Прямая и обратная пропорциональность. Закон Ома.
план-конспект урока по физике (8 класс)

Урок по математике, физике и информатике

(интегрированный урок) в 8 классе.

учитель математики: Кадушина Валентина Петровна, 1 категория

учитель физики: Большакова Светлана Алексеевна, высшая категория

учитель информатики: Бажутова Татьяна Анатольевна, 1 категория

План-конспект урока

Тема урока: «Прямая и обратная пропорциональности. Закон Ома»

Тип урока: обобщение и систематизация знаний

Цели урока:

Обучающие

Формирование восприятия единства математических моделей и физических процессов как элемента естественнонаучной картины мира.   Обобщение и применение знаний о прямой и обратной пропорциональностях при решении качественных, расчетных и экспериментальных задач по физике с применением компьютерных технологий.  Мотивация учащихся на активный и творческий подход к изучению предметов  естественно-математического цикла

Развивающие

Развить умения использовать знания математики для объяснения физических явлений и закономерностей. Развить умения использования ПК и программного обеспечения в учебно-воспитательном процессе. Продолжить развитие логического мышления путём сравнения графиков зависимости силы тока от напряжения и силы тока от сопротивления, с графиками прямой и обратной пропорциональности в математике.

Воспитательные

Воспитание математической и речевой культуры, расширение кругозора учащихся. Воспитание коллективизма при групповой работе, коммуникативной культуры. Подведение учащихся к вы воду о самооценке.

 Ход урока.

1. Вступительное слово учителя

Учитель приветствует ребят и гостей.

-Здравствуйте, ребята! Обратите внимание, сколько гостей к нам пришло. Давайте поприветствуем их, улыбнемся друг другу и пожелаем хорошего настроения и успеха. Мы вам очень рады. Надеемся, что сегодня на уроке вам будет интересно и комфортно.

Учитель математики:

- Сегодня у нас необычный урок, а урок-МИФ. Что в нем необычного? Почему я его так назвала? (МИФ – математика, информатика, физика).

А начать хотелось бы со строк Ф.И.Тютчева:

«Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик-

В ней есть душа, в ней есть свобода

В ней есть любовь, в ней есть язык…

Учитель физики:  Задача науки – понять язык природы, переложить его на научный язык, чтобы раскрыть законы природы и поставить их на службу человеку. А каков же язык точных наук?- это язык математики, т.е. язык чисел,  зависимостей, графиков. Физика пользуется этим языком для описания явлений природы.  

Учитель математики:

 Реальные физические процессы представляют собой зависимости между величинами, которые часто описываются с помощью математических функций,   заданных в виде формул или графиков. В свою очередь информационные технологии позволяют ускорить  и облегчить процесс построения графиков.

 Предлагаю вашему вниманию 2 пословицы и 2 задачи, которые подтолкнут вас к определению темы урока.

2. Подготовка учащихся к теме урока. Постановка цели урока

- Пословицы – это отражение устойчивых закономерностей, выверенных многовековым опытом народа. Некоторые пословицы иллюстрируют свойства функций.

ЗАДАЧА №1. Машина движется с постоянной скоростью. Как будет меняться путь, преодолеваемый машиной, если время, затраченное на путь, увеличивается?

ЗАДАЧА №2. Машина преодолевает одно и то же расстояние. Как будет меняться скорость машины, если затраченное время увеличивается?

(Учащиеся делают вывод).

- Что связывает первую пословицу и первую задачу? А вторую пословицу и задачу? В первом случае зависимость между величинами прямая, а во втором – обратная. Однако в задачах изменение одной величины в несколько раз ведет к изменению другой величины в такое же количество раз. Как называется такая зависимость? (пропорциональностью). В 1 задаче – прямая пропорциональность, а во второй – обратная. Тема урока? (прямая и обратная пропорциональность).

- В окружающем нас мире встречаются величины с прямой и обратной зависимостью. НАПРИМЕР, Чем выше цена товара, тем большую сумму нужно за одно и то же количество его выложить. Например, Вы хотите купить 3 кг конфет. При цене 70 рублей за 1 кг заплатите 210 рублей. При цене 200 руб. за 1 кг заплатите 600 рублей. Чем выше цена, тем выше необходимая сумма. И обратно: чем ниже цена, тем больше конфет.  Имея сумму в 600 рублей, Вы намерены купить конфеты. При цене конфет в 200 руб. за 1 кг вы можете купить 3 кг конфет. Выбрав конфеты дешевле, сможете купить больше конфет: Скажем, если конфеты стоят 150 руб за 1 кг, на ту же сумму купите 4 кг конфет.

3. Актуализация знаний

- Известно, что зависимость между величинами можно изобразить с помощью графика. Перед вами графики. Выберите из них графики прямой пропорциональности и обратной пропорциональности.

- Какой формулой задается прямая (обратная) пропорциональность? ,

- Что можно сказать о знаке коэффициента k на 1-м рисунке? На 2-м рисунке? На 6-м, 8-м рисунках?

 -Каков геометрический смысл коэффициента k?(определяет угол, который образует прямая с положительным направлением оси ОХ).

Как в случае обратной пропорциональности зависит расположение графика от коэффициента k?

С такими зависимостями вы познакомились и  на уроках физики.

Учитель физики:  

 Действительно, начиная с 7 класса, мы пользуемся прямой и обратной пропорциональностью.

  Формула силы тяжести показывает, что эта сила прямо пропорциональна массе тела, с коэффициентом пропорциональности g=9,8

Аналогичная зависимость у силы упругости и деформации, но в физике формулы, прямой и обратной пропорциональности имеют различные формы записи. Закон гидравлического пресса – показывает, что чем больше площадь поршня, тем больше сила (прямая пропорциональность). Закон равновесия рычага, напротив говорит, что чем длиннее плечо, тем меньше сила (обратная пропорциональность). Большинство формул показывает одновременно и прямую и обратную зависимость: скорость - прямо пропорциональна пути и обратно пропорциональна  времени.  Плотность  - прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна объему, мощность - прямо пропорциональна работе и обратно пропорциональна времени.

Судя по форме записи - все эти формулы - это прямая и обратно пропорциональная зависимость

А теперь уточним тему нашего урока «Прямая и обратная пропорциональность. Закон Ома» Этот закон устанавливает зависимость между основными величинами, описывающими  электрический ток: силой тока, напряжением и сопротивлением.

Учитель информатики:  

- А что будет целью урока? (Экспериментально подтвердить закон Ома, с помощью  EXCEL построить графики изучаемых зависимостей).

- Что представляет собой рабочая область программы Excel?

- Как определяется адрес ячейки?

- Как изменить ширину столбца, высоту строки?

- Какие действия нужно выполнить, чтобы построить график функции в EXCEL?

1. Составить таблицу данных (сколько столбцов и строк в ней будет?).
2. Выделить столбцы, в которых находится сила тока.
3. Выполнить команду Вставка-График.
4. Выбрать ряд данных для  горизонтальной оси.
5. Создать подписи для осей.
6. Дать название Эксперимент 1 или Эксперимент 2.
7. Провести дальнейшую настройку графика (заливка, цвет, шрифт, параметры оси)

4. Эксперимент (работают в группах под тихую музыку Габриэль Форэ “PAVANE”)

Учитель физики:  

Вы получили задания по группам. Первая группа, будет устанавливать зависимость между силой тока и напряжением. Вторая группа, поможет  обработать результаты  первой группы и построить график этой зависимости в EXCEL.

Третья и четвертая группа будут изучать зависимость силы тока от сопротивления.

Работа проводится на оборудовании «Лаборатории L-микро» «Лаборатории ГИА»

Далее идет работа в группах, получение и обработка результатов

5. Вывод на основе эксперимента.

Результаты  каждой группы поочередно выводятся на экран.

Учитель физики:  

-Давайте проанализируем результаты 1 и 2 группы: на экране представлен график зависимости силы тока от напряжения, что можно сказать по графику? Какова зависимость силы тока от напряжения? Можно сделать вывод, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению (если есть время, то можно задать вопрос об угле наклона графика, используя дополнительное задание группы).

Результаты 3 и 4 группы: Что можно сказать по графику о зависимости силы тока от сопротивления цепи? Сила тока на участке цепи обратно пропорциональна сопротивлению(если будет время задать вопрос как пойдет график при более высоком напряжении (если будут погрешности, то постараться их объяснить).

Итак, по закону Ома: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка. Окончательную оценку за практическую часть вы получите на следующем уроке, после анализа ваших отчетов, а сейчас мы попросим вас перейти к компьютерам, чтобы проверить как  вы усвоили знания об прямой и обратной пропорциональности в физике и математике (тест).

6.Тест (8 мин)

7. Подведение итогов. Рефлексия

- Предлагаю вам оценить свою работу на уроке и составить диаграмму самооценки умений по теме урока.

Учитель информатики:  

– Какие бывают диаграммы? Образцы на слайде. Предложить сделать столбчатую.

- Каков же итог нашего урока? Для чего же мы сегодня все здесь работали? Экспериментально проверили Закон Ома для участка цепи. Этот закон является основным законом, описывающим постоянный ток, благодаря ему рассчитываются параметры электрических цепей, распределение токов и напряжений на различных участках электрической цепи. Но мы не смогли бы это сделать не имея знаний  по математике, этот закон прежде всего устанавливает четкую математическую зависимость между физическими величинами, а возможности EXCEL помогли нам обработать и продемонстрировать результаты эксперимента. Надеемся, что это был полезный опыт и при изучении других разделов физики он будет вами востребован.

Обратимся к нашим гостям: Есть ли у них вопросы, пожелания, комментарии, которыми они хотели бы поделиться? Спасибо всем за работу на уроке!

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание группе №1

Исследование зависимости силы тока на участке от приложенного напряжения.

Цель работы: определить характер зависимость силы ток на участке цепи от приложенного напряжения.

Оборудование: Источник, амперметр, вольтметр, резисторы   реостат, ключ, соединительные проводи, металлический планшет.

Ход работы

1. Собрать цепь по схеме

2. Используя резистор , установите  с помощью реостата напряжения на резисторе 2В, измерьте силу тока в цепи,  повторите опыт поддерживая напряжение 2,5 В и 3 В.

3. Результаты опыта занесите в таблицу

1. По результатам опыта постройте график зависимости силы ток от напряжения
2. По графику сделайте вывод,  как зависит сила тока на участке цепи от напряжения
3. Дополнительное задание. Используя закон  Ома, рассчитайте какой была бы сила тока при заданных напряжениях, если в цепь поставить резистор

4. Сделайте вывод , что произошло к углом наклона графика с ростом сопротивления.
5. По возможности постройте график зависимости силы тока от напряжения при большем сопротивлении в тетради

Задание группе №2

Исследование зависимости силы тока от напряжения

1. Используя закон  Ома рассчитайте значения силы тока на резисторе заданных для напряжений .
2. Создайте таблицу зависимости силы тока от напряжения. Результаты  расчетов занесите в таблицу.  Так же в таблицу занесите результаты измерений группы №1.

3. Результаты

4. По данным таблицы постройте график зависимости силы тока от напряжения

Задание группе №3

 Исследование зависимости силы тока на участке цепи от сопротивления этого участка

Цель работы :  установить характер зависимости силы тока на участке цепи от сопротивления этого участка

Оборудование:     источник тока,  амперметр, вольтметр, резисторы,,, реостат,  ключ,   соединительные провода,  металлический планшет.

Ход работы

1. Используя резистор, соберите цепь по схеме

2. С помощью реостата установите на резисторе напряжение равное2В, измерьте силу тока в цепи
3. Замените резистор на и поддерживая постоянное напряжение 2 В , измерьте силу тока в цепи
4. Повторите опыт сначала с резистором , а затем с резистором , всякий раз поддерживая напряжение на резисторе 2В.
5. Результаты занесите в таблицу

6. Постройте график зависимости силы тока на участке цепи от сопротивления (задание группе № 4)
7. Сделайте вывод о том , как зависит сила тока от сопротивления
8. Дополнительное задание. Используя закон Ома рассчитайте какая сила тока установилась бы на резисторах при повышении напряжения в цепи до 4 В
9. Результаты запишите в таблицу

Задание группе №4

Исследование зависимости силы тока от сопротивления

1. Используя закон Ома рассчитайте силу тока для заданных сопротивлений при напряжении на резисторах 4 В.
2. Создайте таблицу зависимости силы тока от сопротивления.
3. Результаты расчетов занесите в таблицу. Затем в ее занесите результаты измерений 3 группы
4. Результаты

5. По результатами таблицы постройте график зависимости силы тока от сопротивления

Тест

1. Рычаг, изображенный на рисунке, находится в равновесии. Определите вес гири, если сила F = 4 Н.

       А. 6 Н.

Б. 3 Н. 

В. 12 Н.

Г. 8 Н.

Д. 2 Н.

2. На рисунке изображены три сплошных кубика, имеющие одинаковые массы. Какой из них сделан из вещества с наибольшей плотностью?

А. 3.

Б. 2.

В. 1.

Г. Все кубики сделаны из веществ с одинаковой плотностью.

Д. Для ответа на вопрос не хватает данных.

        3. На рисунке изображены зависимости силы тока от напряжения для двух проводников. Что можно сказать о сопротивлении проводников?

А. Сопротивление проводника I больше, чем проводника II.

Б. Сопротивление проводника I меньше, чем проводника II.

В.        Сопротивления проводников одинаковы.

Г. По данным графикам нельзя сказать ничего определенного о сопротивлениях проводников.

Д. Не знаю.

4. Первый двигатель совершает определенную работу за 5 с, а второй такую же работу за 10 с. Сравните мощности этих двигателей.

А. В задаче не хватает данных.

Б. N1=N2 

В. N1>N2 

Г. N1< N2

Д. Среди приведенных ответов нет правильного.

5. На рис. 1—3 изображены проводники, изготовленные из меди. Какой из них имеет наименьшее сопротивление?

А. Изображенный на рис. 1.

Б. Показанный на рис. 2.  

В.        Приведенный на рис. 3.

Г. Сопротивление проводников на рис. 1 и 3 одинаковы и имеют наименьшее значение.

Д. Сопротивления всех проводников одинаковы.

Рис. 1. Рис.  2. Рис.     3.

6. Какая из функций является прямой пропорциональностью?

 ,         ,          ,                  

7. График какой функции изображен на рисунке?

 ,                                                   

8. В каких координатных четвертях будет располагаться график функции ?

I и II                  II  и IV                 I и IV                  III  и IV

9. Функцию заданную формулой, соотнесите с графиком. Ответ запишите в виде последовательности цифр без запятой.

10. Определить k, если функция у=kх проходит через точку (-5;-2)?

11. Какая из функций является обратной пропорциональностью?

12. Укажите график функции, заданной формулой