Средняя  школа  №7

г.  Бреста

Методическое объединение учителей физики, информатики и математики СШ №7 г. Бреста

Наталья  Игоревна ВОЛИНСКАЯ
учительница физики высшей категории СШ № 7 г. Бреста, стаж - с 1989 года. 

Равномерное движение. Скорость. Графическое представление равномерного движения

Интегрированный урок по физике и математике

Предлагаю Вашему вниманию цикл интегрированных уроков по физике.Волинская Наталья Игоревна

Данный материал затрагивает проблему межпредметных связей в курсе физики, её связь с математикой и биологией. Хочется сказать «спасибо» моим коллегам оказавшим помощь в подготовке и проведении данных уроков (Лукашик А.М., Вольской О.И., Бущук Е.П.).

Установление межпредметных связей в школьном курсе физики способствует более глубокому усвоению знаний, формированию научных понятий и законов, совершенствованию учебно-воспитательного процесса и оптимальной его организации, формированию научного мировоззрения, единства материального мира, взаимосвязи явлений в природе и обществе. Кроме того, они способствуют повышению уровня знаний учащихся, развитию логического мышления и их творческих способностей, лучшему формированию отдельных понятий внутри отдельных предметов, групп и систем, так называемых межпредметных понятий, то есть таких, полное представление о которых невозможно дать учащимся на уроках какой-либо одной дисциплины (понятия о различных процессах).

Цели урока:

Образовательные:

- Обеспечить обобщение и углубление знаний о равномерном движении, усвоение кинематического закона и формулы скорости равномерного движения в векторной и координатной формах.

- Обеспечить формирование знаний о графическом представлении кинематических величин, характеризующих равномерное движение, и умений определять проекцию перемещения по графику проекции скорости и проекцию скорости по графику перемещения.

Воспитательные:

- Содействие в ходе урока формированию идеи познаваемости мира.
- Продолжение формирования политехнических умений: выполнение измерений, пользование таблицами, проведение простых экспериментов.

Развивающие:

- Приобщение к процессу рационализаторства и изобретательства, дальнейшее формирование приемов логической деятельности.
- Отработка элементов дедуктивного метода познания. Развитие эмоций учащихся путем создания в ходе урока состояния удивления, занимательности, парадоксальности.

Демонстрации и оборудование:

- Демонстрации опытов по равномерному движению;
- Презентация по теме: "Равномерное прямолинейное движение" (Приложение);
- Мультимедийные уроки по физике;
- Таблицы, плакаты или транспаранты с графиками зависимостей различных механических характеристик равномерного движения от времени.

Ход урока

Учитель физики: Здравствуйте, садитесь. Ребята, сегодня на уроке мы с учителем математики - Аллой Михайловной Лукашик, попытаемся вам показать, как физика связана с математикой, т.е. доказать, что «математика – царица всех наук, но служанка физики».

Учитель математики: Значение математики сейчас непрерывно возрастает. В математике рождаются новые идеи и методы. Все это расширяет сферу ее приложения. Сейчас уже нельзя назвать такой области деятельности людей, где математика не играла бы существенной роли. Она стала незаменимым орудием во всех науках о природе, в технике, в обществоведении. Даже юристы и историки берут на свое вооружение математические методы. Не говоря уже о физиках…
И наш урок можно было - бы начать со слов А. Эйнштейна: “Что касается математики, то она интересует меня лишь постольку, поскольку я могу применить ее в физике”.
Математика позволяет описать все природные явления. Если математик открывает математический закон, нередко находится природное явление, которое описывается этим законом.

Учитель физики: Тему сегодняшнего урока вы узнаете, когда расшифруете анаграммы:
КОСРОСТЬ (скорость);
КИГФРА (график);
ВИДЖЕНИЕ (движение).

Итак, тема урока «Равномерное движение. Скорость. Графическое представление равномерного движения". Запишем тему урока в тетради. (На доске тема урока записана, но была закрыта).

Сегодня на уроке вы будите изучать именно равномерное движение. Как вы понимаете слово равномерное. (Дети делают попытки определения).

Т.о., равномерное движение – это движение, при котором тело (точка) за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Рисунок 1. Равномерное движение металлического шарика в трубке с сахарным сиропом

Запишите в тетрадях: равномерное движение – это…. Остальное определение запишите дома из учебника.

Давайте рассмотрим, например, равномерное движение металлического шарика в трубке с сахарным сиропом, изображённое на рис. 1. Из рисунка видно, что за равные промежутки времени ∆t, например, за 5 с:

шарик совершает одинаковые перемещения:

Уменьшим промежутки времени, уменьшится и перемещение шарика, но по-прежнему за равные промежутки времени они будут равны, значит, какой вид движения мы рассмотрели?
Ученики: равномерное.
Учитель математики: Каким понятием определяется перемещение за единицу времени?
Ученики: Скорость.
Учитель математики: Как записать формулу для скорости, используя рассмотренные нами величины перемещения и промежутка времени?
Ученики:

Учитель математики: Если поделить вектор на скаляр, то получим, в результате какую величину, векторную или скалярную?
Ученики: Векторную.
Учитель физики: Т.о. скоростью равномерного движения называется векторная физическая величина, модуль которой численно равен модулю перемещения тела (точки) за единицу времени.
Запишите в тетради: скоростью равномерного движения называется…. Остальное определение запишите дома из учебника.
Вектор скорости . Как видно из формулы для скорости, сонаправлен с вектором перемещения и не изменяется с течением времени. Выразим из этой формулы перемещение.
Ученики:

Учитель физики: Если учесть, что ∆t = t - t0; и принять t0 = 0; что мы в дальнейшем будем делать, то:

Вы знаете, что при равномерном прямолинейном движении, путь S и модуль перемещения ∆r равны: S = ∆r. Тогда модуль скорости можно найти как

Учитель математики: А что же является основной задачей кинематики?
Ученики: Определить положение тела в любой момент времени.
Учитель математики: Т.е. определить координату тела в любой момент времени.
Рассмотрим пример. Автомобиль движется равномерно по прямолинейному шоссе. Воспользуемся осью координат Ох с началом отсчета в точке О. Автомобиль рассматриваем как материальную точку.

Автомобиль движется равномерно по прямолинейному шоссе.//
x = x0 + ∆rx.
Проекция ∆rx вектора перемещения на ось Ох равна:

Следовательно,

данная формула определяет положение равномерно движущегося тела в момент времени t и называется кинематическим законом движения (подписать уравнение)
Учитель физики: Из данной формулы можно найти проекцию скорости на ось Ох:

т.е. проекция вектора скорости на координатную ось численно равна изменению координаты движущегося тела за единицу времени.
В каких единицах измеряется скорость в СИ?
Ученики: В метрах в секунду (м/с). Запись на доске:

Учитель физики: Для измерения числового значения скорости используются специальные приборы: спидометры на автомобилях, указатели скорости на самолётах. Дорожные патрульные машины Госавтоинспекции имеют специальные устройства, которые совмещают в себе часы, радар и видеокамеру и позволяют регистрировать скорость движения автомобилей.
Ну а теперь положили ручки. Проведём небольшую физкультминутку.
Учитель физики:
И.П. – сидя, локти положить на парту. Прикрыть веки, крепко зажмурить глаза, затем открыть. Повторить 2 – 3 раза. Поморгали, поморгали, поморгали, чтобы глаза отдохнули.

Учитель математики:
И.П. – сидя, руки на поясе. Повернуть голову вправо, посмотреть на локоть правой руки. Вернуться в исходное положение. Повернуть голову влево, посмотреть на локоть левой руки. Вернуться в исходное положение. Повторить 2 раз.

Учитель физики:
И.П. - сидя, локти положить на парту. Поднять глаза кверху, сделать ими круговые движения по часовой стрелке, затем против часовой стрелки. Повторить 2 – 3 раза. Поморгали, поморгали, поморгали, чтобы глаза отдохнули.

Учитель математики:
И.П. - сидя, локти положить на парту. Смотреть прямо перед собой на классную доску 2 – 3 сек., перенести взор на кончик носа на 3 – 5 сек. Повторить 2 – 3 раза. Поморгали, поморгали, поморгали, чтобы глаза отдохнули.

Учитель физики:
И.П. – сидя, закрыв глаза. В течение 30 сек. Массировать веки кончиками указательных пальцев. Поморгали, поморгали, поморгали, чтобы глаза отдохнули.

Учитель математики: Различные зависимости между величинами можно наглядно изображать графически. Это существенно облегчает решение многих практических задач.
Американский физик Дж. Орир сказал: «График (картинка) стоит десятки тысяч слов». Графики применяются для решения задач в разных отраслях:
Экономике - движение денег, товара;
Медицине - изменение температуры, давления, количество кровяных телец, уровня сахара в крови и т. д. - то есть любое состояние человека.
Юриспруденции - количество преступлений, их раскрываемость, потребление наркотиков, изменение возраста преступников и т. д.

Рисунок 2. Температурная кривая

Рисунок 2

 

Например, по графику зависимости температуры от времени «Температурная кривая» (рис. 2) больного воспалением лёгких можно оперативно узнать, как протекала болезнь. Из графика наглядно и быстро можно определить, что «кризис» наступил на 5-е сутки – температура достигла максимальной величины, а затем резко упала и стала ниже нормальной, после чего начала достигать нормы. Эту же информацию можно было бы получить из длинного словесного описания течения болезни.
Умение изображать и читать графические зависимости физических величин не только облегчает описание физических явлений, но и способствует их более глубокому пониманию

Изобразим графически зависимость скорости перемещения и пути при равномерном движении от времени.

Учитель физики: Рассмотрим конкретную задачу.
(Можно на нарисованной на доске заранее оси Ох перемещать магнитные фигурки).
Пусть материальные точки в виде Димы и Тани равномерно идут навстречу друг другу (рис  на доске).

Модуль скорости движения ДимыРисунок 3:

а Тани:

Выберем направление оси Ох.
Проекция скорости движения Димы на эту ось будет:

а Тани -
 
С течением времени скорости не изменяются. Графики зависимости проекции скорости движения Димы и Тани от времени представлены на рис.3 (Рисунок графика начерчен заранее на ватмане и закреплён на магнитной доске).
Учитель математики: По графикам проекции скорости можно найти проекции перемещения детей за данный промежуток времени t, например за 4 с движения:


Из формулы и графика следует, что проекция перемещения численно равна площади между графиком проекции скорости и осью времени, причём нижняя площадь считается отрицательной.
Так как при равномерном движении путь и модуль перемещения равны S = ∆r, то эти же площади определяют пути, пройденные за 4 с, только обе площади надо считать положительными. Отрицательный путь не имеет физического смысла.
Учитель физики: А что представляют собой графики проекций перемещений?




как величину численно равную тангенсу угла наклона
графика проекции перемещения к оси времени.

Рисунок 4Обе формулы выражают прямую пропорциональную зависимость. Тогда графиком проекций перемещения ∆rx(t) будут прямые I и II (рис. 4). (Рисунок графика начерчен заранее на ватмане и закреплён на магнитной доске).
По графику ∆rx(t) можно определить проекцию скорости

График пути совпадает с графиком проекции перемещения, если ∆rx > 0.

В случае ∆rx < 0 (график II, рис. 4) график пути есть зеркально отражённый от оси времени график проекции перемещения (прямая III, рис. 4), т. к. путь не может быть отрицательным. (Рисунок графика начерчен заранее на ватмане и закреплён на магнитной доске).

 

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 5

 

Учитель математики: Наконец, представим график зависимости координаты х от времени при равномерном движении. Вернёмся к примеру и рисунку 5 Начальная координата Димы - x01, Тани - x02. Тогда зависимость координат мышки и бабочки от времени будут:


Графически эти зависимости выражают прямые I и II (рис. 5). Несложно увидеть, что эти прямые параллельны графикам проекции перемещения (рис. 5), имеют одинаковые с ними углы наклона к оси времени. (Рисунок графика начерчен заранее на ватмане и закреплён на магнитной доске).

График зависимости координаты от времени называется графиком движения (ученики записывают в тетрадь).
Учитель физики: А теперь запишем домашнее задание и ещё раз повторим то, что вы узнали сегодня на уроке.
Домашнее задание: §§ 7, 8 (?), Упр. 3 (5), пример стр. 38-40 учебника
Просмотр презентации по равномерному движению (с тестовыми задачами).

Упр. 3 (5)



 

Приложение

Презентация "Прямолинейное равномерное движение"

Слайд 3Слайд 4

Слайд 12

 

"Прямолинейное равномерное движение" Архив презентации Microsoft PowerPoint (.pptx) 12 MB

 

Copyright © 2013 СШ №7 г. Бреста. Республика Беларусь. Волинская Н.И.

К началу страницы