Проектирование учебных ситуаций на уроках физики как средства формирования мотивации достижения у старшеклассников



страница4/4
Дата10.02.2016
Размер414 Kb.
ТипРеферат
1   2   3   4
Тема «Движение и силы»

1.Назовите живое существо, которое одновременно движется со скоростью звука и со скоростью пешехода. (Муха в самолете. Относительно самолета - со скоростью пешехода, относительно Земли - со скоростью самолета.)

2.Стратегический бомбардировщик минут 15 заправляется горючим в воздухе от самолёта-танкера, двигаясь со скоростью 1000 км/ч. При каком физическом условии возможно нахождение самолётов на неизменном расстоянии друг от друга? Определите скорость бомбардировщика:

а) относительно самолёта-танкера;

б) относительно аэродрома.

3.Тело дикобраза утыкано иголками длиной 30-35 см. Они держатся на его спине очень слабо. Нападая, дикобраз вонзает иголки в противника как можно глубже, затем резко делает рывок вперёд. Иглы выдергиваются из кожи дикобраза, оставаясь в теле противника. Какое физическое явление использует дикобраз для защиты? Какую роль играет резкость рывка? (Трение иглы в теле противника.)

4.В 14 странах мира существует обязательное требование для пассажиров, сидящих на задних сиденьях - пристёгиваться ремнями. Почему при лобовом столкновении у переднего пассажира и водителя в шесть раз меньше шансов погибнуть, если задние пассажиры пристёгнуты? (При лобовом столкновении водитель и передний пассажир оказываются «между молотом и наковальней»: не пристёгнутые задние пассажиры бьют по стенкам передних сидений, дополнительно подталкивая водителя и переднего пассажира к приборной панели, рулю и лобовому стеклу.)

5. Какими причинами ограничивается высота подъёма и полётов вертолётов? Один из участников высокогорной экспедиции рассказал: «Как-то на ночёвку, на высоте 5 тыс. м, сел вертолёт МИ-4 и до сих пор стоит: взлететь не может». Почему не могут на большой высоте взлетать вертолёты? (Разряженный воздух не создаёт необходимого количества движения, мала масса отбрасываемого вниз воздуха.)

6. Гончарные круги обычно приводят в движение ногами, чтобы дать возможность гончару формировать изделие из глины двумя руками. При раскопках одного из древних городов Междуречья был найден большой и тяжёлый гончарный круг, приводимый в движение рукой. Что позволяло гончару работать двумя руками над изделием?- Почему диск долго сохранял сообщённое ему вращение? Что изобрёл гончар из древнего города? (Инерция вращения массивного тела большого диаметра. Даже весьма заметные силы трения на валу малого диаметра не смогут остановить это тело - маховик - в течение долгого времени.)

Тема «Гравитационные силы. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость»

7. Почему на Марсе горы гораздо более высокие, чем на Земле, до 24 км? На Земле максимальная высота 8848 м (Эверест).



Подсказка. Масса Марса в 10 раз меньше земной. (Причин много, назовем основные: тектоническая активность (землетрясения, извержения вулканов и т.п.), воздействие атмосферы, ограниченная механическая прочность горных пород. На Марсе сила тяжести меньше, поэтому предел механической прочности вещества в основании горы достигается при том же весе, а значит, при большей высоте горы, чем на Земле. Добавим к этому, что атмосфера Марса значительно меньше разрушает горы, чем атмосфера Земли.)

8. Ртутный барометр закреплен внутри герметичной покоящейся кабины. Барометр показывает 760 мм рт.ст. Кабина сначала опускается равноускоренно, затем равномерно; потом равнозамедленно. Изменяются ли показания барометра во время движения кабины? (Больше 760 мм. рт. ст., 760 мм. рт. ст., меньше 760 мм. рт. ст.)

9.Из-за каких физических условий в невесомости нельзя поплакать? Что будет со слезами? (Слезы будут накапливаться в глазницах, и растекаться по лицу, смачивая его.)

10.Почему в невесомости у космонавта распухает лицо? Почему кровь от ног приливает к голове?

11. Утонет ли монета в чашке с водой в невесомости? (Утонет в воде, но не в чашке. Утонет в том смысле, что окажется внутри водяного шара, который обволочёт монету из-за смачивания.)

12. Почему космические чёрные дыры (звёзды, масса которых в три раза превышает солнечную, радиус горизонта событий 9 км) поглощают окружающее их вещество, причём, прежде чем поглотить свою «жертву», разрывают её на части? (Из-за большой массы и малых размеров звезды гравитационная сила большая и в разных местах тела разная.)

13. С помощью искусственных спутников Земли следы воздуха удалось обнаружить на высоте 28 000 км над полюсами Земли и на высоте 42 000 км над экватором, Почему такая разная высота атмосферы над полюсом и над экватором? (Атмосфера вместе с Землёй участвуют в суточном вращении. Из-за этого она, как и Земля, сплюснута с полюсов. Но из-за разреженности атмосферы этот эффект в ней гораздо сильнее, чем у Земли.)

Тема «Сила трения»

14. Почему, если обувь натирает ногу, необходимо потереть мылом внутреннюю поверхность обуви в местах давления на ступню?

15. На 200 кг уменьшилась масса каркаса автомобиля «Ауди А8», когда фирма решила использовать вместо стальных конструкций алюминиевые. Почему при этом уменьшилось потребление горючего (на 1 л на каждые 100 км пробега)? (Уменьшилась сила трения.)

16. Самой эффективной формой сечения гвоздя является не круглое, а в виде пятиконечной звезды. Такая форма позволяет уменьшить массу гвоздя в 2 раза, а площадь соприкосновения с древесиной увеличить в 85 раз. Почему такой гвоздь лучше держится в дереве? „

17 . Почему язык кошки покрыт твёрдыми пупырышками? Какова роль пупырышков в расчесывании шерсти, очищении её от грязи?

18. Желая получить модные «варёнки», джинсы стирали с куском пемзы, но ткань становилась менее прочной. Если же стирать 45 мин с 30—40 пластмассовыми мячиками для гольфа, то тоже получаются «варёнки», но прочные. Почему?



Тема «Сила упругости. Деформация»

19. Джек Лондон описал один из способов охоты на медведей. В небольшой кусок жира заранее вмораживается завитый в тугую спираль острый китовый ус. Оттаяв в брюхе медведя, ус, выпрямляясь, убивает его. Как называются сила и энергия, которыми обладает завитый ус? (Сила упругости, энергия упругодеформированного тела.)

20. В конце XIX в. партию брюк, отправляемых из Европы в Америку, упаковали и сложили в трюм. Брюки так слежались, что появились «стрелки». Американцы с восторгом восприняли новую, как они подумали, европейскую моду, которая затем распространилась по всему миру. Что произошло с тканью в «стрелке»? (Ткань неупруго деформировалась.)

Тема «Работа. Мощность. Энергия»

21. Поднятые над землёй алюминиевый и свинцовый бруски одинаковой формы и размера обладают равными потенциальными энергиями. Что можно сказать о высоте подъема каждого из этих брусков? (Высота подъёма свинцового бруска меньше.)

22. Самый мощный в мире водопад - Ниагарский (Северная Америка), его высота 51м. Самый высокий водопад в мире - Анжель (Южная Америка), его высота 1054 м. - выше здания в 220 этажей. Почему же он менее мощный? (Масса воды меньше.)

23. Падающие с деревьев фрукты обладают кинетической энергией. Следовательно, кинетическая энергия возникает из ничего, ведь фруктам никто не сообщал потенциальную энергию. Не нарушается ли при этом закон сохранения энергии? (Потенциальная энергия фруктов возникает и увеличивается (увеличивается масса) за счёт энергии Солнца, химической энергии и физиологических процессов, протекающих в деревьях.)

24. Почему рекорды штангистов в рывке всегда меньше, чем в толчке? Почему в толчке поднимают более тяжёлую штангу, чем в рывке? (На каждом этапе толчка высота подъёма штанги меньше, чем на первом этапе рывка.)

Тема «Равновесие тел»

25. Французские пастухи XIX в. расхаживали на ходулях по глубоким лужам, наблюдая за стадом поверх кустарников. Зачем пастухи пользовались еще и высокими шестами? Почему на ходулях без особого напряжения они обгоняли лошадь, бегущую рысью или даже несущуюся вскачь? (Скорость будет больше, так как длина шага увеличивается (при практически той же частоте).




Приложение 2

Создание условий для осознания ими роли индивидуального достижения и их значимости для изменения позиции в коллективе, в эффективном использовании физических знаний и умений для ориентации в современном техногенном мире является одной из главных целей при обучении физике.

С этой целью на занятиях создавались ситуации экспериментальной работы, которые предполагали мотивационную и практическую готовность учащихся к познавательной деятельности. Самостоятельное планирование учащимися учебной деятельности возможно при владении ими основами физического моделирования, умениями выделять свойства рассматриваемого реального процесса и выражать их в знаковой модели, а затем переходить от модели к реальности и обратно.

В связи с изменением программы этот набор заданий можно предлагать в 10-м классе. С учётом профиля класса можно усложнять варианты, например, в задание по движению по окружности добавить определение угловой скорости.



Тема «Кинематика. Движение по окружности».

Вариант 1

1. Определите период обращения минутной (часовой) стрелки будильника.

2. Рассчитайте частоту обращения минутной (часовой) стрелки.

3. Измерьте длину стрелки.

4. Рассчитайте линейную скорость движения конца минутной (часовой) стрелки.

5. Определите центростремительное ускорение конца минутной (часовой) стрелки.



Вариант 2

1. Измерьте радиус колеса швейной машины.

2. Приведите колесо во вращение с постоянной скоростью.

3. Измерьте время 30, 60, 90 оборотов колеса.

4. Рассчитайте период и частоту вращения в каждом случае.

5. Рассчитайте линейную скорость точек обода колеса.

6. Рассчитайте центростремительное ускорение колеса.

7. Изменяется ли значение периода, если считать не 30, а 60 или 90 оборотов? Когда результат точнее?



Вариант 3

Задания те же, что и в варианте 2, но выполняются с грампластинкой, которую запускают на скорости 45 об/мин (78 об/мин) и измеряют время 70 оборотов (100 оборотов).



Вариант 4

1.Возьмите кассету, перемотанную «до упора».

2.Измерьте радиус катушки вместе с намотанной плёнкой.

3.Поставьте кассету в магнитофон и включите его.

4.Измерьте время 10 оборотов полной стороны кассеты.

5.Рассчитайте линейную скорость движения плёнки, период и частоту вращения катушки.

6.Рассчитайте центростремительное ускорение внешнего края плёнки.

7.Дождитесь момента, когда на каждой стороне будет одинаковое количество плёнки.

8.Измерьте радиус катушки вместе с намотанной плёнкой.

9.Проведите те же измерения и подсчёты.

10.Сравните и объясните полученные результаты.

Вариант 5

1 .Возьмите кассету, перемотанную до упора.

2.Измерьте радиус первой (пустой) катушки и радиус второй катушки вместе с намотанной плёнкой.

3.Поставьте кассету в магнитофон и включите его.

4.Измерьте время 10 оборотов полной катушки.

5.Рассчитайте линейную скорость движения плёнки, период и частоту вращения катушки.

6.Рассчитайте центростремительное ускорение внешнего края плёнки.

7.Измерьте время 10 оборотов пустой катушки.

8.Рассчитайте линейную скорость движения края катушки, период и частоту её вращения.

9.Рассчитайте центростремительное ускорение точек, лежащих на краю катушки.

10.Сравните полученные значения. Объясните результаты.

Тема «Динамика».

Вариант 1

1. Положите на стакан открытку, а на открытку - монету.

2.Ударьте по открытке резким щелчком.

3. Опишите, что произойдет с монетой, а что - с открыткой.

4. Повторите опыт, медленно потянув открытку к себе.

5. Что происходит в этом случае?

6. Какое физическое явление, и какое свойство тел помогают ответить на эти вопросы?

Вариант 2

1. Двойной лист бумаги из школьной тетради положите на стол.

2. На одну половину листа поставьте стопку книг высотой не ниже 25-30 см.

3. Слегка приподняв над уровнем стола вторую половину листа обеими руками, резко дёрните лист к себе.

4. Опишите, что происходит.

5. Снова положите на лист книги и тяните его теперь медленно. Что вы наблюдаете? 6.Объясните результаты.



Вариант 3

1. Зацепите крючками два безмена и слегка разведите их в стороны. Запишите показания обоих.

2. С какой силой по модулю левый безмен действует на правый? В какую сторону направлена эта сила? К какому безмену приложена?

3. С какой силой правый безмен действует на левый? В какую сторону направлена эта сила? К какому безмену приложена?

4. Изобразите силы взаимодействия на чертеже.

5. Увеличьте взаимодействие безменов. Запишите их новые показания.

6. Соедините безмены нитью и натяните её. С какой силой левый безмен действует на нить? С какой силой правый безмен действует на нить? С какой силой нить растягивается?

7. Сделайте вывод. Какой закон вам в этом может помочь?



Вариант 4

1. Положите ластик на край стола и сообщите ему щелчком горизонтальную скорость.

2. Заметьте место падения ластика на полу.

3. Выполните необходимые измерения и вычислите модуль начальной скорости ластика.

4. По какой траектории двигался ластик?

5. Какая сила действовала на ластик во время его движения?

6. Как направлены векторы скорости, ускорения и силы, действующей на ластик во время его движения? Изобразите их направление в любой точке траектории.

Вариант 5

1. Подвесьте груз к безмену. Определите массу груза.

2. Рассчитайте вес груза. Проградуируйте пружину безмена для измерения силы.

3. Измерьте вес груза в лифте, который начинает двигаться вверх.

4. Зная вес груза в состоянии покоя, рассчитайте ускорение лифта.

5. Куда направлено это ускорение? Куда направлена скорость лифта?

6. Сделайте чертёж с указанием всех сил, действующих на тело.
Вариант 6

1. Возьмите тяжёлый (около 100 г) предмет в форме диска или прямоугольного параллелепипеда небольшой высоты.

2. Налейте много воды в таз или ванну.

3. Уроните предмет в воду с небольшой высоты сначала плашмя, а затем ребром.

4. Сравните глубину погружения предмета в воду.

5. Какие силы действуют на предмет в каждом случае? Что можно сказать об их величине?

6. Сделайте вывод о зависимости силы вязкого трения от формы движущегося тела.

7. Приблизительно измерьте время движения предмета в первом случае в воздухе и в воде.

8. Сделайте вывод о зависимости силы вязкого трения от свойств среды.

Вариант 7

1. Безмен можно использовать как динамометр, умножая показания безмена в килограммах на 9,8 м/с.2.

2. Измерьте силу трения скольжения (она равна показанию динамометра в случае равномерного движения тела по поверхности) и коэффициент трения скольжения при движении дерева по линолеуму (стула по полу), стекла по линолеуму (стеклянной банки Зле водой), чугуна по линолеуму (сковороды с грузом). Можно двигать по деревянной или кафельной поверхности.

3. Сделайте вывод о зависимости коэффициента трения скольжения от качества трущихся поверхностей.



Тема «Законы сохранения».

Вариант 1

1.Определите (приблизительно) массу телевизора, чайника с водой.

2.Оцените высоту вашей квартиры относительно земли.

3.Измерьте высоту столешницы относительно пола.

4.Подсчитайте потенциальную энергию этих тел относительно поверхности пола и относительно поверхности Земли.

Вариант 2

1. Возьмите тело известной массы. Если масса неизвестна, измерьте её с помощью безмена.

2.Поставьте линейку на стол вертикально. Поднимите предмет на высоту линейки и отпустите его. Вместе падения предмета положите тетрадь или сложенную в несколько раз ткань.

3.Вычислите работу, совершённую силой тяжести относительно стола при подъёме и падении тела.

4. Зависит ли работа силы тяжести от высоты падения тела? Как? Чем отличаются работы силы тяжести при подъёме и падении тела? Чему равна сумма этих значений?

Вариант 3

1. Поднимитесь по лестнице на свой этаж.

2.Какую работу вы совершили при этом?

3.Что произошло с вашей потенциальной энергией?

4.Почему вы устаёте?

5.Подсчитайте мощность, которую вы развили при этом.

6.Если в доме есть лифт, подсчитайте его мощность при подъёме на тот же этаж.

Вариант 4

1.Растяните пружину безмена максимально и измерьте её деформацию.

2.Вычислите жёсткость пружины.

3.Вычислите работу силы упругости, совершённую при растяжении и сокращении пружины.

4.Как зависит работа силы упругости от деформации пружины? Чем отличаются работы силы упругости, совершённые при растяжении и при сжатии пружины? Чему равна сумма этих работ?

Вариант 5

1.Возьмите два шарика, соедините их нитью и подвесьте на линейке. Положения шариков отрегулируйте так, чтобы их центры находились на одной горизонтальной линии.

2.Отклоните шарики в противоположные стороны на 4-5 см от положения равновесия и отпустите их. Заметьте отклонения шариков после удара. Опыт повторите 2-3 раза.

З.Чему равен общий импульс шариков до взаимодействия? Одинаковые ли импульсы по модулю приобрели шарики после взаимодействия? Чему равен общий импульс шариков после взаимодействия?

4.Отклоните один из шариков на 4-5 см от положения равновесия, а второй оставьте в покое. Отпустите отведённый шарик и заметьте отклонении шариков после удара. Опыт повторите 2-3 раза.

5.Ответьте на вопросы п. 3 в применении к этой ситуации.

6. Сделайте вывод из проделанных опытов.

Вариант 6

1. Слепите из пластилина два шарика разной массы и подвесьте их на нитях одинаковой

длины на гвоздике в дверном проёме.

2.Отведите меньший шарик на некоторую высоту и измерьте её.

3.Отпустив шарик, дайте ему столкнуться неупругого с большим шариком.

4.Измерьте высоту, на которую поднялись оба слипшихся шарика.

5.Пользуясь законом сохранения энергии, определите скорость меньшего шарика в момент соударения и скорость двух слипшихся шариков после соударения. При проведении опыта проследите, чтобы шарики сталкивались «в лоб».

Приложение 3

Ситуация креативного решения может создаваться посредством задач так называемого «олимпиадного» содержания. Их рекомендуется давать наиболее способным ученикам для формирования дальнейшей заинтересованности в изучении предмета.

1.

Узнав о готовящемся нападении неприятеля, решётку ворот замка начали опускать с постоянной скоростью и = 0,2 м/с. Мальчик, игравший на расстоянии l = 20 м от ворот, в тот же момент бросился бежать к воротам. Сначала он двигался равноускоренно, а затем, набрав максимальную скорость v = 2,5 м/с, равномерно. С каким минимальным ускорением атin мог разгоняться мальчик, чтобы успеть пробежать под решёткой ворот в полный рост, если, в начальный момент нижний край решетки находился на расстоянии R=3 м от поверхности земли? Рост мальчика h=1 м.

2.

Лёгкий маленький шарик роняют без начальной скорости. Когда шарик пролетает по вертикали расстояние h, он ударяется о тяжёлую горизонтальную доску, движущуюся вертикально вверх с постоянной скоростью. После упругого удара о доску шарик подлетает вверх на высоту пh от точки соударения. С какой скоростью и двигалась доска? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения равно g.

3.

Граната, брошенная под углом к горизонту, разорвалась в верхней точке траектории на два одинаковых осколка. Один из осколков упал на землю через время t после разрыва. Через какое время t2 после разрыва окажется на земле второй осколок, упавший позднее первого, если разрыв произошёл на высоте h над землёй? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение свободного падения равно g.


4.

При поливе садового участка наконечник водопроводного шланга расположили на высоте h = 0,8 м над землёй, направив струю воды вверх под углом  = 30° к горизонту. Найдите массу т воды, содержащейся в отрезке струи от наконечника шланга до земли. Скорость воды, бьющей из шланга, v0 = 6 м/с, внутреннее сечение наконечника шланга s = 3 см. , плотность воды р=103 кг/м3. Ускорение свободного падения g = 10 м/с.2.

5.

На гладком столе лежит доска, к которой вплотную прижат брусок (рис.1). Коэффициент трения между бруском и доской = 0,1. Доску начинают поступательно перемещать по столу с некоторым постоянным ускорением. При каком минимальном значении угла между плоскостью доски и вектором ускорения брусок не будет скользить по доске?










Рис 1.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница