном затмении, совпавшем со вступлением князя Игоря в землю половецкую. Этого достаточно чтобы установить, что на границе половецкой земли войска Игоря были 1 мая 1185 года (в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает примерно 1 раз в 200 лет)
Регистрирующее устройство(регистратор) прибор для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств. В измерительной технике совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины. В регистрирующих устройствах обычно предусматривается возможность привязки записываемых значений параметров к шкале реального времени. Кроме регистрирующих устройств для записи данных, существуют также устройства регистрации аудиовизуальной информации (магнитофоны, видеомагнитофоны, фото- и кино- и видеокамеры и т. д.). Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства.записи носитель информации датчиков величины магнитофоны измерительных приборов
Сегодня мы поговорим о систематическом изучении физики и первом ее разделе - механике. Физика изучает разные виды изменений или процессов, происходящих в природе, а какие процессы в первую очередь интересовали наших предков? Конечно, это процессы, связанные с движением. Им было интересно, долетит ли копье, которое они бросили, и попадет ли оно в мамонта; им было интересно, успеет ли гонец с важной вестью добежать до заката к соседней пещере. Все эти виды движения и вообще механическое движение как раз и изучает раздел, который называется механика.
Куда бы мы ни посмотрели - вокруг нас масса примеров механического движения: что-то вращается, что-то прыгает вверх-вниз, что-то движется вперед-назад, а другие тела могут находиться в состоянии покоя, которое тоже является примером механического движения, скорость которого равна нулю.
Определение
Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени (рис. 1).
Рис. 1. Механическое движение
Как физика делится на несколько разделов, так и механика имеет свои разделы. Первый из них называется кинематика. Раздел механики кинематика отвечает на вопрос, как движется тело. Прежде чем начать работать над изучением механического движения, необходимо определить и выучить основные понятия, так называемую азбуку кинематики. На уроке мы научимся:
Выбирать систему отсчета для изучения движения тела;
Упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;
Определять траекторию движения, находить путь;
Различать виды движений.
В определении механического движения особое значение имеет выражение относительно других тел . Нам всегда необходимо выбрать так называемое тело отсчета, то есть тело, относительно которого мы будем рассматривать движение исследуемого нами объекта. Простой пример: подвигайте рукой и скажите - движется ли она? Да, конечно, по отношению к голове, но по отношению к пуговице на вашей рубашке она будет недвижима. Поэтому выбор отсчета очень важен, ведь относительно некоторых тел движение совершается, а относительно других тел движения не происходит. Чаще всего телом отсчета выбирают тело, которое всегда есть под руками, точнее под ногами, - это наша Земля, которая является телом отсчета в большинстве случаев.
Издавна ученые спорили о том, Земля ли вращается вокруг Солнца или Солнце вращается вокруг Земли. На самом деле, с точки зрения физики, с точки зрения механического движения это всего лишь спор о теле отсчета. Если телом отсчета считать Землю, то да - Солнце вращается вокруг Земли, если телом отсчета считать Солнце - то Земля вращается вокруг Солнца. Поэтому тело отсчета - это важное понятие.
Как же описывать изменение положения тела?
Чтобы точно задать положение интересующего нас тела относительно тела отсчета, надо связать с телом отсчета систему координат (рис. 2).
При движении тела координаты меняются, а для того чтобы описать их изменение, нам необходим прибор для измерения времени. Чтобы описывать движение, нужно иметь:
Тело отсчета;
Связанную с телом отсчета систему координат;
Прибор для измерения времени (часы).
Все эти объекты составляют вместе систему отсчета. До тех пор пока мы не выбрали систему отсчета, не имеет смысла описывать механическое движение - мы не будем уверены в том, как движется тело. Простой пример: чемодан, лежащий на полке в купе поезда, который движется, для пассажира просто покоится, а для человека, стоящего на перроне, движется. Как мы видим, одно и то же тело и движется, и покоится, вся проблема в том, что системы отсчета различны (рис. 3).
Рис. 3. Различные системы отчета
Зависимость траектории от выбора системы отсчета
Ответим на интересный и важный вопрос, зависит ли форма траектории и пройденный телом путь от выбора системы отсчета. Рассмотрим ситуацию, когда есть пассажир поезда, радом с которым на столе стоит стакан с водой. Какой же будет траектория стакана в системе отчета, связанной с пассажиром (телом отсчета является пассажир)?
Конечно, относительно пассажира стакан неподвижен. Это значит, что траектория является точкой, а перемещение равно (рис. 4).
Рис. 4. Траектория стакана относительно пассажира в поезде
Какой же будет траектория стакана относительно пассажира, который ожидает поезда на перроне? Для этого пассажира будет казаться, что стакан движется по прямой линии и у него ненулевой путь (рис. 5).
Рис. 5. Траектория стакана относительно пассажира на перроне
Из вышесказанного можно сделать вывод, что траектория и путь зависят от выбора системы отсчета.
Для того чтобы описывать механическое движение, в первую очередь необходимо определиться с системой отсчета.
Движение изучается нами для того, чтобыпредсказать, где окажется тот или иной объект в необходимый момент времени. Основная задача механики - определить положение тела в любой момент времени. Что же значит описать движение тела?
Рассмотрим пример: автобус едет из Москвы в Санкт-Петербург (рис. 6). Важны ли нам размеры автобуса по сравнению с расстоянием, которое он преодолеет?
Рис. 6. Движение автобуса из Москвы в Санкт-Петербург
Конечно же, размерами автобуса в данном случае можно пренебречь. Мы можем описывать автобус как одну движущуюся точку, по-другому ее называют материальной точкой.
Определение
Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.
Одно и то же тело, в зависимости от условий задачи, может быть или не быть материальной точкой. При перемещении автобуса из Москвы в Санкт-Петербург автобус можно считать материальной точкой, ведь его размеры несопоставимы с расстоянием между городами. Но если в салон автобуса влетела муха и мы хотим исследовать ее движение, тогда в этом случае нам важны размеры автобуса, и он уже не будет являться материальной точкой.
Чаще всего в механике мы будем изучать именно движение материальной точки. При своем перемещении материальная точка последовательно проходит положение вдоль некоторой линии.
Определение
Линия, вдоль которой движется тело (или материальная точка), называется траекторией движения тела (рис. 7).
Рис. 7. Траектория точки
Иногда мы наблюдаем траекторию (например, процесс выставления оценки за урок), но чаще всего траектория - это какая-то воображаемая линия. При наличии средств измерения мы можем замерить длину траектории, вдоль которой двигалось тело, и определим величину, которая называется путь (рис. 8).
Определение
Путь , пройденный телом за некоторое время, - это длина участка траектории .
Рис. 8. Путь
Разделяют два основных вида движения - это прямолинейное и криволинейное движение.
Если траектория тела - это прямая линия, то движение называется прямолинейным. Если тело движется по параболе или по любой другой кривой - мы говорим о криволинейном движении. При рассмотрении движения не просто материальной точки, а движения реального тела различают еще два вида движения: поступательное движение и вращательное движение.
Поступательное и вращательное движение. Пример
Какие же движения называются поступательными, а какие - вращательными? Рассмотрим этот вопрос на примере колеса обозрения. Как движется кабина колеса обозрения? Отметим две произвольные точки кабины и соединим их прямой. Колесо вращается. Через некоторое время отметим те же точки и соединим их. Полученные прямые будут лежать на параллельных прямых (рис. 9).
Рис. 9. Поступательное движение кабины колеса обозрения
Если прямая, проведенная через любые две точки тела, при движении остается параллельной сама себе, то такое движение называют поступательным .
В противном случае мы имеем дело с вращательным движением. Если бы прямая не была параллельной сама тебе, то пассажир, скорее всего, вывалился бы из кабины колеса (рис. 10).
Рис. 10. Вращательное движение кабины колеса
Вращательным называют такое движение тела, при котором его точки описывают окружности, лежащие в параллельных плоскостях. Прямая, соединяющая центры окружностей, называется осью вращения .
Очень часто нам приходится сталкиваться с комбинацией поступательного и вращательного движения, так называемым поступательно-вращательным движением. Самый простой пример такого движения - это движение прыгуна в воду (рис. 11). Он выполняет вращение (сальто), но при этом центр его масс поступательно движется в направлении воды.
Рис. 11. Поступательно-вращательное движение
Мы сегодня изучили азбуку кинематики, то есть основные, самые важные понятия, которые в дальнейшем позволят нам перейти к решению главной задачи механики - определению положения тела в любой момент времени.
Список литературы
- Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень) - М.: Мнемозина, 2012.
- Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. - М.: Мнемозина, 2014.
- Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика - 9, Москва, Просвещение, 1990.
- Интернет-портал «Av-physics.narod.ru» ().
- Интернет-портал «Rushkolnik.ru» ().
- Интернет-портал «Testent.ru» ().
Домашнее задание
Подумайте, что является телом отсчета, когда мы говорим:
- книга неподвижно лежит на столике в купе движущегося поезда;
- стюардесса после взлета проходит по пассажирскому салону самолета;
- Земля вращается вокруг своей оси.