Dynamika Siły w przyrodzie. Od czego zależy przyspieszenie ciała? II zasada dynamiki. Wyd. Zamkom, M. i R. Rozenbajger 1 godzina lekcyjna

Transkrypt

1 Temat: Od czego zależy przyspieszenie ciała? II zasada dynamiki. Scenariusz lekcji fizyki w gimnazjum klasa IIGa Prowadzący lekcję studenci Uniwersytetu Szczecińskiego Bogusława Michorczyk, Magdalena Matlak Pod kierunkiem nauczyciela fizyki- B.Sacharskiej Gimnazjum Towarzystwa Salezjańskiego, Szczecin, ul. Ku Słońcu 124 Dział: Temat: Podręcznik: Czas lekcji: Dynamika Siły w przyrodzie. Od czego zależy przyspieszenie ciała? II zasada dynamiki. Wyd. Zamkom, M. i R. Rozenbajger 1 godzina lekcyjna Cele operacyjne (poznawcze, kształcące): Uczeń: formułuje II zasadę dynamiki, podaje przyczyny ruchu jednostajnie przyspieszonego, porównuje siły, masy i przyspieszenia wykorzystując II zasadę dynamiki, -? operuje jednostkami, wyjaśnia, co to znaczy, że siła ma wartość np.5n wyznacza wartość przyspieszenia w zależności od siły działającej na ciało i od masy ciała, stosuje II zasadę dynamiki do prostych obliczeń: przyspieszenia (a), siły (F), i masy (m), podaje, w jaki sposób zależy przyspieszenie w ruchu jednostajnie przyspieszonym, (od czego, jakich wielkości zależy przyspieszenie? nazywa siły działające na ciało, przeprowadza doświadczenia przedstawiające skutki wzajemnego oddziaływania ciał, opisuje, analizuje doświadczenie, wyciąga wnioski z doświadczenia. wykazuje doświadczalnie, że pod działaniem stałej siły ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym posługuje się drugą zasadą dynamiki w rozwiązywaniu prostych problemów życia codziennego. Cele wychowawcze: uświadomienie uczniom znaczenia II zasady dynamiki, kształtowanie postaw (życzliwości, wzajemnej pomocy ), kształtowanie umiejętności twórczego rozwiązywania problemów, uzmysłowienie uczniom, że staranność i dokładność w przeprowadzaniu doświadczenia są niezbędne do prawidłowego wyciągania wniosków. Materiały i środki dydaktyczne: wózki, 2-4 obciążniki, bloczek, stoper lub chronograf, gładka deska i wiotka cienka linka, przyrządy do rysowania, kreda, zeszyt przedmiotowy, podręcznik. Metoda lekcji: eksperymentalna aktywne eksperymentowanie uczniowskie, pokaz, dyskusja, burza mózgów.

2 Przebieg lekcji: ETAPY CZYNNOŚCI NAUCZYCIELA CZYNNOŚCI UCZNIA 1. Sprawdza obecność. Ilościowo sprawdza 1. Akceptują cele lekcji i zapisują temat w zadanie domowe. Nawiązuje do tematu, zeszytach, słuchają. przedstawia cele lekcji i pobudza do 2. Przypominają z poprzednich lekcji, że dyskusji. działanie sił poznajemy po skutkach, 2. Przypomina wiadomości zdobyte na które obserwujemy. Przypominają poprzednich lekcjach związane z zależności przyspieszenia od prędkości i rodzajem oddziaływań w przyrodzie i czasu od drogi w ruchu jednostajnie skutkami wzajemnego oddziaływania przyspieszonym. ciał oraz informacje dotyczące 3. Wyjaśniają na przykładach, że do poznanych zasad dynamiki. wywierania siły potrzebne są dwa ciała. Wyjaśniają, dlaczego łatwiej jest nadać określoną prędkość np. deskorolce niż Część nawiązująca Część właściwa Podsumowanie 1. Inspiruje uczniów podając proste przykłady wzajemnego oddziaływania ciał. 2. Prosi o przeczytanie treści doświadczenia 1 zawartego na karcie pracy. Rozdaje przedmioty potrzebne do wykonania doświadczenia. 3. Prosi o wykonanie pozostałych dwóch doświadczeń, w razie konieczności pomaga w ich przeprowadzeniu. Kontroluje poprawność wykonania zadania. 4. Uzupełnia wypowiedzi uczniów. Naprowadza uczniów na właściwy tok myślenia. 5. Prosi wybranych uczniów o przeczytanie odpowiedzi w zadaniu 4. Uzupełnia, ewentualnie poprawia odpowiedzi. 6. Prosi o rozwiązanie zadania 5 wykorzystującego II zasadę dynamiki. Pyta uczniów o propozycje rozwiązania. Wyznacza osobę do rozwiązania zadania na tablicy. 7. Pomaga dobrać odpowiednią jednostkę potrzebną do narysowania wykresów. 1. Przypomina II zasadę dynamiki i pobudza uczniów do podania przykładów. 2. Omawia pracę domową. 3. Pobudza do refleksji nad własnym uczniem się podczas lekcji. wagonowi kolejowemu. 1. Wykonują polecenia nauczyciela. 2. Wykonują doświadczenie 1 i wyciągają wnioski. Zauważają, że przyspieszenie ciała zależy nie tylko od wartości siły, ale także od czegoś więcej. Zauważają, że pomijamy siłę tarcia. 3. Wykonują kolejne doświadczenia i uzupełniają notatki w karcie pracy. Zauważają, że przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do siły, a odwrotnie proporcjonalne do masy. 4. Interpretują wyniki doświadczeń potwierdzające słuszność II zasady dynamiki, analizują różne sytuacje, wyciągają właściwe wnioski. 5. W ćwiczeniu 4. samodzielnie formułują II zasadę dynamiki na podstawie wyciągniętych wniosków. Wyjaśniają, dlaczego przyspieszenie zmienia się, jeśli zmienimy obciążenie lub ilość wózków. Wybrani uczniowie czytają odpowiedzi. 6. Uczniowie podają swoje propozycje rozwiązania zadania 5. Sugerują, co należy wpisać jako dane, szukane i z jakiego wzoru należy skorzystać. Jedna osoba rozwiązuje zadanie na tablicy. 7. Rysują wykresy w zeszycie ćwiczeniowym. Do narysowania wykresu zależności wartości siły działającej na ciało od masy dla wartości przyspieszenia równej 4m/s² rysują tabelę. 1. Podają przykłady wykorzystania II zasady dynamiki. Posługują się II zasadą dynamiki do wyjaśnienia sytuacji z życia codziennego. 2. Akceptują zadanie domowe. 3. Dokonują samooceny.

3 K A R T A P R A C Y 1. DOŚWIADCZENIE 1. / trzeba zrezygnować, aby zrealizować wszystkie cele/ Przyrządy: wózek, tor powietrzny lub gładka powierzchnia, nitka, obciążnik, bloczek, kartka papieru, stoper. a) umieszczamy wózek na stole, przymocowujemy bloczek, przymocowujemy nitkę do wózka, następnie przeciągamy ją przez bloczek i na końcu umieszczamy odważnik; b) obok wózka układamy kartkę papieru i puszczamy wózek; c) na kartce papieru zaznaczamy w równych odstępach czasu drogę, jaką pokonał wózek; d) wyniki zapisujemy w tabeli: t (s) Drogi przebyte w kolejnych sekundach ruchu (cm) s1=.. s2=.. s3=.. s4=.. s5=.. e) Oblicz stosunek: s1 : s2=. s2 : s3=. s3 : s4=. s4 : s5=. f) Drogi przebyte przez wózek w kolejnych sekundach ruchu pod wpływem stałej wypadkowej siły mają się do siebie (w przybliżeniu) w takim stosunku, jak.. Dowodzi to, że ruch wózka jest ruchem 2. DOŚWIADCZENIE 2. Przyrządy: wózek, tor powietrzny lub gładka powierzchnia, nitka, 4 obciążniki każdy o masie m=0,05kg, bloczek, kartka papieru, stoper a) postępujemy tak samo jak w podpunkcie a) poprzedniego doświadczenia; b) obok wózka układamy kartkę papieru, na której zaznaczamy jednakowej długości odcinki; c) dla każdego obciążenia wózka wykonaj pomiary czasu i oblicz czas średni (tśr = (t1+t2+t3)/3) / tabelka może uwzględniać czasy składowe tak jak w dośw.3/ Masa wózka Wartość siły s(m) t (s) a (m/s² ) m(kg) wypadkowej F (N) / warto z nimi przekształcić wzór na drogę na tablicy, aby obliczyć przyspieszenie- ale niech uczniowie wpadną na pomysł, jak można obliczyć to przyspieszenie?/ d) Oblicz przyspieszenie wózka korzystając ze wzoru a=2s/tśr² a1=. a2=. e) Następnie oblicz stosunek: F2/F1=. a2/a1=. f) Wniosek: wartość przyspieszenia ciał jest DOŚWIADCZENIE 3. Przyrządy: 2 wózki, tor powietrzny lub gładka powierzchnia, nitka, 4 obciążniki każdy o masie m=0,05kg,

4 bloczek, kartka papieru, stoper a) wykonujemy doświadczenie podobne do poprzedniego, używając dwóch jednakowych wózków sczepionych razem; b) obok wózka układamy kartkę papieru, na której zaznaczamy jednakowej długości odcinki; c) do analizy wykorzystujemy uzyskane poprzednio wyniki pomiarów dla układu o dwukrotnie mniejszej masie (1 wózek, 4 obciążniki); Masa Wartość siły s(m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) tśr (s) a (m/s² ) układu (kg) wypadkowej F (N) Oblicz wartość przyspieszenia wózka, korzystając za wzoru a=2s/tśr² a1=. a2=. a następnie stosunek mas i wartości przyspieszeń: m1/m2=. a1/a2=. Wniosek: pod wpływem takiej samej siły wypadkowej ciało o masie dwukrotnie większej uzyskuje przyspieszenie ĆWICZENIE 1. Przyspieszenie ciała o pewnej masie jest do wypadkowej siły działającej na to ciało. To stwierdzenie stanowi treść... Zapisujemy ją w postaci wzoru: Ciało o większej masie pod działaniem takiej samej siły wypadkowej uzyska. Wzór.. określa.., pod wpływem której ciało o masie... uzyskuje przyspieszenie.. Ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym, gdy siła wypadkowa ma stałą. i zwrot zgodny..... Jednostką wartości siły jest. 1 niuton jest wartością siły, która ciału nadaje.. 1N= ZADANIE 1. Jaka jest wartość siły, która ciału o masie 0,5kg nadaje przyspieszenie o wartości 0,5 m/s² Dane:.... Szukane:... Rozwiązanie: Odpowiedź:.. 6. ZADANIE 2. Narysuj w zeszycie ćwiczeniowym wykresy zależności przyspieszenia od wartości działającej na ciało siły wykorzystując dane z tabeli, wyznacz masę ciała. Narysuj wykres zależności wartości siły działającej na ciało od masy dla wartości przyspieszenia równej 4m/s². a (m/s²) 0,5 1,5 2,5 a (m/s²) 0,5 1 F (N) F (N) 3 6 ZADANIA DOMOWE 1. Jadąc samochodem zapewne zauważyłeś, że poruszające się po szosie samochody są z łatwością wyprzedzane przez motocykle. Wyjaśnij to zjawisko zakładając, że w samochodzie i motocyklu

5 zainstalowano silniki, które mogą działać na pojazd siłą ciągu o takiej samej wartości. Uwaga: nie chodzi tu o to, że motocykle zajmują mniej miejsca na szosie. 2. Ciało rozpoczynające ruch po linii prostej w pierwszej sekundzie przebyło drogę 3m, a podczas drugiej sekundy drogę 5m. Czy na to ciało działa stałą, czy zmienna siła? Odpowiedź uzasadnij. Który z wymienionych niżej pojazdów wygra zawody o tytuł pojazdu o największym przyspieszeniu? Który będzie ostatni? - samolot (masa m1= kg, siła ciągu silników F1= N) - samochód (masa m2= 1 200kg, siła ciągu silników F2=7 200N) - motocykl (masa m3= 300kg, siła ciągu silników F3=3 000N)