Конспект урока по физике «Просто о сложном, чтобы было понятно» (9 класс)

Конспект урока по физике в 9 классе учителя физики МБОУ «Гимназия №4 г. Вельска» Романовой Елены Вениаминовны

Тема: «Просто о сложном, чтобы было понятно».

(Создание условий для познавательной активности и интереса к изучению предмета с помощью нестандартного подхода к решению задач на уроках физики)

Цель – научить учиться, то есть видеть в сложном простое, самостоятельно добывая знания, получая положительные эмоции, когда начинаешь понимать, как решить задачу.

Деятельностная цель: формирование способности обучающихся к новому способу действия.

Образовательная цель: расширение понятийной базы за счёт включения в неё новых элементов.

Формирование УУД:

Личностные действия: (самоопределение, смыслообразование)

Регулятивные действия: (целеполагание, планирование, контроль, коррекция, оценка, саморегуляция)

Познавательные действия: (общеучебные, логические, постановка и решение проблемы)

Коммуникативные действия: (планирование учебного сотрудничества, постановка вопросов, управление поведением партнера, умение с достаточной точностью и полнотой выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации)

Ход урока:

Учитель: Дорогие ребята, давайте вспомним определение механического движения!

Ученики: Механическое движение –это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Учитель: Какое слово здесь самое главное?

Ученики: Относительно.

Учитель: Давайте мысленно перенесемся с вами на перрон железнодорожного вокзала. (Показ видео фрагмента фильма «Что такое теория относительности?»)

(https://www.youtube.com/watch?v=f8028wgbI2Q&t=1163s)

Рассмотрим три ситуации (для ответа разделимся на три группы как сидим 1,2,3, колонки)

В вагоне поезда, движущегося мимо вокзала, сидят два пассажира п.А и п.В.

Вопрос:

Что скажет п.В про движение п.А. Его ответ начинается так: «Относительно меня п.А…» (покоится v=0)

На встречу первому поезду движется второй со скоростью v, в вагоне которого сидит п.С.

Что скажет п.С про движение п.А. Его ответ начинается так: «Относительно меня п.А…» (движется со скоростью 2v).

На перроне около здания вокзала стоит п.Д(дачник).

Что скажет п.Д про движение п.А. Его ответ начинается так: «Относительно меня п.А…» (движется со скоростью v)

Учитель: «С какой же на самом деле скоростью движется п.А?»

Ученик: п.А имеет все три скорости одновременно, но относительно разных систем отсчета.

Учитель: «Ребята нам сегодня предстоит вместе разобраться в этом непростом вопросе!»

А чтобы вам было проще, попробуем решать задачи на движение, сначала без формул на уровне интуиции.

Открываем задачник под редакцией А.П. Рымкевича.

1. Задача №30.

На рисунке 11 помещен кадр из диафильма по сказке Г.-Х. Андерсана «Дюймовочка». Объяснить физическую несостоятельность текста под кадром.

Лист кувшинки поплыл по течению. Течение было сильное и жаба никак не могла догнать Дюймовочку.

Учитель предлагает учащимся обсудить в парах данный вопрос и рассказать решение.

В результате должен появиться ответ, который необходимо записать в тетради, сформулировав в виде правила.

1) Если два тела движутся в одну сторону, то надо убрать то, что у них общее, в данном случае течение реки. В результате лист кувшинки и жаба окажутся на песке, но лист будет иметь скорость равную нулю, а жаба будет ползти по песку со своей скоростью.

Вот теперь при решении задач мы с вами, ребята, должны выступить в роли режиссера и действующим лицам правильно раздать роли, которых три: «Т»- тело; «П»- подвижная система отсчета; «Н»-неподвижная система отсчета. («Т»-жаба, «П»- кувшинка и течение, «Н»- берег). Начинаем решать задачу, выбирая «Т». Подсказка: «Про кого спрашиваем, тот и тело». В данной задаче мы рассматривали скорость «Т» относительно «П» системы отсчета.

2.Рассмотрим второй случай, когда два поезда по параллельным железнодорожным путям движутся навстречу друг другу.

Задача: Определить скорость пассажирского поезда относительно товарного поезда.

Раздаем роли. Спрашиваем про пассажирский поезд, значит он «Т», тогда товарный «П», а перрон «Н».

Решение. 2) Остановить подвижную систему отсчета, ее скорость отдать телу, мысленно сесть в подвижную систему отсчета и посмотреть на тело (увидеть куда оно движется, вдоль оси Х или против).

Закрепим, полученный результат в процессе решения задач.

Задачник под редакцией Рымкевича А.П., задача №39.

Рыболов, двигаясь на лодке против течения реки, уронил удочку. Через 1 мин он заметил потерю и сразу же повернул обратно. Через какой промежуток времени после потери он догонит удочку? Скорость течения реки и скорость лодки относительно воды постоянны. На каком расстоянии от места потери он догонит удочку, если скорость течения воды равна 2 м/с.

Традиционное решение:

Изобразим схему, предложенную в условии задачи, на чертеже.Поскольку удочка покоится относительно системы отсчета, связанной с рекой, рыболову потребуется такое же время, т. е. 1 мин, чтобы догнать ее. Пусть в точке A она утеряна, в точке B была обнаружена потеря, а в точке C он догнал ее. Обозначим скорости: vт - течения, vл - лодки. Тогда расстояние s1 от A до B равно:

s1 = (vл − vт)t

Расстояние от B до C:

s2 = (vл + vт)t

Длина отрезка пути от A до C:

s = s2 − s1

Решим совместно полученные уравнения.s1 = (vл − vт)t
s2 = (vл + vт)t
s = s2 − s1Имеем, s = (vт + vл)t − (vл − vт)t = 2vтt = 2 · 2 м/с · 60 с = 240 м

Решаем на уровне интуиции:

Рыболов «Т», река и удочка «П», берег «Н». Уберем у рыболова и течения то, что у них общее, т.е. скорость течения. В результате и удочка и рыболов оказались на песке. Скорость удочки равна нулю, а рыболов на веслах «гребет»

по песку 60 с. в одну сторону и, обнаружив потерю, 60 с. обратно. Значит снова встреча рыболова с удочкой будет через 120с.(убрав течение , мы перешли в подвижную систему отчета.) Ну теперь осталось вернуть скорость течения 2м/с и умножив ее на время 120с, определить расстояние. Ответ 240м.

Рефлексия.

Решение.

1 способ (традиционный):

Задача №38.

Легковой автомобиль движется со скоростью 20 м/с за грузовым, скорость которого 16,5 м/с. В момент начала обгона водитель легкового автомобиля увидел встречный междугородный автобус, движущийся со скоростью 25 м/с. При каком наименьшем расстоянии до автобуса можно начинать обгон, если в начале обгона легковая машина была в 15 м от грузовой, а к концу обгона она должна быть впереди грузовой на 20 м

Введем обозначения скоростей: vл − легкового автомобиля, vг − грузового, vа − автобуса. Изобразим данную ситуацию на рисунке.
Расстояние обгона несложно вычислить, сложив данные из условия:

s0 = s1 + s2 = 15 м + 20 м = 35 м

Время обгона t0 легко найти, разделив полученное значение s0 на скорость легковой машины относительно грузовика:

t0 = s0/(vл − vг) = 35 м/(20 м/с − 16,5 м/с) = 10 с

Чтобы столкновение не произошло, за это время легковушка и автобус не должны встретиться. А для этого, в свою очередь, расстояние между ними в начале обгона должно быть не меньше

smin = t0 · (vл + vа) = 450 м

2 способ (на уровне интуиции)

Сделаем рисунок к задаче, расставив все тела на дороге. Раздадим роли: легковушка «Т», грузовик «П», дорога «Н». Переходим в «П» систему отсчета, связанную с грузовиком и убираем то, что общее у «Т» и «П»(скорость грузовика 16,5 м/с). Грузовик стоит, а легковушка обгоняет его со скоростью 3,5м/с, проезжая расстояние 15м до и 20м после грузовика. Делим 35м на 3,5м/с и получаем время обгона 10с. Возвращаемся в систему отсчета, связанную с дорогой, где легковушка и автобус движутся со скоростями 20м/с и 25м/с. За 10с обгона легковушка проедет 200м, а автобус 250м. Значит расстояние между ними на момент обгона должно быть 450м.

Рассмотрим строгий вывод классического закона сложения скоростей Г.Галилея.

«Т»-тело

«П»-подвижная система отсчета

«Н»-неподвижная система отсчета

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета есть векторная сумма скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.

Работа в парах.

Цель: проверить на практике закон сложения перемещений и подтвердить правильность, выведенной формулы.

Оборудование: три линейки, пробирка, лист картона размером 240 х 340 мм, лист бумаги размером 170 х 200 мм, гайка на нити длиной 350 мм с петлей на конце, кнопка канцелярская.

На картон кладут лист бумаги, на бумагу три линейки и пробирку с гайкой на дне. Свободный конец нити, привязанной к гайке, закрепляют на картоне так, чтобы нить у отверстия пробирки образовала прямой угол. Отмечают начальные положения гайки и дна пробирки относительно листа бумаги.

Перемещают пробирку поступательно между двух линеек и наблюдают за движением гайки. Отмечают несколько положений гайки в процессе движения, а также конечное положение гайки и дна пробирки относительно листа бумаги.

Строят на этом же листе бумаги векторы перемещения

Гайки «Т» относительно пробирки «П»;

Пробирки «П» относительно листа бумаги «Н»;

Гайки «Т» относительно листа бумаги «Н».

Возвращают пробирку и гайку в начальное положение, и снова перемещают поступательно пробирку вдоль линейки. Наблюдают за движением гайки относительно пробирки и листа бумаги и убеждаются, что ее перемещение складывается геометрически.

3. Творческое задание. 

Начертить траекторию движения капель дождя относительно движущегося автомобиля.

Р.32 Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость ветра 4 м/с. Какова скорость ветра в системе отсчета, связанной с велосипедистом, при: а) встречном ветре; б) попутном ветре

Р.35 Два поезда движутся навстречу друг другу со скоростями 72 и 54 км/ч. Пассажир, находящийся в первом поезде, замечает, что второй поезд проходит мимо него в течение 14 с. Какова длина второго поезда.

Домашнее задание.

Выучить конспект в тетради. Решить задачу (двумя способами).

Проплывая под мостом против течения реки, гребец потерял шляпу. Обнаружив пропажу через 10 минут, гребец повернул обратно и подобрал шляпу на расстоянии 1 км. ниже моста. Определить скорость течения.

Используемая литература:

Физика. 9 класс : учебник / А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. - М.: Дрофа 2021 г.

Мустафаев, Рамиз Алиевич. Физика в помощь поступающим в вузы / Р. А. Мустафаев, В. Г. Кривцов. - Москва: Высшая школа, 1989

Рымкевич, А.П. Задачник. Физика 10-11 классы. Автор: Рымкевич, А.П. Год: 2023 Издание: Дрофа

Электронный источник: https://www.youtube.com/watch?v=f8028wgbI2Q&t=1163s)