Тема урока: "Равнодействующая сила"

Физика, 7 класс

Тема: «Расчет равнодействующей силы»

Тип урока: ОНЗ

Основные цели урока:

1) сформировать умение планировать свою деятельность при выполнении заданий;

2) развивать речь, мышление, творческие способности в процессе открытия нового знания;

3) сформировать умение использовать оборудование;

4) тренировать мыслительные операции, необходимые на этапе открытия нового знания: анализ, синтез, сравнение;

5) закрепить термины, связанные с понятием силы тяжести, силы упругости, веса тела;

ввести понятие равнодействующей силы;

6) сформировать умение выводить формулы на примере формулы для равнодействующей сил, направленных в одну сторону; направленных в противоположные стороны;

7) формировать умение строить инициативное сотрудничество в совместной работе;

8) воспитывать уважение к себе, сформировать уверенность в своих силах при фиксации достижения целей, поставленных на уроке.

Материалы к занятию

Оборудование: компьютер, проектор, экран, демонстрационные динамометры, набор грузов, лабораторные динамометры.

Демонстрационный материал: 1) карточка со стихотворением для этапа мотивации;

2) рисунки с видами сил; таблица для заполнения для этапа актуализации знаний;

3) карточка с примерами для графического изображения силы тяжести, упругости и веса тела; 4) карточка с задачей 1; 5) образец к задаче 1; 6) план работы; карточка с задачей на пробное действие; 7) карточка с подробным образцом решения задачи на пробное действие; 8) карточка с подробным образцом выполнения задания в парах; 9) карточка с самостоятельной работой; 10) карточка с эталоном для самопроверки; 11) иллюстрация к басне «Лебедь, рак и щука»; 12) иллюстрация и задача к сказке «Репка»; 13) задачи по рисункам для этапа включения в систему знаний; 14) задача по рисунку с использованием понятия об Архимедовой силе.

Раздаточный материал: 1) таблицы для рефлексии деятельности учащихся; 2) цветные карточки (зеленая, желтая, красная); 3) карточки для работы в парах; 4) текст для этапа рефлексии; 5) лабораторные динамометры, наборы грузов.

Ход урока

1. Мотивация к учебной деятельности.

На доске написан девиз:

«Я слушаю и забываю,

я вижу и запоминаю,

я делаю и понимаю».

Мати Ван Мейтс

Фронтальная форма работы.

− Здравствуйте, ребята, рада всех вас видеть. Прочтите девиз для сегодняшней работы. О чем говорит наш девиз? (Он говорит о том, что, чтобы понять, надо не только слушать, но и самостоятельно делать.)

− Вы продолжаете изучать интересную тему. Какую? (Силы.)

− Почему так важна эта тема? (Потому что мы часто применяем это понятие в повседневной жизни.)

− Перечислите, какие силы вы уже знаете. (Сила тяжести, вес тела, сила упругости.)

− Это немало! Вы хорошо работали на предыдущих уроках – и вот результат: вы знаете три вида сил, умеете отличать одну от другой.

На доску вывешивается карточка со стихотворением:

Все известно вокруг, тем не менее

На Земле еще много того,

Что достойно, поверь, удивления,

Изумления твоего.

− О чем говорят эти строки?

− С чего надо начать работу? (С повторения.)

2. Актуализация знаний и фиксирование индивидуального затруднения в пробном действии.

По ходу повторения учащиеся заполняют строчки таблицы «Сила тяжести, вес тела, сила упругости» на доске и в тетрадях. Строки таблицы помечены цветом (например, цветными магнитами):

Учитель демонстрирует рисунки с видами сил:

Работа проводится фронтально.

− Дайте понятие силы тяжести. К какой точке приложена сила тяжести?

− Дайте понятие веса тела. К какой точке приложен вес тела?

− Дайте понятие силы упругости. К какой точке приложена сила упругости?

На доске заполняется таблица следующим образом: учитель показывает на карточку с первым обозначением, например, силы тяжести, учащиеся своей цветовой карточкой сигнализируют, на какой строке ее расположить. Такая же работа организуется по заполнению каждой строки.

− Изобразите графически силы тяжести, силы упругости, веса тела в заданном масштабе.

У доски отвечают 3 человека, остальные выполняют в тетрадях задание: «Изобразите графически силы Fт = 80 н, Fу = 40 н, P = 100 н, М: 1 см – 20 н».

После выполнения чертежей на доске класс проверяет правильность выполнения задания, сигнализируя цветом поднятой карточки (зеленый − верно, красный – не верно).

У каждого учащегося есть карточка для индивидуальной рефлексии:

Учащиеся делают отметку в личной карточке по рефлексии (задание № 1).

− Теперь решите следующую задачу:

Задача 1.

«Найти силу тяжести и вес чайника m = 3 кг».

− Время выполнения задания − 1 минута.

Задача решается самостоятельно, ответы проверяются устно или по заготовленному образцу:

Fт = 30 н, Р = 30 н

Учащиеся делают отметку в личной карточке по рефлексии (задание № 2).

− Чем вы воспользовались при решении задачи? (Формулой расчета силы тяжести и веса тела.)

− Вспомните, какой прибор служит для определения величины силы:

1. Динамометр (красный цвет).

2. Весы (желтый цвет)

3. Амперметр (зеленый цвет)?

Названия приборов записываются на доске и помечаются цветовым маркером (например, цветным магнитом). Учащиеся показывают цветовой карточкой цвет, соответствующий правильному ответу.

Учитель задает вопросы о том, как работать с динамометром, видах динамометров, как определить, какую силу показывает динамометр, в каких единицах измерения и т.п.

− Итак, обобщите, что вы повторили? (Известные нам силы, их направление и прибор для измерения силы, виды динамометров.)

− Какое следующее задание я вам предложу? (Задание с затруднением, пробное задание.)

− С какой целью я предложу пробное задание? (Выполняя пробное задание, мы поймем, что мы не знаем, что нового будет сегодня на уроке.)

На доску вывешивается карточка с задачей 2.

Задача 2

«Человек, масса которого 70 кг, держит на плечах ящик массой 20 кг. С какой силой человек давит на землю?»

Время выполнения задания − 1 минута.

− У кого нет ответа?

− Что вы не смогли сделать? (Мы не смогли найти силу, c которой человек давит на землю.)

− Правильный ответ F = 700 н. У кого ответ не совпал с образцом?

− Что вы не смогли сделать? (Мы не смогли правильно найти силу, с которой человек давит на землю.)

− У кого ответ совпал с образцом, вы можете предъявить эталон, которым воспользовались?

− Что вы не можете сделать? (Мы не можем обосновать получение ответа.)

− Что будете делать дальше? (Нужно остановиться и подумать.)

3. Выявление причины затруднения.

− Какое задание вы должны были выполнить? (Надо найти силу, с которой человек давит на землю.)

− Чем это задание отличается от предыдущего? (В первой задаче на тело действует одна сила, а во второй – две силы.)

− Как вы решали задачу? (С использованием знакомых формул.)

− Почему не справились с заданием? (У нас нет формулы для решения задач, если на тело действует несколько сил.)

− Если на тело действует несколько сил, то их можно заменить одной силой, которая оказывает такое же, равное действие, как несколько отдельно взятых сил. Такая сила называется равнодействующей и обозначается буквой R.

− Прочтите определение в учебнике на стр. 68.

Учащиеся зачитывают определение равнодействующей.

− Переформулируйте причину затруднения. (У нас нет формулы для расчета равнодействующей силы.)

4. Построение проекта выхода из затруднения.

− Сформулируйте цель вашей дальнейшей деятельности. (Построить формулу для расчета равнодействующей силы.)

− Сформулируйте тему урока. («Расчет равнодействующей силы».)

Название темы фиксируется на доске.

− Запишите тему в тетрадь.

− Как вы можете достигнуть поставленной цели? (Использовать текст учебника, провести эксперимент.)

− Я предлагаю вам сегодня провести эксперимент и попробовать самим вывести формулы расчета равнодействующей силы.

5. Реализация построенного проекта.

− Начнем работу с эксперимента. У вас на столах лежат динамометры и наборы грузов по 1 н. Вы выполняете эксперимент параллельно со мной.

Учитель у доски проводит эксперимент с использованием демонстрационного оборудования.

− Подвесьте на динамометр 1 груз.

− Какую силу показывает динамометр? (1 н.)

− Подвесьте еще один груз.

− Какую силу показывает динамометр? (2 н.)

− Как направлены эти силы? (Силы направлены в одну сторону.)

− Как найти R, если силы направлены в одну сторону? (R равна сумме сил, то есть R = F₁ + F₂.)

Учитель записывает формулу на доске под диктовку учащегося, учащиеся пишут в тетрадях.

− Какой можно сделать вывод? (Если F₁ и F₂ направлены в одну сторону, то R = F₁ + F₂.)

− Какое направление будет у равнодействующей силы? (В ту же сторону, что и две силы F₁ и F₂.)

− Как можно проверить правильность ваших выводов? (По учебнику.)

− По какому плану вы открыли новую формулу? (Провели эксперимент, проанализировали его результат, сформулировали гипотезу, сравнили полученную в результате гипотезы формулу с эталоном.)

− В данной формуле вы рассмотрели вариант, когда силы направлены в одну строну. А силы могут быть направлены в противоположных направлениях? (Да, например, сила упругости и сила тяжести.)

− Как найдем R, если силы направлены в противоположные стороны? (По такому же плану, как и в первом случае.)

На доску вывешивается план, в соответствии с которым открываются две последующие формулы:

1. Провести эксперимент (или серию экспериментов).

2. Проанализировать его результат.

3. Сформулировать гипотезу.

4. Сравнить полученную гипотезу с эталоном (учебником, справочником, слайдом).

Демонстрационный эксперимент проводит учитель.

К демонстрационному динамометру с круглой шкалой подвесить груз P = 5Н, за привязанную к динамометру нитку тянем вверх с силой 2Н.

− Как направлены силы в этом случае?

− Силы направлены в противоположные стороны. Чему равна их равнодействующая по показаниям динамометра? (R = 3H.)

− Как ее можно найти без использования динамометра? (R равна разности этих сил.)

− Сделайте вывод. (Если F₁ и F₂ направлены в противоположные стороны, то R = F₁ − F₂, если F₁F₂, и R = F₂ − F₁, если F₂F₁.)

Учитель записывает формулу на доске под диктовку учащегося, учащиеся в тетрадях.

− Какое направление будет у равнодействующей силы? (Она направлена в ту же сторону, что и большая по величине сила.)

− Какой шаг следующий по плану? (Проверить правильность выведенной нами формулы по эталону.)

− Может ли R быть равной 0? (Да, если силы равны по величине и противоположны по направлению.)

− Проверьте свои предположения на опыте.

Демонстрационный эксперимент проводят ученики у доски (динамометр с круглой шкалой, лабораторный динамометр, набор грузов).

− Зафиксируйте это знаково. (Если F₁= − F₂, то R = 0.)

Учащиеся проговаривают формулу.

− Как вы думаете, теперь вы справитесь с пробным заданием? Выполните это задание еще раз.

Учащиеся решают задачу в тетрадях, затем сверяют ответ с подробным образцом на слайде или с обратной стороны доски:

R = P₁+Р₂ = m₁g + m₂g

R = 70 кг ·1 0 н/кг + 20кг ∙ 10 н/кг = 900 н

Ответ: R = 900 н.

− Сделайте отметку в карточке по рефлексии (задание № 3).

− Итак, вы справились с возникшим затруднением? (Да, мы вывели формулы для расчета равнодействующей силы в случаях, если силы направлены в одну сторону и в противоположные стороны, и использовали ее для решения задачи.)

− Эти формулы можно использовать только для данной задачи? (Нет, для всех задач, в которых на тело действует несколько сил, направленных вдоль одной прямой.)

6. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи.

− Что теперь вы должны сделать?

− Определите модуль равнодействующей силы и графически изобразите ее по рисункам на ваших карточках:

Учитель раздает по одной карточке на парту.

Задание по первым двум чертежам выполняется у доски с проговариванием.

Остальные три − в парах (причем одно из них проговаривает первый вариант, второй вариант пишет под диктовку и проверяет, другое проговаривает второй вариант, а первый пишет, последнее обсуждается и записывается вдвоем).

На решение 2−3 минуты. Полученный результат проверяется по подробному образцу:

7. Самостоятельная работа с проверкой по эталону.

− Что теперь вы должны сделать?

− Решить задачу по рисунку, время работы 2 минуты.

Учащиеся решают задачи самостоятельно, а затем выполняют самопроверку по эталону для самопроверки:

1) 2 H (силы направлены в противоположных направлениях, значит, R = F₁ − F₂ );

2) 4 Н (силы направлены в одном направлении, значит, R = F₁ + F₂ );

3) 0 Н (силы направлены в противоположных направлениях и равны по величине, значит, R = 0)

− Кто нашел первую силу верно?

− Кто нашел вторую силу верно?

− Кто нашел третью силу верно?

Учащиеся делают пометку в карточке по рефлексии (задание № 4).

Далее идет обсуждение решения с выявлением причин ошибок.

8. Включение в систему знаний и повторение.

− Мы рассмотрели случаи, когда силы направлены вдоль одной прямой.

− А могут ли силы быть направлены в разные стороны?

− Вспомните басню Крылова «Лебедь, Рак и Щука»:

«Однажды Лебедь, Рак да Щука

Везти с поклажей воз взялись,

И вместе трое все в него впряглись.

Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу.

Поклажа бы для них казалась и легка:

Да Лебедь рвется в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.

Кто виноват из них, кто прав, − судить не нам,

Да только воз и ныне там».

− Чему равна равнодействующая этих сил? (Нулю, так как воз не движется.)

− Как ее найти? Пока вы не можете ответить на данный вопрос, так как ваших знаний по физике и по геометрии не хватает. Задачи подобного типа вы будете решать в старших классах. Но эта задача весьма поучительна для всех нас. «Когда в товарищах согласья нет – на лад их дело не пойдет». Если вы участвуете в совместной деятельности, то как нужно работать? (Так, чтобы наши усилия были направлены в одну сторону, то есть работать дружно.)

− А вот другие известные персонажи как раз поступили правильно, их силы были направлены в одну сторону:

Задача решается устно, проговаривается решение и анализируется результат.

− По данным рисункам проговорите, какие силы действуют на тело и как найти их равнодействующую:

Равнодействующая силы тяжести и силы упругости.

R = Fт – Fу = 0

R = Fу − Fт

Равнодействующая при погружении рыбки в воду.

R = Fт – Fа

Чему равна равнодействующая при всплытии из воды?

R = Fа − Fт

9 Рефлексия учебной деятельности на уроке.

− Что нового вы узнали сегодня на уроке?

− Какова была цель вашей деятельности?

− Вы достигли цели?

− Как вы открывали новое?

− Как вы поясните девиз урока?

− Зачем вам нужно уметь рассчитывать равнодействующую? (Это пригодится в повседневной жизни; поняли, что при выполнении совместных дел нужно поступать так, чтобы все усилия были направлены в одну сторону.)

− Как вы оцениваете свою работу на уроке?

− Поднимите сигнальные карточки с оценкой своей работы в соответствии со значением цвета карточки, которое указано в тексте:

зеленый цвет − понял, могу объяснить другим;

желтый цвет – понял, но нужен тренинг;

красный цвет – нужна консультация.

− Что вам поможет оценить свою работу на уроке? (Личная карточка рефлексии, которую мы заполняли в течение урока.)

Учитель выставляет отметки за урок с учетом результатов самоанализа, отмеченных в карточках для рефлексии.

− Не все карточки зеленые, значит, еще есть над чем поработать. Где вы можете потренироваться, чтобы закрепить или улучшить результаты вашей деятельности? (Дома.)

− Запишите домашнее задание

Домашнее задание:

параграф 29 учебника, задачи из задачника В.И. Лукашика № 379,

№ 381, № 382. (Слайд 27). Откройте задачник, прочитайте задачи, вопросы есть? До свидания, вы хорошо поработали: были активны и показали отличные результаты на самостоятельной работе.