Методическая разработка интегрированного урока физика+информатика «Сила трения; определение коэффициента трения скольжения с использованием электронных таблиц Microsoft Excel» - практическая работа для профессии Судоводитель
методическая разработка по информатике и икт по теме

Тема урока: «Сила трения; определение коэффициента трения скольжения с использованием электронных таблиц Microsoft Excel» - практическая работа.

Тип урока: Физика - повторение материала по теме «Сила трения» с элементом выполнения практической работы; информатика - закрепление имеющихся навыков  работы с электронными таблицами.

Цели урока:

• повторить виды сил трения (трение покоя, скольжения, качения);
• выяснить природу и направление сил трения;
• определить от чего зависит сила трения, способы увеличения и уменьшения её, полезное и вредное значение,
• выполнить практическую работу с использованием электронных таблиц

Задачи урока:

образовательные: интересными формами урока способствовать усвоению основного материала, правильного образного мышления, отработать навыки работы с динамометром, умение проводить эксперимент, закрепить навыки построения таблиц, произведения расчетов и построения графиков в программе Microsoft Excel

развивающие: научить обучающихся логически мыслить, обобщать, делать выводы, выделять главное, способствовать развитию языка.

воспитательные: воспитать умение работать в группе, развивать сотрудничество, выслушать товарищей, уважать мнение других.

Приобретаемые навыки обучающихся:

- обучающиеся учатся работать в группах, обобщать, сопоставлять, проводить исследования

- развитие логического мышления, памяти, речи обучающихся,  пространственного воображения.

- повышается уровень восприятия, осмысления и запоминания.

- воспитание внимательного отношения к окружающим, друг к другу, учебной дисциплины.

- подводить итоги своей работы, анализировать свою деятельность.

Формы организации работы: словесно-иллюстративный метод, репродуктивный метод, практический метод, проблемный метод, беседа-сообщение, метод письменного текущего контроля.

Формы организации работы преподавателя:

- Проверка ранее изученного материала, организация восприятия новой информации

- Постановка цели занятия перед обучающимися.

- Обобщение ранее изученного материала и применение ранее усвоенных знаний на практике.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, динамометр демонстрационный, набор грузов, набор брусков, описание практического задания (приложение 1), электронные таблицы, презентация (приложение 2).

Девиз урока:

Науку все глубже постигнуть стремись,

 Познанием вечного жаждой томись

 Лишь первых познаний блеснет тебе свет,

 Узнаешь: предела для знания нет.

 Фирдоуси, персидский поэт 940-1030 гг.

Ход урока

1. Организационный момент
2. Актуализация опорных знаний  Повторение материала по теме «Сила трения» с использованием слайдов презентации.
3. Выполнение практического задания
4. Выполнение расчетов в электронных таблицах
5. Рефлексия
6. Подведение итогов.

I . Организационный момент. Сообщение темы урока (2 мин)

Преподаватель физики: Ребята, сегодня у нас необычный урок, мы находимся в компьютерном классе, где будем повторять понятие сила трения и определять коэффициент трения скольжения с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, используя знания по информатике. В этом нам поможет преподавать информатики.

II.  Актуализация опорных знаний  (10 мин)

Преподаватель физики:  основные вопросы, которые мы рассмотрим на уроке:

• какова причина возникновения сил трения?
• какие виды трения существуют?
• от чего зависит сила трения?
• как направлена сила трения?
• какова природа силы трения?
• от чего зависит коэффициент трения;

 Историческая справка:

Первые исследования трения проведены великим итальянским ученым Леонардо да Винчи, более 400 лет назад, но его работы не были опубликованы. Законы трения открыли французские ученые Гильом Амонтон (1699 г) и Шарль Огюстен Кулон (1785г). Сегодня мы с вами проведем небольшие исследования, найдем ответы на основные вопросы.

Сила трения покоя (слайд).

Сила тяги приложена к телу, но брусок не движется. Почему?

Рассмотрим силы, действующие на это тело (слайд).

Сила N и F т - компенсируют друг друга. Приложить силу F, тело должно прийти в движение, значит, ему мешает сила направленная противоположно силе Fт. Это и есть сила трения покоя. Сила трения покоя – сила трения, препятствующая возникновению движения одного тела по поверхности другого Fтр.п = - F

Вывод: Силу трения, возникающую между неподвижными друг относительно друга телами, называют силой трения покоя.

Сила трения всегда направлена вдоль соприкасающихся поверхностей противоположно движению.

Как возникает трение? Откуда берется сила трения?

Опыт с бруском  - тянем брусок по поверхности стола, замечаем, что чувствуется сопротивление движению.

Проявляют себя силы взаимодействия между молекулами.

Сила трения, возникающая при движении одного тела по поверхности другого тела, называется силой трения скольжения.

Преподаватель: Одно из самых гениальных изобретений человечества – колесо. Оно использовалось для транспортировки грузов еще 5000 лет назад. Какое преимущество имеют колеса, шарообразные и цилиндрические тела?

Демонстрация: Возьмем два бруска: круглый и прямоугольный. Присоединим динамометр, будем тянуть груз по поверхности. Измерим силу F1. .Заменим на круглый брусок и снова измерим силу F2. Сила F1 , затраченная для скольжения гораздо больше силы F2, необходимой для того, чтобы катить груз.

Вывод: Сила трения, возникающая при качении одного тела по поверхности другого, называется силой трения качения. Fтр. кач.< Fтр.ск.

Преподаватель: мы повторили с Вами различные виды трения. Они помогают нам при движении и могут мешать движению. Презентация.

3. Выполнение практического задания (10 мин)

Задание к практической работе: «Определение коэффициента трения скольжения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке.

Преподаватель: Возьмем динамометр, привяжем к бруску, положим груз. Тянем брусок равномерно по поверхности стола. Приложенная сила тяги равна силе трения при равномерном движении тела по поверхности стола. Измерим силу динамометром, она по величине равна Fтp ск.

Увеличим вес тела, во столько же раз увеличилась сила трения скольжения. Повторим этот опыт с двумя и тремя грузами.

Вывод: чем больше вес тела, тем больше сила трения скольжения.

Сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления, но по третьему закону Ньютона сила нормального давления равна силе реакции опоры: P=N, следовательно Fтp = µN

Записать расчётные формулы, вычислить коэффициент µ, абсолютную и относительную погрешности измерения силы трения и выполнить обработку результатов эксперимента в программе Microsoft Excel.

4. Выполнение расчетов в электронных таблицах (10 мин)

Преподаватель информатики: Ребята, таблицы, в которых вам необходимо выполнить расчеты, подготовлены и находятся в папке Для учеников для чтения в файле Коэффициент трения. Вам необходимо перенести полученные измерения в таблицу, и применяя соответствующие формулы, рассчитать необходимые значения.  Расчетные формулы даны  вам на листах заданий. После выполнения всех расчетов необходимо построить график зависимости силы трения от веса тела. Для этого нам нужно повторить:

Вопрос к учащимся: Как запустить программу  Microsoft Excel?

Возможный ответ: Пуск – Все программы - Microsoft Office- Microsoft Excel.

Вопрос к учащимся: Как произвести необходимые расчеты?

Возможный ответ: Нужно задать формулу. Формула начинается со знака =, дальше идут адреса ячеек с соответствующими данными и арифметические операции.

Вопрос к учащимся: Что нужно сделать, чтобы построить график?

Возможный ответ: Выделить столбик, в котором рассчитаны значения силы трения, и запустить Мастер диаграмм,  выбрать график, дальше действовать по  подсказкам Мастера.

Приступаем к работе!

5. Рефлексия (10 мин)

Преподаватель физики:

Вывод: Сила трения зависит от веса тела: чем больше вес тела, тем больше сила трения. µ – коэффициент трения скольжения, зависит от свойств соприкасающихся поверхностей.

Как увеличить трение?

увеличить нагрузку, использовать специальные материалы.

Как уменьшить трение?

Шлифование поверхностей, смазка, уменьшение нагрузки, замена силы трения скольжения на силу трения качения.

Дополнительные вопросы к уроку:

1.К какому типу сил относится силы трения: (сила трения относится к электромагнитным силам)

2. Зачем зимой дорожки посыпают песком?

3. Зачем зимой на задние колеса автомобилей надевают цепи?

4. Зачем на обуви, шинах автомобилей наносят протектор?

5. Зачем в двигатель автомобиля наливают масло?

6. Зачем спортсмены-лыжники на лыжи наносят особую смазку?

7. Зачем подшипники колес и педалей велосипедов смазывают солидолом?

8. Как устроен вездеход на воздушной подушке? Что для него является смазкой?

9. Зачем легкоатлеты надевают спортивную обувь с шипами?

10. О действии каких сил нужно знать, чтобы объяснить примеры?

Преподаватель: Какие Вам известны пословицы, поговорки сказки о силах трения?

“Все идет как по маслу”.

“Не подмажешь не поедешь”.

“Сухая ложка рот дерет”.

Сказка. Посадил дед репку.

Объясните поговорки:

Не подмажешь – не поедешь!

Пошло дело, как по маслу.

Угря в руках не удержишь!

Лыжи скользят по погоде.

Из навощенной нити сеть не сделаешь.

Ржавый плуг только по пахоте очищается.

Преподаватель: Дайте физическое обоснование пословицу: “Коси коса пока роса; роса долой и мы домой”. Почему при росе легче косить?

6. Подведение итогов (2- 3 мин)

 Преподаватель физики: Сегодня на уроке мы повторили силу трения, выполнили практическую работу по вычислению силы трения и коэффициента трения. Сила трения возникает при соприкосновении одного тела с другим и препятствует его движению. Мы выяснили, что сила трения как помогает нам в жизненных ситуациях, так и проявляет вред.

Ребята, сегодня вы хорошо поработали и получите 2 оценки: первую по физике; вторую оценку по информатике - за умение производить вычисления и строить графики в ЭТ.

Домашнее задание к следующему уроку.

Приготовить небольшие рефераты – трение в механике, написать сочинение в прозе или в стихах на тему: “Если вдруг исчезнет трение, что будем кричать "Ура" или "Караул".

Приложение 1

Практическое задание: определение коэффициента трения скольжения

Расчетные формулы:

1).                              ( — коэффициент трения скольжения;

 •— сила трения скольжения; Р — вес тела):

2)          ( - относительная погрешность измерения коэффициента трения;

— относительная погрешность измерения силы трения;

 - относительная погрешность измерения веса тела;

 — абсолютная погрешность измерения силы трения;

  -■ абсолютная погрешность измерения веса тела);

3)  ( — абсолютная погрешность измерения коэффициента трения; . — среднее значение коэффициента трения по результатам всех опытов).

Задание.

Определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной  линейке. Ответ записать в виде

Этап  I. Эксперимент.

1.        Положить брусок  на  горизонтально расположенную деревянную линейку.
На брусок поставить груз.

2. Прикрепив к бруску динамометр, равномерно тянуть его вдоль линейки.
   Зафиксировать показание динамометра.
3. Взвесить брусок и груз.
4. Добавлял к первому грузу по очереди второй, третий и т. д.,  каждый раз
   взвешивать брусок и грузы и измерять силу трения.

Этап   II. Обработка результатов эксперимента.

1. Запустить программу Microsoft Excel.
2. Создать новую книгу с именем Лабораторная работа.xls.
3. Первому рабочему листу присвоить имя Результаты эксперимента.

Подготовить на рабочем листе Результаты эксперимента следующую таблицу:

4. Используя расчетные формулы, заполнить следующие ячейки:

5. Используя автозаполнение, заполнить ячейки в диапазонах F2:F4 и G2:G4
6. По результатам расчетов построить график зависимости силы трения от веса тела.
7. Записать ответ.

Результаты лабораторной работы - заполненная таблица и график.