Урок физики в 9 классе,

Учитель: Громакова Людмила Николаевна

Место урока в школьном курсе физики: Повторение ключевых понятий  разделов «Кинематика», «Динамика», «Статика», «Оптика».

Тема «Что такое красивая задача»

Личностно-ориентированная технология.

Тип: Урок совершенствования знаний и умений.

Цели:

Обучающие:

- повторить ключевые формулы и понятия из разделов «Кинематика», «Динамика», «Статика»; «Оптика».

-познакомить с научными методами познания: моделированием (аналоговым и интуитивным), теоретическим анализом (качественным и математическим), экспериментальным методом;

Развивающие:

- научить применять знания в нестандартных ситуациях;

- формировать компетентность в сфере самостоятельной познавательной

деятельности;

- обучать умению видеть проблему и намечать пути ее решения;          

- научить работать с информацией:

а) получать ее различными способами (справочная литература, жизненный опыт);

б) преобразовывать, получая из имеющейся необходимую:

в) критически оценивать ее;

- использование межпредметных  связей.

Воспитательные:

- привитие чувства прекрасного;

- формирования  положительной мотивации к учебной деятельности.

Задачи урока:

- Выработка у учащихся личностного отношения к познаваемому.

- Освоение ими научных стилей мышления и методов исследования,

как    инструментов познания мира.

Оборудование:

компьютер, проектор, таблицы: «Котята», «Лебедь, рак да щука», «Любознательным полезно знать и уметь», высказывание Галилея, колба со стрелкой, стаканчики 25 штук и трубочки, шампунь, глицерин, стаканчик, сосуд прозрачный, магнитик круглый, пластиковая бутылка прозрачная, указатели, штатив, сосуд с водой, подставка-столик, брусок, линейка с отверстием, игрушка Ванька-встанька,

 цветные карточки(25 синих и красных), листы учета задач, листы с алгоритмами, жетоны, «Умники и умницы», листы с задачами, листы с кроссвордами, вопросы физической викторины «Что? где? когда?» (комплект из 25 штук), листы со справочной информацией ( 14  штук, общие для всего класса).

Литература:

1. Программа по физике.

2. Учебное пособие для изучающих физику в средней школе,

 Якунин В.И.,Тамбов, 1994 год.

3. Сборник задач по физике исторического содержания, Ю. А. Королев, Тамбов, ТИПКРО, 1993.

4. Решение задач по физике, Н.Парфентьева, М.Фомина, Издательство «Мир», 1993 год.

5. Сборник задач по физике, Механика, В.П. Синичкин, О.П.Синичкина, Саратов , Издательство Лицей, 2000 год.

План урока.

1.Мотивационный этап - 3-4 мин.

2. Деятельностный этап -18-20 мин.

3. Физкультурная пауза - 2-3 мин.

5. Экспериментальный этап – 10 мин.

6. Оценочный этап- 6-7мин.

7. Домашнее задание 1мин.

Ход урока.

Ребята, я приглашаю вас в удивительный мир физики. Даже физики признают, что физика - непростая наука, требующая от человека богатой фантазии, творческого воображения, находчивости, сообразительности, определенной математической подготовки. Если вы обладаете этими качествами, то,  наверное, любите физику так же, как люблю ее я. А может вы, еще не открыли эти качества в себе. Ну, что ж, попытайтесь это сделать в ходе нашего урока. Я предлагаю вам стать участниками дискуссии «Что такое красивая задача».

Вам предстоит оценить и выбрать самую красивую из задач, решенных на уроке. Чтобы легче было сориентироваться в критериях оценки, я советую воспользоваться, оценочной карточкой с синей меткой.

Познакомьтесь с ней, пожалуйста. В карточке указаны некоторые критерии оценки задачи, но вы можете добавить в свободную колонку и свои. Еще в одной колонке можно оценить работу товарища, решающего задачу, а в графе «самооценка». Вам предлагается оценить собственную мыслительную деятельность.

Критерии самооценки:

- догадался сам, как решается задача,  понял метод, используемый при решении, легко решу подобную; ( оценка «5»);

- все понял, но без подсказки не догадался бы; («4»);

- в основном все понятно, но отдельные моменты не представляю четко;

(«3»);

-ничего не понял, (поставьте «!» знак, т. е. внимание «опасность»- пробел в знаниях, пора задуматься, как  от него избавиться).

2. Проецируется слайд « Наша жизнь- задачник, сомнений в этом нет, ты только не спеши, не заглядывай в ответ».

Задача 1.  О бабушкином  тапочке.

Предложите способ определения высоты классной комнаты с помощью бабушкиного тапочка. ( Обдумывание 20 сек.).

Вы можете воспользоваться ключами, имеющимися в карточке с красной меткой, справочной информацией, имеющейся в информационном пространстве классной комнаты.

Деятельность учащихся: Работа с ключами к задачам. ( Ключи см. в приложении к уроку).

Предложение способа решения задачи.

Фронтальная работа с ключами с применением сигнальных карточек: красная – согласен, синяя – нет.

Деятельность учителя:  

Учитель предлагает математически доказать обоснованность предположений в выборе формулы для расчета высоты классной комнаты.

Демонстрирует слайд с математическим обоснованием правильности выбранного способа решения.

(Качественный теоретический анализ подкрепляется математическим анализом).

Один из возможных вариантов  математических выкладок:

1.Кинетическая энергия, которой обладает тело в момент броска, переходит в потенциальную энергию тела, находящегося на максимальной высоте:

E1=mv02/2- кинетическая энергия, которой обладает тело в момент сообщения ему скорости v0,

E2=mgh- потенциальная энергия тела на максимальной высоте h.

Согласно закону сохранения энергии, E1=E2, тогда, mv02/2=mgh, тогда v0=√2gh.При падении вниз, потенциальная энергия превращается в кинетическую, то есть, mgh= mv2/2, тогда v=√2gh.

Значит, v0=v.

2.Кинематическая формула: v=v0+ gt – общая, позволяет выразить время в полете: t=(v-v0)/g, t1= v0/g- время подъема, t2=v/g-  время падения, с учетом того, что v0=v.  Имеем, t1=t2 и v=v0= gt.

3. Движение вверх, против силы тяжести, можно считать равноускоренным, поэтому:

h= v0t- (gt2)/2=gt*t-  gt2/2=gt2/2.

Вывод делает учитель:

С помощью такого научного метода познания как теоретический анализ, мы доказали правомерность использования формулы для нахождения максимальной высоты подъема: h=gt2)/2.

Отметьте в своих оценочных карточках особенности этой задачи.

Задача -шутка 2.О кухонном комбайне.

Как определить высоту школы с помощью кухонного комбайна.

Деятельность учителя : демонстрируется слайд.

Деятельность учащихся: Работа с карточкой-ключом к задаче 2.

В оценочном листе фиксируется информация о задаче.

Задача 3.О коршуне( для самостоятельного решения).

Коршун, выследив добычу, камнем падает на нее с высоты 80 м. Через сколько времени, добыча окажется в когтях у хищной птицы.

Деятельность учителя: демонстрация слайда.

Деятельность учащихся: работа с ключом,  выбор информации из справочной  базы данных, запись математической модели задачи в тетрадь.

- Обсуждение полученного результата, отражение информации в оценочном листе.

Задача 4. О  космонавте.

Ускорение силы тяжести на поверхности Луне в 6 раз меньше, чем на  поверхности Земли. На сколько выше и дальше может прыгнуть человек на Луне, чем на Земле?

Учитель: Что подсказывает интуиция? ( На Луне прыжки будут в 6 раз выше и дальше. Этот  метод познания  носит название « интуитивное моделирование»).

Деятельность учителя : демонстрация слайда.

Совместное обсуждение решения задачи.

1.Составим математическую модель решения задачи.

-Введем прямоугольную систему координат, начало которой совпадает с началом прыжка человека на Земле и Луне.

-Прыжок человека можно рассматривать, как движение тела под углом ά к поверхности с некоторой начальной скоростью v0.

2. По оси ОУ движение равноускоренное, определяемое ускорением свободного падения Земли gЗ.  или Луны gл. Высота, которой достигнет прыгун, равна:

h=v02/2g, тогда, hл/hЗ=gЗ./gл=6, то есть hл=6hЗ. Прыжок на Луне будет в 6 раз выше, чем на Земле.

Используя соотношение, связывающее максимальную высоту полета h и время подъема на нее t, h= (gt2)/2 , получим: tл=6tЗ. Длительность прыжка на Луне в 6 раз превосходит земную.

3.Определим дальность прыжка. Будем считать движение по оси ОХ равномерным, отсюда:

xЗ. =v0tЗ. , xл=v0tл,

отношение дальности на Земле и на Луне:

xл/xЗ=tл/tз=6tЗ./tл=6, xл=6xЗ.

Вывод:

На  Луне прыжок будет в 6 раз выше и дальше, чем на Земле.

Физкультурная пауза. (Мотивация: Чтобы ощущать себя комфортно в этом мире, человек должен любить себя. Но  под «любить себя»- разумный человек  подразумевает: «заботиться о своем здоровье». Я предлагаю вам несколько упражнений для снятия усталости глаз и улучшения кровообращения головного мозга

Людям, занимающимся умственной деятельностью, этот комплекс  упражнений помогает повысить работоспособность, звучит музыка. Переход по гиперссылке к мелодии для физкультминутки).

Задача 5. Изобразить равнодействующую сил, представленных на рисунке. ( Задача о котятах), см. приложение.

Деятельность учителя: Демонстрация картинки с котятами.

Деятельность учеников: Графическое решение задачи в тетрадях.

Проверка с помощи демонстрации слайда. 

Задача 6. Лебедь, рак да щука.

-Какой физический закон «спрятан» в басне «Лебедь, рак да щука»? Сформулируйте его. Дайте графическое решение задачи.

Действия учителя:  демонстрация слайда.

Действия учеников: Формулировка 1 закона Ньютона и графическое решение задачи   в тетрадях.

Проверка с помощью слайда.

Задача 7. Совет автомобилисту.

Увязший в грязи автомобиль можно вытащить с помощью длинного троса, привязанного к автомобилю и какому-нибудь неподвижному предмету, воздействуя на трос небольшой силой. Для этого на середину веревки садится человек и давит на нее по возможности перпендикулярно к ее направлению. Таким образом, даже один человек может сдвинуть автомобиль с места. Почему? Совместное обсуждение решения.

Решение.

В веревке возникнут очень большие силы натяжения F1,F2. Это видно из того, что сила P  должна быть равна векторной сумме  сил натяжений F концов веревки, сходящихся в точке приложения силы P точке А.Если угол α близок к 180 , то сила натяжения F  во много раз превышает силу P, с которой человек давит на веревку.

Таким образом, даже один человек может сдвинуть автомобиль  с места.

( Составить математическую модель решения этой задачи дома).

Задача 8. 

У здания Московского Университета до его перестройки в начале 20 века находился барометр, наполненный  минеральным маслом вместо ртути. Как велика приблизительно высота  масляного столба , если плотность масла равна    850кг/куб?

Деятельность учителя: демонстрация динамического компьютерного эксперимента.

Деятельность учеников: Выбор формулы для определения высоты столба, предъявление математической модели задачи.

Задача 9. Оптический эффект.

Какое физическое явление способно повернуть стрелку в обратную сторону? Продемонстрировать его.

Деятельность учителя: Предоставления колбы с нарисованной стрелкой, сосуда с водой, стакана.

Деятельность учеников: Проведение демонстрации по наливанию воды в колбу, с целью наблюдения преломления.

Задача 10. Задача От Марка Твена.

 Мыльный пузырь, витая в воздухе, зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы.

Какое физическое явление делает мыльный пузырь столь достойным восхищения?

Деятельность учителя: демонстрация слайда с решением.

Деятельность учеников: Конкурс на самый большой  мыльный пузырь. Демонстрация явления интерференции.

Задача 11. О Ванька-встаньке.

        Легенда говорит, что русская игрушка Ванька-встанька была подарена одному из ханов-завоевателей Руси, как предупреждение о несгибаемости русского народа. Хан прижал его рукой к земле, но Ванька-встанька встал, лишь только рука была убрана, он еще раз прижал его рукой, но, убрав руку, увидел, что встал Ванька; он стал в ярости топтать ее ногами, но игрушка всякий раз поднималась. Объясните принцип действия этой игрушки.

Деятельность учителя: Демонстрация действия игрушки.

Деятельность учеников: Объясняют принцип действия игрушки.

Деятельность учителя: Демонстрация  вспомогательных экспериментов (с бруском, линейкой с отверстием) для  направления мысли учащихся в правильное русло рассуждений, помогающее придти к объяснению принципа действия игрушки.

6.Оценочный этап.

 Учитель:

Хотелось бы услышать мнение команды  «Ученик» о самой красивой задаче и мнение команды «Учитель».

-Какую же задачу можно считать самой красивой?

…

Что же такое красота? И почему ее обожествляют люди?

Она - костер, пылающий в ночи

Или огонь, мерцающий в сосуде?

Красота- это то, что приносит нам истинное наслаждение, наверное, слова Ландау годятся и для оценки красивой задачи.

Учитель:

Какую  формулу для выражения красоты задачи вы могли бы предложить?

Формула красивой задачи:

Красивая задача = интересное условие + необычное решение

Учитель:

В оценочной карточке проведите отрезок длиной 10 см. Будем считать это шкалой знаний, нужных для сегодняшнего урока. Поставьте точку в том месте шкалы, где, по-вашему, мнению находится уровень ваших знаний.

Деятельность учителя:   . С помощью консультантов раздаются закладки в книгу .(Три вида закладок. На каждой определенная надпись, рейтинг каждой закладки известен только учителю).

 P.S. (Так как урок нестандартный , то лучше отметки за него не выставлять . Однако оценить необходимо каждого участника дискуссии в соответствии с его личным вкладом в работу на уроке, вручая рейтинговую закладку.)

Деятельность учеников:

Ученик  оценивает себя сам на «Рейтинговом отрезке успешности», а затем в виде мазка краски определенного цвета на мольберте выражает свое эмоциональное состояние. Палитра общая для всего класса. В конце урока видна гамма ощущений всех участников дискуссии.

P.S. Отметка за урок может быть выставлена после проверки оценочных карт и с учетом результатов отгадывания кроссворда и ответов на вопросы викторины на следующем уроке.

7. Этап домашнего задания.

Все учащиеся получают вопросы физической викторины «Что? Где? Когда?» и физические кроссворды. Кроссворд разгадывают все, а на вопросы  викторины отвечают лишь желающие. Для учащихся , проявляющих особый интерес к предмету предлагается также решить дома задачу о «Мертвой петле».

Звучит легкая музыка.