Сохраните летнее настроение в новом учебном году! –90% на доступ к материалами по вашему предмету или классу

СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Выбрать материалы

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Был в сети 23.06.2025 20:37

Баюшев Ювеналий Николаевич

Учитель информатики

2 954

20 672

Подписчики

Подписки

Местоположение

Россия, Нижегородская область

Специализация

Информатика

Обо мне Блог Файлы Тесты Галерея Активность Награды

Урок: Построение и исследование физических моделей

Категория: Информатика

21.04.2016 17:47

Внутри конспект урока, презентация и приложения. Презентация соответствует этапам разработки и построения моделей на компьютере. В ближайшее время я займусь доработкой. Нужно добавить небольшой тест по этапам в начале урока.

Просмотр содержимого документа
«Раздаточный материал»

Создание компьютерной модели.

Регулируемые параметры модели
Название	Обозначение	Пределы измерения	Шаг
Начальная скорость	₀	От 0,00 м/с до 40 м/с
Угол бросания	α	От 0⁰ до 30⁰
Время падения	t	от 0,00 с до 4,00 с	0,2
Расстояние до площадки	S	от 0,0 м до 20 м
Длина площадки	l	От 0,0 м до 125м
Рассчитываемые параметры модели
Координата дальности полета	х
Высота полета	у
Скорость по оси Х	_х
Скорость по оси У	_у
Скорость тела в любой точке траектории	

Компьютерная модель

Обратите внимание!

Таблицу составить в Листе 1.

При составлении таблицы, шапку таблицы вставить в нужные ячейки таблицы и отформатировать ячейки:

вставим в ячейку А1 таблицы Excel условие задачи;
Объединим ячейки А1 - I1
Скопируйте υ₀ в ячейку А2, установите шрифт полужирный 12, выравнивание слева.
Объединим ячейки В2 - I2, установите выравнивание по центру, шрифт полужирный 18.
Скопируйте α в ячейку А3, установите шрифт полужирный 18, выравнивание слева.
Объединим ячейки В3 - I3, установите выравнивание по центру, шрифт полужирный 12, введите значения.
Объединим ячейки В4 - I4, установите выравнивание по центру, шрифт полужирный 12, введите значения.
Объединим ячейки В5 - I5, установите выравнивание по центру, шрифт полужирный 12, введите значения.
В ячейке A6 напишите t, установите шрифт полужирный 12, выравнивание по центру.
Скопируйте и вставьте формулы, установите размер шрифта 12. Если формула не умещается в ячейку, то дважды щелкните по правому краю ячейки, это подгоняет размеры ячейки по длине данных в ячейке.

В6 – формула 1.

C6 – формула 2.

D6 – формула 3

E6 – формула 4.

F6 – формула 5.

G6 –формула 6.

H6 - формула 7.

I6 - формула 8.

Выделить ячейки А7 – I7, установить Формат – Числовой - Отрицательные Красным – с числовым десятичных знаков 1.

Заполним столбец времени от 0,0 до 4,0 с шагом 0,2, используя

Авто заполнение.

ЛИСТ 1. Составить таблицу.

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1	В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мяча в определенное место площадки. Исследовать движение мяча, брошенного с начальной скоростью υ₀ под углом α к горизонту, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь и попадание мяча в площадку.
2	₀(м/с)	Значение
3	α	Значение
4	S(м)	Значение
5	l(м)	Значение
6	t(с)	Ф-ла1	Ф-ла 2	Ф-ла 3	Ф-ла 4	Ф-ла 5	Ф-ла 6	Ф-ла 7	Ф-ла 8
7	Значения продолжить вниз с заданным шагом	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз	Значения продолжить вниз
8
9
10
11

_у = ₀·sin - g ·t,
_х = ₀· cos,
² _х+² _у ,
 = ² _х+² _у ,
х = ₀· cos · t,
у = ₀·sin ·t – g ·t²/2,
S + l,
S  х  S + l.

S  х  S + l - попадание

Если х  s, то означает «недолет», а если х  s + l, то это значит «перелет»

Заполнение ячеек формулами

Для преобразования значений углов из градусов в радианы используем функцию РАДИАНЫ(адрес).

В формулах данные ячеек В2 (начальная скорость), В3 (угол), В4(расстояние), В5(длина) не изменяются. Значит в формулах нужно ставить абсолютные адреса $B$2 , $B$3, $B$4 , $B$5, а не относительные В2 ,В3, В4, В5, иначе при копировании формул эти относительные адреса будут изменяться.

Существует два выхода из этой ситуации:

Каждый раз в формуле набирать абсолютные адреса. Примерно так:

=$B$2*SIN(РАДИАНЫ($B$3))-9,8*A7 в ячейке В6

=$B$2*COS(РАДИАНЫ($B$3)) в ячейке С6

ПРИМЕЧАНИЕ: функцию РАДИАНЫ( ) лучше набирать с клавиатуры.

COS или SIN – использовать мастер функции f_x.

Ссылки на ячейки выбирать, щелкнув по ячейке мышью (при работе по второму способу).

Мы будем работать по второму способу, используя сказанное выше.

Ячейкам В2, В3,B4 и B5 дать оригинальные имена, записав это имя в строке-списке Имя (Смотри пример).

При записи формул достаточно будет, щелкнуть по этой ячейке мышью.

Рисунок1

Ячейке В2 дадим имя скорость, ячейке В3 – имя угол, B4 – имя расстояние, В5- имя длина, В6 – имя время .

Тогда наши примеры формул выглядят так:

=скорость*SIN(РАДИАНЫ(угол))-9,8*А7 в ячейке В6

=скорость*COS(РАДИАНЫ(угол)) в ячейке С6

=скорость*COS(РАДИАНЫ(угол))*А7

=скорость*SIN(РАДИАНЫ(угол))*A7-9,8*A7^2/2

Просмотр содержимого документа
«Конспект урока Построение и исследование физических моделей»

Построение и исследование физических моделей. Практическая работа Проект «Бросание мячика в площадку»

Конспект урока

Тема урока: Построение и исследование физических моделей.

Место: 9 класс, 1 урок-практика по теме

Тип урока: урок-практика

Цель: научить построению и исследованию физических моделей в Excel

Задачи:

Обучающая: формирование умения исследования физических моделей;

умение описывать окружающую действительность с помощью различных информационных объектов;

Развивающая: продолжение формирования и развития информационного видения окружающего мира;

Воспитательная: воспитание культуры поведения и компьютерной грамотности.

Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор.

План урока:

1. Организационный момент;

2. Актуализация знаний;

3. Подготовка к практической работе;

4. Практическая работа;

5. Подведение итогов;

6. Постановка домашнего задания, итог урока.

Ход урока:

1. Организационный момент.

Учитель: Здравствуйте, ребята. Тема нашего урока «Построение и исследование физических моделей». Сегодня, вы узнаете, как можно исследовать физические модели с помощью Microsoft Excel.

2. Актуализация знаний.

Учитель: Для того чтобы приступить к работе, сначала нужно проверить на сколько вами был усвоен материал прошлых уроков. Ответьте на вопросы, которые вы видите на слайде.

3. Подготовка к практической работе.

Учитель: Нам нужно создать компьютерную модель. как создать компьютерную модель? Представим этот вопрос поэтапно в виде схемы.

При решении конкретной задачи она может уточняться и корректироваться в зависимости от поставленной задачи и цели моделирования.

4. Практическая работа.

Учитель вместе с учащимися строят модель, обсуждают все этапы построения, делают соответствующие записи.

Учитель: Рассмотрим процесс построения и исследования модели на конкретном примере движения тела, брошенного под углом к горизонту. Используя схему модели, выполним построение.

Задача: в процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенно место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.

Это будет I этапом – постановка задачи.

Цель: задать необходимую скорость и угол бросания мяча для попадания в площадку определенного размера, находящимся на известном расстоянии. Исследовать движение мяча, брошенного с начальной скоростью V0 под углом α к горизонту, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь.

II этап - Разработка информационной модели. Построим описательную модель процесса движения тела с использованием физических объектов, понятий и законов, то есть идеализированную модель движения объекта.

Из условия задачи сформулируем основные предположения:

• мяч мал по сравнению с землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

• изменение высоты мяча можно считать постоянной величиной g = 9,8 м/с2 и движение по оси Y можно считать равноускоренным;

• скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси Х можно считать равномерным.

Создание формализованной модели. (Описание информационной модели записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и так далее фиксируется формальные отношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.)

Формальная модель.

Движение мяча по оси Х равномерное, поэтому для формализации модели используем известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения. При заданных начальной скорости 0 и угле бросания α, значения координат дальности полета х и высоты у от времени, и скорость тела в любой точке траектории можно описать следующими формулами (формулы на слайде).

Формализуем теперь условие попадание мяча в площадку. Пусть площадка расположена на расстоянии S и имеет длину l. Тогда попадание произойдет, если значение координаты х мяча будут удовлетворять условию в форме неравенства (неравенство на слайде).

Создание компьютерной модели. (Формальную информационную модель преобразуем в компьютерную, выразив ее на понятном для компьютера языке. Для этого используем программное обеспечение Microsoft Office ( электронные таблицы EXCEL.)

Учащимся предлагается раздаточный материал (см. в Приложениях).

Построить компьютерную модель учащиеся должны самостоятельно, но при всем этом учитель следит за процессом и помогает учащимся, если они затрудняются.

III этап - Компьютерный эксперимент. (Компьютерная модель исследуется в приложении электронные таблицы EXCEL, проводится сортировка данных, строится график зависимости J ( t), Х(у).)

План эксперимента.

Тестирование

Провести тестовый расчет компьютерной модели по данным, приведенным в таблице.

(Приложение 1)

Эксперимент

1. Исследовать движение мяча.

2. Исследовать изменение движения тела при изменении начальной скорости.

3. Исследовать изменение движения тела при изменении угла бросания.

4. Изменяя начальную скорость и угол бросания, исследовать характер движения тела и его положение по отношению к площадке.

(Приложение 2)

IV этап - Анализ результатов моделирования. (Результаты и выводы, полученные в экспериментах, оформите в виде отчета в текстовом документе. В отчете приведите ответы на следующие вопросы:

1. Как движется тело, брошенное под углом к горизонту?

2. Как определить наивысшую точку подъема?

3. Как изменяется наибольшая высота подъема при увеличении начальной скорости и неизменном угле броска?

4. Как изменяется дальность полета при увеличении начальной скорости и неизменном угле броска?

5. Постановка домашнего задания, итог урока.

Д/з §5.4, Задача: Тело брошено вертикально вверх с некоторой высоты. Определить через какое количество времени тело упадет на поверхность земли.

Итог урока: выставление оценок за исследовательскую работу.

Просмотр содержимого презентации
«Построение и исследование физических моделей»

Построение и исследование физических моделей

Повторим…

1. Какие бывают модели? Приведите примеры материальных и информационных моделей.

2. Что такое формализация? Приведите примеры

формальных моделей.

3. Какие вы можете назвать примеры моделирования

в различных областях деятельности?

4. Может ли объект иметь несколько моделей? Если да,

то приведите примеры.

5. Могут ли разные объекты описываться одной и той же

моделью? Если да, то приведите примеры.

6. Каковы основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере?

7. Какие программные средства обычно используются для

создания компьютерных моделей?

Постановка задачи

Определение целей моделирования

Разработка информационной модели

Содержательное описание объекта

Схема модели

Разработка компьютерной модели

Выбор инструмента моделирования

Создание модели

Тестирование модели

Исследование модели

Проведение серии экспериментов

Накопление результатов

Анализ результатов

Результаты соответствуют цели?

Выводы

I этап- постановка задачи В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенно место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии. Цель: задать необходимую скорость и угол бросания мяча для попадания в площадку определенного размера, находящимся на известном расстоянии. Исследовать движение мяча, брошенного с начальной скоростью V 0 под углом α к горизонту, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь.

II этап - Разработка информационной модели Основные предположения: - мяч мал по сравнению с землей, поэтому его можно считать материальной точкой; - изменение высоты мяча можно считать постоянной величиной g = 9,8 м/с 2 и движение по оси Y можно считать равноускоренным; - скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси Х можно считать равномерным.

Формальная модель

х =  0 · cos  · t, у =  0 ·sin  ·t – g ·t 2 /2,  х =  0 · cos  ,  у =  0 ·sin  - g ·t,  =   2 х +  2 у . S  х  S + l – попадание х  s – недолет х  s + l - перелет

Компьютерная модель

используем программное обеспечение Microsoft Office ( электронные таблицы EXCEL) см. раздаточный материал

III этап - Компьютерный эксперимент

План эксперимента.

Тестирование

Провести тестовый расчет компьютерной модели по данным, приведенным в таблице.

(Приложение 1, на рабочем столе)

Эксперимент

Исследовать движение мяча.
Исследовать изменение движения тела при изменении начальной скорости.
Исследовать изменение движения тела при изменении угла бросания.
Изменяя начальную скорость и угол бросания, исследовать характер движения тела и его положение по отношению к площадке.

(Приложение 2, на рабочем столе)

IV этап - Анализ результатов моделирования.

Вопросы:

Как движется тело, брошенное под углом к горизонту?

Как определить наивысшую точку подъема?

Как изменяется наибольшая высота подъема при увеличении начальной скорости и неизменном угле броска?

Как изменяется дальность полета при увеличении начальной скорости и неизменном угле броска?

Домашнее задание §5.4, Задача: Тело брошено вертикально вверх с некоторой высоты. Определить через какое количество времени тело упадет на поверхность земли.