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):
Силы | Обозначения | Формула |
Сила тяжести | | |
Вес тела | | |
Сила упругости | | |
Равнодействующая | | |
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:
№ задания | + или ? |
Задание 1 | |
Задание 2 | |
Задание 3 | |
Задание 4 1) 2) 3) | |
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.
~ 11 ~