Portal edukacyjny. Praca laboratoryjna „Wyznaczanie sprawności pochyłej płaszczyzny”.

nauczyciel fizyki liceum GOU nr 384 w dzielnicy Kirovsky w Petersburgu

Wstęp

Pojęcie „współczynnik pożyteczna akcja” po raz pierwszy pojawia się na kursie fizyki w klasie 7. Wykorzystanie nowoczesnych technologii edukacyjnych pozwala uczniom zwiększyć motywację do nauki i efektywność opanowania materiału.

Podczas lekcji „Wyznaczanie wydajności podczas podnoszenia ciała na pochyłej płaszczyźnie” wykorzystano technologię badań w treningu.

Lekcja zawiera następne kroki: aktualizowanie wiedzy, studiowanie nowego materiału (wykonywanie prac laboratoryjnych), prowadzenie badań, refleksja.

Podczas lekcji wykorzystano pracę w parach. Wykorzystanie tej technologii pozwoliło uczniom nie tylko zdobyć nową wiedzę, ale także rozwinąć umiejętność aktywnej twórczości.

Cele i zadania lekcji

Cele Lekcji:

Aktualizowanie wiedzy uczniów

Wzbudzaj zainteresowanie studiowanym materiałem

・Motywuj uczniów

Cele:

Samouczki:

· Zapoznanie studentów z nową wielkością fizyczną – sprawnością mechanizmu.

Sprawdź eksperymentalnie, że użyteczna praca wykonana za pomocą pochyłej płaszczyzny jest mniejsza niż praca wydatkowana.

Określ wydajność podczas podnoszenia ciała na pochyłej płaszczyźnie.

Dowiedz się, co decyduje o wydajności podczas podnoszenia samolotu pochylonego nad ciałem.

· Sprawdzi umiejętność zastosowania zdobytej wiedzy do rozwiązywania problemów praktycznych i badawczych.

Pokaż związek badanego materiału z życiem.

Rozwój:

• Stworzenie warunków do rozwoju osobowości uczniów w toku ich działalności.
• Promowanie rozwoju praktycznych umiejętności i zdolności.
• Stwórz umiejętność postawienia hipotezy, przetestuj ją.
• Nauczyć podkreślać najważniejsze, porównywać, rozwijać umiejętność uogólniania, usystematyzować zdobytą wiedzę. Rozwijanie umiejętności pracy w parach.

Edukacyjny:

• Rozwój umiejętności komunikacyjnych.
• Rozwijanie umiejętności pracy zespołowej (wzajemny szacunek, wzajemna pomoc i wsparcie).

Oszczędzanie zdrowia:

Budowa modelu lekcji prozdrowotnej.

Formularz lekcji: Praca naukowa studentów.

Podczas zajęć

· Organizowanie czasu.

· Aktualizowanie wiedzy. Rozgrzać się.

· Wykonywać prace laboratoryjne.

· Pauza fizyczna.

· Część badawcza pracy.

· Praca domowa.

Konsolidacja badanego materiału.

1. Moment organizacyjny. Slajdy 2-3

2. Aktualizacja wiedzy. Rozgrzać się. Slajdy 4-7

1. Co to są proste mechanizmy?

Wypisz jakie proste mechanizmy znasz.

Podaj przykłady zastosowania prostych mechanizmów.

Do czego są potrzebne?

Wyjaśnij własnymi słowami znaczenie wyrażenia „zyskaj w sile”.

Sformułuj „złotą zasadę” mechaniki.

2. Rozważ sytuację. Slajdy 8 - 9

Pracownik musi załadować beczkę benzyny na tył ciężarówki. Aby ją po prostu podnieść, należy zastosować bardzo dużą siłę - siłę równą grawitacji (ciężarowi) lufy. Robotnik nie może zastosować takiej siły.

. Co on powinien zrobić?

(uczniowie przedstawiają własne propozycje)

... następnie kładzie dwie deski na krawędzi korpusu i toczy lufę wzdłuż uformowanego równia pochyła, przykładając siłę znacznie mniejszą niż ciężar lufy!

Wnioski: Slajdy 10 - 11

· Pochyła płaszczyzna służy do przenoszenia ciężkich przedmiotów na wyższy poziom bez ich bezpośredniego podnoszenia.

· Do takich urządzeń należą rampy, schody ruchome, konwencjonalne schody i przenośniki.

3. Jakie parametry charakteryzują płaszczyznę nachyloną?

3. Praca laboratoryjna nr 10. Slajdy 12 - 21

„Wyznaczanie współczynnika sprawności przy podnoszeniu ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny”.

Przedmiot badań: płaszczyzna pochyła.

Porównaj użyteczną i wydatkowaną pracę.

Wyposażenie:Komputer, rzutnik multimedialny (dla nauczycieli)

· Zestaw ładunków

· Dynamometr

Taśma miernicza (linijka)

Nauka nowego materiału.

1. Zapoznanie studentów z nową wielkością fizyczną – sprawnością mechanizmu.

Wydajność jest wielkością fizyczną równą stosunkowi pracy użytecznej do pracy wykonanej, wyrażoną w procentach.

Wydajność jest oznaczona literą „to”

Wydajność jest mierzona w procentach.

Jaka praca jest użyteczna, jaka praca jest wydatkowana?

Wydatek na pracę Aexpended=F*s

Użyteczna praca Auseful = P*h

Na przykład , wydajność = 75%.

Liczba ta pokazuje, że ze 100% (wydatkowanej pracy) użyteczna praca wynosi 75%.

Instrukcja pracy.

Wykonywanie prac laboratoryjnych.

Ustal cenę podziału instrumentów (hamownica i linijka).

1. Zamontuj tablicę na wysokości h, zmierz ją.

2. Zmierz ciężar pręta P za pomocą dynamometru.

3. Umieść klocek na planszy i za pomocą dynamometru podciągnij go równomiernie w górę po pochyłej płaszczyźnie. Zmierz siłę F. Pamiętaj, jak prawidłowo używać dynamometru.

4. Zmierz długość pochyłej płaszczyzny s.

5. Oblicz pracę użyteczną i wydatkowaną.

6. Oblicz wydajność podnoszenia ciała na równi pochyłej.

7. Zapisz dane w tabeli nr 1.

8. Wyciągnij wniosek.

Rejestracja wyników pracy

Tabela 1.

Wniosek:

Przydatna praca _______________ niż wydatkowana.

Wydajność podczas podnoszenia ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny _____%, tj. ta liczba oznacza, że ​​_____________________________________________________________________________.

4. Przerwa fizyczna. Slajdy 22 - 25

Przykłady płaszczyzny nachylonej. Uczniowie oglądają slajdy z przykładami wykorzystania pochyłej płaszczyzny.

5. Praca badawcza. Slajdy 26 - 30

Problem. Co wpływa na wydajność pochyłej płaszczyzny?

Hipoteza. Jeśli zwiększysz (zmniejszysz) wysokość pochyłej płaszczyzny, wówczas wydajność podnoszenia ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny nie ulegnie zmianie (wzrost, spadek).

Jeśli zwiększysz (zmniejszysz) ciężar ciała, wydajność podnoszenia ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny nie ulegnie zmianie (wzrost, spadek).

Studenci wybierają jedną z proponowanych opcji badawczych:

od wysokości nachylonej płaszczyzny?

Od czego zależy efektywność podnoszenia ciała w dół po pochyłej płaszczyźnie? od masy ciała?

Rejestracja wyników pracy

Tabela 2.

Wniosek:

Wydajność podnoszenia ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny zależy (nie zależy) od wysokości pochyłej płaszczyzny. Im większa (mniejsza) wysokość pochyłej płaszczyzny, tym wydajniejsza __________.

Wydajność podnoszenia ciała wzdłuż pochyłej płaszczyzny zależy (nie zależy) od ciężaru ciała. Im większa (mniejsza) masa ciała, tym wydajniejsza __________.

Omówienie opcji badawczych.

6. Praca domowa. Slajdy 31 - 32

Paragraf 60, 61, zadanie 474.

Dla tych, którzy chcą przygotować wiadomości.

· proste mechanizmy w moim domu

Urządzenie do mielenia mięsa

Proste mechanizmy w kraju

Proste mechanizmy w budowie

Proste mechanizmy i organizm ludzki

7. Konsolidacja badanego materiału Slajdy 31 - 34
Pracuj z tekstem

Podczas korzystania z mechanizmów _________________ osoba popełnia _______________. Proste mechanizmy pozwalają wygrać ______________. W tym samym czasie, ile razy ________________ obowiązuje, tyle samo razy ________________________________________________. To jest ______________________ mechaniki. Jest on sformułowany w następujący sposób: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Zwykle, gdy ciało się porusza, ______________________________ tarcie. Dlatego wartość ______________________ pracy jest zawsze większa niż ____________________. Stosunek ________________________________________ do ______________________, wyrażony w procentach, nazywa się ________________________________________________________________________________________________________: ______________.

Minitest.

Twoja dzisiejsza skuteczność na lekcji

2. ponad 100%

3. mniej niż 100%

Literatura

1 AV Peryshkin Fizyka, klasa 7. Moskwa: Drop, 2010

2 G.N. Stepanova Physics 7 zeszyt ćwiczeń część 1. Szkoła STP w Petersburgu, 2003

Mapa technologiczna lekcji „Określanie wydajności pochyłej płaszczyzny” etap lekcji ( regulacja min .)

Aktywność nauczyciela

Działalność studencka

Kognitywny

Rozmowny

Regulacyjne

Podjęte działania

Podjęte działania

Uformowane sposoby działania

Podjęte działania

Uformowane sposoby działania

Organizacyjny (2 minuty.)

Wita uczniów, zwraca uwagę na nieobecnych, sprawdza gotowość uczniów do lekcji.

Aktualizacja wiedzy (8 minut)

Wyświetla slajd 2 prezentacji „Wydajność płaszczyzny pochyłej”. Ujawnia wybrane przez ucznia pytanie, komentuje udzieloną mu odpowiedź.

Uczniowie kolejno wybierają numer pytania, odpowiadają na nie, reszta słucha, analizuje tę odpowiedź.

Umiejętność świadomego budowania wypowiedzi werbalnej w formie ustnej, strukturyzowania wiedzy.

W razie potrzeby uzupełnij lub popraw tę odpowiedź na pytanie.

Umiejętność słuchania i prowadzenia dialogu

wyrażania swoich myśli, posiadania monologowych i dialogowych form wypowiedzi zgodnych z normami języka ojczystego.

Kontroluj i oceniaj własną wiedzę, jeśli to konieczne, popraw je.

Rozwój zdolności do mobilizacji sił i energii.

kreacja sytuacja problemowa (4 minuty)

Tworzy i zaprasza uczniów do znalezienia wyjścia z sytuacji problemowej:Robotnik musi załadować ciężką beczkę na statek. Aby to zrobić, musisz zastosować bardzo dużą siłę - siłę równą ciężarowi lufy. Robotnik nie może zastosować takiej siły.

Wyświetla slajd 3 (otwiera scenę 5).

Zadaje pytanie:Czy energia zużywana przez pracownika jest zużywana tylko na podnoszenie ładunku?

Wyświetla slajd 4 (otwiera scenę 3).

Wyróżniono i sformułowano cel poznawczy: znaleźć sposób na podniesienie ciała na wysokość przy użyciu mniejszej siły niż ciężar ciała.

Wybierz najskuteczniejszy sposób rozwiązania problemu: zastosuj nachyloną płaszczyznę.

Przyjmuje się, że część energii zużywana jest na pokonanie siły tarcia.

Dochodzą do wniosku, że im mniej energii zużywa się na pokonanie siły tarcia, tym bardziej efektywny jest prosty mechanizm.

Oświadczenie i rozwiązanie problemu.

Wybór najbardziej skuteczne sposoby wyjścia z problematycznej sytuacji w zależności od konkretnych warunków

Postawienie założenia o istnieniu wielkości fizycznej charakteryzującej sprawność prostego mechanizmu.

Zaproponuj wyjście z problemu:

zaproś asystentów, zastosuj nachyloną płaszczyznę.

Umiejętność uczestniczenia w dyskusji grupowej

Oceń umiejętność identyfikacji pracy w celu pokonania grawitacji i tarcia, ale nie wiesz, jak je ze sobą powiązać.

Postawili zadanie edukacyjne: zapoznać się z wielkością fizyczną charakteryzującą sprawność płaszczyzny pochyłej.

Ustalenie zadania uczenia się w oparciu o korelację tego, co już wiadomo, z tym, czego uczniowie jeszcze nie znają.

Nauka nowego materiału (8 minut)

Demonstruje podnoszenie ciała za pomocą pochyłej płaszczyzny, mierzy ciężar ciała i siłę tarcia, wysokość i długość pochyłej płaszczyzny.

Wyświetla się na ekranie

slajdy 5-6.

Podaje charakterystykę sprawności prostego mechanizmu.

Porównaj ciężar ciała z siłą tarcia, wysokość nachylonej płaszczyzny z jej długością.

Dochodzą do wniosku, że podczas korzystania z pochyłej płaszczyzny następuje wzrost siły i utrata odległości.

Wykonaj rysunek pochyłej płaszczyzny z oznaczeniem jej długości, wysokości, zapisz definicję i wzór obliczeniowy na sprawność prostego mechanizmu.

Tworzenie znakowo-symbolicznego UUD.

Zadaj pytanie o jednostki miary sprawności pochyłej płaszczyzny

Kształtowanie umiejętności trafnego wyrażania myśli zgodnie z normami języka ojczystego.

Wyróżniają i zdają sobie sprawę z tego, czego już się nauczyli (obliczanie pracy siły), a czego jeszcze trzeba się nauczyć (Jaką pracę uważa się za przydatną, co wydaje się, jak obliczyć wydajność pochyłej płaszczyzny poprzez pracę użyteczną i wydatkowaną )

Opracowanie oceny wiedzy.

Zbadaj praktyczną pracę (17 minut)

Organizuje omówienie planu studiów.

Wyświetla się na ekranie

slajdy 7-11 prezentacji „Wydajność płaszczyzny pochyłej”.

Przekazuje instrukcje bezpiecznego wykonywania prac laboratoryjnych.

Formułuje problematyczne pytanie:od jakich parametrów zależy wydajność pochyłej płaszczyzny.

Dystrybuuje zestawy sprzętowe, IOT, karty technologiczne do grup studentów

Udziela pomocy grupom studentów w wykonywaniu pracy.

Opracuj plan i sekwencję działań w celu określenia wydajności pochyłej płaszczyzny:

1. Zmierz wagę sztangi (P).

2. Zmierz wysokość nachylonej płaszczyzny (H).

4. Zmierz siłę tarcia (F tr ).

Zmierz długość nachylonej płaszczyzny (l).

Niezależnie sformułuj zadanie poznawcze:

sprawdzić, jak wydajność pochylni zależy od ciężaru unoszonego ciała i kąta pochylenia?

Postawili hipotezę, że sprawność pochyłej płaszczyzny zależy od kąta nachylenia, a nie od ciężaru podnoszonego ciała.

Samotworzenie algorytmy działania w rozwiązywaniu problemów wyszukiwania.

Samodzielne sformułowanie zadania poznawczego.

Autopromocja hipotezy o zależności sprawności pochyłej płaszczyzny od kąta nachylenia i ciężaru podnoszonego ciała.

Kontroluj, jeśli to konieczne, popraw i oceń działania partnera grupy.

Umiejętność integracji z grupą rówieśniczą i budowania produktywnej współpracy z rówieśnikami i dorosłymi

Wykonaj sporządzony plan działania, aby określić wydajność pochyłej płaszczyzny:

1. Wyznaczcie podziałkę dynamometru, kątomierza i taśmy mierniczej.

2. Zmontuj instalację.

2. Zmierz wagę sztangi (P).

3. Zmierz wysokość nachylonej płaszczyzny (H).

4. Policz pożyteczna praca zgodnie z formułą.

5. Zmierz siłę tarcia (F tr ).

6. Zmierz długość pochyłej płaszczyzny (l).

7. Oblicz wykonaną pracę za pomocą wzoru

8. Oblicz sprawność płaszczyzny nachylonej według wzoru

9. Zmień ciężar gryfu, powtórz 1-6.

10. Zmień kąt płaszczyzny, powtórz 1-6.

11. Wyniki wpisuje się do tabeli.

Umiejętność planowania i sekwencja działań,

przewidywanie wyniku.

Odbicie (4 minuty)

Przypomina, że ​​zakończenie pracy powinno być odpowiedzią na cel opracowania.

Opracowują wyniki pracy, wyciągają wnioski, analizują wynik.

Świadoma konstrukcja wypowiedzi ustnej na piśmie.

Refleksja nad metodami i warunkami działania, kontrola i ocena procesu i wyników działań.

Dochodzą do wniosku: w toku prac laboratoryjnych sprawność płaszczyzny nachylonej pod kątem nachylenia 20° do horyzontu okazała się 45%, zawsze jest mniejsza niż 100%, zależy od kąta nachylenia (tzw. większy kąt nachylenia samolotu, tym większa jego wydajność) i nie zależy od ciężaru unoszonego ciała.

Umiejętność trafnego wyrażania myśli;

Oceń wyniki pracy:

A P musi być mniejsza niż Az;

wysokość nachylonej płaszczyzny musi być mniejsza niż jej długość, wynikowa sprawność musi być mniejsza niż 100%.

Jeżeli uzyskany wynik nie jest prawidłowy, należy znaleźć błąd w pomiarze lub obliczeniach.

Umiejętność oceny i kontroli wyników

dostosować plan i sposób działania w przypadku rozbieżności między normą a uzyskanym wynikiem.

Praca domowa (2 minuty.)

Wyświetla slajd 12.

IA Izyumov,
, Gimnazjum MOU nr 3, Aksai, obwód rostowski

Pomiar wydajności pochyłej płaszczyzny

Niemożliwy eksperyment z bezpośrednim trafieniem
w wąsko zdefiniowany cel teoretyczny.

Imre Lakatosa

Kiedy teoria pasuje do eksperymentu,
To już nie jest otwarcie, ale zamknięcie.

Piotr Leonidowicz Kapica

Cel lekcji: rozwój umiejętności samodzielnego stosowania wiedzy, przeprowadzania ich transferu do nowych warunków.

Zadanie dydaktyczne: zapewnienie przyswajania nowej wiedzy i metod działania na poziomie aplikacyjnym w różne sytuacje.

Refleksyjna aktywność ucznia: autoafirmacja, samorealizacja i samoregulacja.

D Aktywność nauczyciela zapewniająca refleksję: okres pełnienia obowiązków materiał edukacyjny uwzględniając strefę bliższego i rzeczywistego rozwoju ucznia.

Wskaźniki rzeczywistego wyniku rozwiązania problemu: samodzielne wykonanie zadania z zastosowaniem wiedzy w różnych sytuacjach.

Logika budowania lekcji: aktualizacja kompleksu wiedzy → zastosowanie wiedzy w różnych sytuacjach → kontrola i samokontrola.

Sprzęt: drewniana deska, drewniany klocek, dynamometr, linijka pomiarowa.

Podczas zajęć

I. Aktualizacja kompleksu wiedzy(15 minut)

Rysunek referencyjny na tablicy. Nauczyciel wraz z uczniami rozwiązuje zadanie:

Jaką pracę należy wykonać, aby przeciągnąć ładunek wzdłuż płaszczyzny o nachyleniu 30 ° na wysokość 2 m, stosując siłę zgodną z kierunkiem przemieszczenia? Masa ładunku wynosi 400 kg, współczynnik tarcia wynosi 0,3. Jaka jest tego skuteczność?

Rozwiązanie

II. Rozwiązywanie problemów(30 minut)

1 (10 minut). Nauczyciel współpracuje z klasą, aby:

Umieść mały przedmiot (elastyczną taśmę, monetę itp.) na linijce. Stopniowo podnoś koniec linijki, aż obiekt zacznie się ślizgać. Zmierz swój wzrost H i baza B uzyskaną płaszczyznę nachyloną i obliczyć współczynnik tarcia.

Rozwiązanie. F T X = F tr X ; mg sinα = μ F t cosα; μ = tanα = h/b.

otrzymawszy wzór obliczeniowy, uczniowie za pomocą drewnianej deski, drewnianego klocka i linijki sami eksperymentalnie określają współczynnik tarcia i zapisują wynik w zeszytach ćwiczeń.

2 (10 minut). Nauczyciel współpracuje z klasą, aby:

Znajdź wydajność pochyłej płaszczyzny o długości 1 m i wysokości 0,6 m, jeśli współczynnik tarcia, gdy ciało porusza się po niej, wynosi 0,1.

Rozwiązanie. Korzystając z drugiego wyniku rozwiązania problemu , otrzymujemy:

Nauczyciel proponuje zmierzyć długość drewniana deska i wyznaczyć efektywność płaszczyzny nachylonej dla wysokości i wartości współczynnika tarcia uzyskanych w rozwiązaniu zadania. Wynik zapisuje się w zeszycie.

3 (10 minut). Nauczyciel proponuje wyznaczenie sprawności płaszczyzny nachylonej dla wartości wysokości uzyskanej przy rozwiązaniu zadania w inny sposób, a następnie porównanie wyników i wyciągnięcie wniosków.

Połóż blok na pochyłej płaszczyźnie; mocując do niego dynamometr, równomiernie pociągnij go wzdłuż pochyłej płaszczyzny; zmierzyć siłę pociągową F .

Zmierz grawitację za pomocą dynamometru F t działającą na pręcie i znajdź eksperymentalną wartość sprawności nachylonej płaszczyzny:

Praca domowa. Oblicz maksymalną możliwą wartość przyrostu siły uzyskaną dla danego nachylenia płaszczyzny: kmmax = l/godz.

Znajdź eksperymentalnie przyrost siły uzyskany za pomocą nachylonej płaszczyzny: k uh = F T /F.

Porównaj swoje wyniki. Wyciągnij własne wnioski.

Literatura

1. Rymkiewicz A.P. Fizyka. Zeszyt ćwiczeń-10–11: Podręcznik do kształcenia ogólnego. instytucje. – M.: Drop, 2004.
2. Dick Yu.I., Kabardin OF, Orlov VA, Kabardina SI, Nikiforov G.G., Shefer NI. Warsztaty fizyczne do zajęć z ang. nauka o fizyce: Didact. materiał: 9–11 cel: wyd. Yu.I. Dick, OF kabardyński. – M.: Oświecenie, 1993.

Praca laboratoryjna № 6.

Wyznaczanie sprawności płaszczyzny pochyłej

Cel pracy:

1. obliczyć sprawność proponowanej pochylni i wyciągnąć wniosek o jej wartości;

2. sprawdzić na podstawie doświadczenia, że ​​Ap< Аз.

Sprzęt: dynamometr, deska, trójnóg, drewniany klocek, taśma miernicza (lub linijka), zestaw ciężarków (fot.).

Postęp:

1. Określ cenę podziału urządzenia pomiarowe. Cd \u003d .... N. (hamownia)

Cl = .... N. (władcy).

2. Za pomocą dynamometru określ ciężar pręta (R), podnosząc go H(wpisz w tabelkę).

3. Poruszając drążkiem ze stałą prędkością w górę po pochyłej płaszczyźnie, zmierz potrzebną do tego siłę pociągową (F). (wpisz w tabeli)

4. Użyj linijki, aby określić ścieżkę S minęła dolna krawędź ładunku i wysokość H na którym został wzniesiony. (wpisz w tabeli)

5. Za pomocą dwóch odważników wyznacz całkowity ciężar sztabki (R), (zapisz w tabeli).

6. Obciążając sztangę dwoma obciążnikami i przyczepiając do niej dynamometr, przesuwamy sztangę ze stałą prędkością w górę po pochyłej płaszczyźnie. Zmierzyć potrzebną do tego siłę pociągową ( F). S I H ten sam. (do stołu)

7. Opuść deskę poniżej i powtórz eksperyment 2. S ten sam , H zmierzyć (zapisać w tabeli)

ogólne zadanie dla 3 eksperymentów:

8. Oblicz użyteczną i wydatkowaną pracę: ,

9. Znajdź sprawność pochyłej płaszczyzny.

10. Wpisz wyniki obliczeń do tabeli.

Wniosek: w wyniku pracy my