Обобщающий урок по теме «Механика»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКА САХА (ЯКУТИЯ) «АРКТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ НАРОДОВ СЕВЕРА»

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

для преподавателей СПО

 

 

Обобщающий урок по теме:

«МЕХАНИКА»

 

Дисциплина «Физика»

 

 

Автор: преподаватель высшей квалификационной категории Государственного бюджетного образовательного учреждения Республики Саха (Якутия) «Арктический колледж народов Севера»

Рычкова Любовь Анатольевна

 

 

 

 

 

 

 

Нижнеколымский район, п. Черский, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3

Методика проведения урока………………………………………………4

Технологическая карта занятия…………………………………………..5

Содержание и ход занятия……………………………………………….8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………...18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

«Механика» является важнейшим разделом физики. Механика выступает базисом для всех областей технических наук.

На сегодняшний день механика подразделяется на три вида:

- классическая;

- релятивистская;

- квантовая.

Основные разделы механики:

- кинематика;

- статика;

- динамика.

Знания, полученные студентами в процессе изучения темы «Механика» направлены на приобретение навыков и умение постановки и решения многих физических, инженерных и технических задач, которые встречаются в их практической деятельности. Для успешного усвоения информации по данной теме, студентам необходима хорошая подготовка по физике, математике и истории. Следует отметить, что без знаний механики, студентам будет проблематично освоить сопряженные с физикой дисциплины.

На сегодняшний день учеными создаются все более сложные приборы, технические оборудования, тем самым возникает сложность в изучении инструкции, а также решением нестандартных задач. Поэтому у студентов необходимо развивать творческое мышление, характеризуемое самостоятельностью решения сложных и нестандартных познавательных и практических задач.

Самостоятельная работа студентов является основополагающим фактором в преподавании дисциплины. Важными задачами, ставящими перед преподавателем, является:

- обучить студентов вычленять главное и второстепенное;

- научить студентов делать синтезирующие выводы, обобщения и главные выводы;

- научить применять теоретические основы к практическим задачам.

Методологической основой преподавания дисциплины являются диалектический метод познания наряду с системным подходом, общенаучные методы: дедукция и индукция, анализ и синтез, исторический и логический, а также частные научные методы исследования: экспериментальный, сравнительно-правовой, формально-логический, системно-структурный, логико-юридический, социологический и статистический.

Студенты выполняют практические задания.

Работа над поставленными задачами проявляет студентов, самостоятельность решения проблем, возникающих в ходе выполнения задания, дает навыки и умения решать эти проблемы. Преподаватель, задавая проблемные вопросы, заставляет студентов мыслить практически. В результате работы с практическими задачами, студенты делают выводы по пройденной теме.

1. Методика проведение урока

Построение занятия напрямую связано с его целями. На практике студентам необходимо научиться решать проблемные вопросы, ситуационные задачи самостоятельно.

Цели занятия:

- увлечь дисциплиной;

- привить интерес задачами;

- научить решать задачи, возникающие в практической деятельности студентов.

Следует отметить, что наиболее важными задачами, стоящими перед преподавателем является формирование мировоззрения у студентов и воспитательное воздействие на них. Для достижения данных целей преподавателю необходимо руководствоваться знаниями студентов, а также использовать все необходимые средства общениями с ними. Для привлечения внимания студентов, к самостоятельному решению задач следует использовать четыре стадии познавательного процесса, такие как:

- постановка задачи;

- доказательство – дискуссия;

- анализ полученных выводов;

- нахождении причинно-следственной связи между вновь полученными результатами и раннее установленными выводами.

Изложение новой задачи следует начинать с ее постановки. Формулировка задачи является недостаточной. Как говорил Аристотель, «познание начинается с удивления». Нельзя не согласиться с высказыванием ученого, действительно, необходимо с самого начала привлечь студента к новой задаче, заинтересовать его. После данного этапа следует переходить к ее решению.

Очень важно, чтобы постановка задачи была хорошо понятна студентам. Им должна быть совершенно ясна необходимость исследования новой проблемы и обоснованность ее постановки. При постановке новой проблемы необходима строгость изложения.

Однако надо учитывать, что многие вопросы и методы решения не всегда понятны студентам и могут показаться формальными, если не дать специальных пояснений. Поэтому каждый преподаватель должен так излагать материал, чтобы постепенно подвести студентов к восприятию всех тонкостей строгой формулировки, к пониманию тех идей, которые делают совершенно естественным выбор определенного метода решения сформулированной задачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая карта

Тема урока: «Обобщение пройденного курса по Физике на тему «Механика»».

Цели занятия:

Методическая:

- направлена на обобщение пройденного материала по дисциплине «Физика» на тему «Механика».

Образовательная:

- обобщить и повысить уровень знаний у студентов по теме «Механика»;

- использовать полученные знания при решении качественных, расчетных и экспериментальных задач.

Развивающая:

- развитие у студентов аналитических, конструктивных и проектировочных умений.

Воспитательная:

- воспитание профессионально значимых качеств: творчество, точность, применение различных методов, а также самостоятельность.

Формирование общих и профессиональных навыков:

- применение знаний для решения учебно – познавательных проблем;

- проведение анализа полученной информации по теме «Механика»;

- организация собственной деятельности, выбор типовых методов и способов решения задач, оценка их качества;

- работа студентов в группе.

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Форма занятия: смешанная (комбинированная).

Межпредметные связи: математика, география, история.

Оборудование и оснащение: мультимедийная установка, экран, презентация, раздаточный материала, ПК по числу студентов.

Методы обучения: словесный, наглядный, практическая работа, репродуктивный, частично-поисковый.

Педагогические технологии, применяемые на уроке:

- информационно-коммуникационные;

- личностоно-ориентированные;

Время проведения – 90 мин.

 

 

 

 

 

4.Содержание и ход занятия

1. Организационный момент

Подготовка экрана и проектора к проведению занятия, отметка преподавателем отсутствующих студентов, озвучивание темы и целей занятия, мотивация предстоящей работы.

2. Вступительная часть:

Механика как раздел физики сформировался достаточно давно. В древней Греции многие ученые посвящали свои труды изучении материи.

Начало изучению механики положил Архимед. Его труды были направлены на изучение и создание приборов, в том числе предназначенных для военной структуры.

Крупный вклад в развитие механики внесли русские ученые: П.Л. Чебешев (1821-1894) – положил начало всемирно известной русской школе теории механизмов и машин. С.А. Чаплыгин (1869-1942) разработал ряд вопросов аэродинамики, имеющих огромное значение для современной скорости авиации.

В переводе с древнегреческого языка механика означает искусство построения машин. Под механикой следует понимать раздел физики, изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними. Следует отметить, что движение в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

Методы механики используются для изучения различных процессов возникающих в природе (например, изучение движения небесных тел или колебания земной коры). Механика выступает главной основой для всех областей техники.

3. Повторение материала

Науку механику в зависимости от свойств пространства, времени и материи, на которых основывается каждая механическая теория, подразделяют на следующие виды:

- классическую (раздел физической науки, основанный на открытиях Ньютона и Галилея);

- релятивистскую (раздел физической науки, который описывает процессы механического движения, происходящие при скоростях, сопоставимых со скоростью света);

- квантовую (наука о физических явлениях и процессах, действия которых можно сравнить с постоянной Планка).

В механике выделяют следующие основные разделы:

- кинематику (науку, которая описывает количественные характеристики движения: время, расстояние, скорость);

- статику (науку о телах, находящихся в равновесии при воздействии на них внешних сил);

- динамику (науку о движении тел при воздействии на них внешних сил).

Механика изучает движения материальных тел, при этом все материальные объекты делятся на 3 вида:

- Материальная точка (это материальное тело, чьи размеры можно не учитывать). 

- Твердое тело (тело, в котором расстояние между любыми его точками неизменно).

- Сплошная среда (газ, жидкость и другие вещества, подверженные деформации).

По предмету изучения механику подразделяют на:

- теоретическую (наука об общих законах движения, которая изучает и описывает движение материальных точек и твердых тел);

- механику сплошных сред (наука, которая изучает движение тел, непрерывно заполняющих пространство и представляющих собой сплошную среду);

- прикладную (наука, которая описывает принцип работы технических механизмов).

Повторим основные формулы механики.

Кинематика:

Скорость и ускорение:

 

Равномерное движение: ν = const

 

Равнопеременное движение: 

 

 

 

 

Криволинейное движение:

 

 

 Вращательное движение:

 

 

 

 

Динамика и статика

Первый закон Ньютона:

При ∑ F = 0 => v = const

Второй закон Ньютона:

 

Третий закон Ньютона:

 

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.
ma=ma0+Fинерц ,где а- ускорение в неинерциальной а0- в инерциальной системе отчета.

Скорость центра масс:

 

 

 

Закон всемирного тяготения:

 

 

 

Вес тела:

 

 

 

Сила трения:

 

Закон Гука:

Закон Гука: σ = Eε, где Е- модуль Юнга.

 

 

Д инамика и статика вращательного движения:

 

 

 

 

 

 

Условие равновесия тел  ∑ M = 0

Закон сохранения импульса:

 

 

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность:

 

 

 

 

 

 

Закон сохранения энергии:

 

4. Решение качественных и расчетных задач

 

Все, Вы, изучали географию. Давайте вспомним из каких населенных пунктов состоит Нижнеколымский улус? ( пгт. Черский, с. Андрюшкино, с. Походск, с. Колымское).

Задача 1. На снегоходе необходимо доставить почту по маршруту пгт. Черский – с. Андрюшкино – с. Колымское – с. Походск – пгт. Черский. Скорость снегохода 50 км/ч.

За какое время будет доставлена почта?

Задача 2. Половину пути по маршруту Якутск – Зеленый мыл гражданин плыл на пароходе со скоростью 110 км/ч. Далее половину оставшегося пути он плыл на лодке со скоростью 60 км/ч, а затем до конца пути он шел пешком со скоростью 5 км/ч. Общий путь составляет 2556 км.

Определите время гражданина А. на всем пути.

Задача 4. Самолет Ан-24 летит рейсом Якутск – Черский со скоростью 460 км/ч. Грузоподъемность самолета 5 т. Заправка и обслуживание самолета занимает 2 часа. Грузовик, выполняя тот же рейс, движется со скоростью 80 км/ч. Заправка и отдых водителя занимает 8 часов. Грузоподъемность грузовика 15 т. Расстояние от Якутска до п. Черский составляет 2556 км.

Какое транспортное средство доставит груз массой 25 тонн быстрее?

В связи с закрытием летной полосы с 01.11.2021 г. по 01.09.2023 г. изменим условие задачи: самолет заменим на вертолет. Скорость вертолета 350 км/ч. Грузоподъемность 2 т. Время заправки 4 ч.

5. Самостоятельная работа

Задача 1. Лыжник массой 65 кг начинает спуск от остановки «Юбилейный», высота которого равна 25 м и после спуска проезжает еще по горизонтальной поверхности до спуска к р. Колыма еще 50 м.

Найти силу сопротивления на горизонтальном участке, если на спуске от остановки «Юбилейный» она была равна нулю.

7. Обобщение пройденного материала по теме «Механика».

8. Рефлексия. Подведение итогов.

9. Домашнее задание: решение задач.

Задача 1. Два контейнера были доставлены пароходом по маршруту Якутск – Черский. Масса каждого контейнера 15 тонн. Кран речного порта «Зеленый мыс» при разгрузке парохода ставит контейнера на гладкую поверхность. Один контейнер ставит плашмя, другой – ребром.

Какой контейнер начнет скользить первым, если они будут разгружены под наклоном в 45 градусов?

Решение: Контейнера начнут скользить одновременно. Ведь оба контейнера давят на поверхность с одинаковой силой, а значит, одинаковы и силы трения, которые приходится им преодолевать. Удельные силы трения, приходящиеся на каждый квадратный сантиметр площади соприкосновения контейнеров с поверхность, конечно, не равны. Но общие силы трения, действующие на контейнеры, равные произведению удельной силы трения на площадь поверхности соприкосновения, будут одинаковы.

Задача 2. Мимо остановки по ул. Ойунского проезжает рейсовый автобус, следующий по маршруту Черский – Зеленый мыс, двигаясь равномерно со скоростью 15 м/с. Через 10 с от остановки ему вдогонку отъезжает легковой автомобиль с ускорением 6 м/с2.

На каком расстоянии от остановки водитель легкового автомобиля догонит рейсовый автобус?

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методика – форма общения педагога с аудиторией студентов. Каждый преподаватель постоянно ищет и испытывает новые способы раскрытия темы, побуждает интерес к ней, способствующий развитию и углублению интереса студентов. Предлагаемая форма проведения занятия позволяет повысить познавательную деятельность, так как студенты на протяжении всего урока самостоятельно получают информацию и закрепляют ее в процессе решения задач. Это заставляет их активно работать на уроке.

Совместное решение задачи позволяет студентам разобраться в изучаемом материале с помощью подсказок.

Некоторые проблемные вопросы, задаваемые преподавателем, приближают обучение на занятии к практическим ситуациям. Это позволяет развивать логическое, инженерное мышление студентов.

Оценка работы каждого студента на занятии также стимулирует его деятельность.

Обобщая вышесказанное, следует отметить, что предложенная форма проведения занятия позволяет дать студентам более углубленные знания по теме «Механика», а также позволяет развить у студентов самостоятельность в поиске решения теоретических и практических задач, встречающихся в их дальнейшей профессии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная и специальная литература

1. Айзенцон А. Е.  Физика: учебник и практикум для вузов / А. Е. Айзенцон. — М.: Издательство Юрайт, 2020. — 335 с.

2. Гулиа Н. В.  Физика. Парадоксальная механика : учебное пособие для среднего профессионального образования / Н. В. Гулиа. — 2-е изд., доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 148с.

3. Курс лекций по физике: учебное пособие / Г.П. Стародубцева; Ставропольский государственный аграрный университет. – Ставрополь, 2020. – 175с.

4. Мусин Ю. Р.  Физика: механика: учебное пособие для среднего профессионального образования / Ю. Р. Мусин. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 262с.

5. Склярова Е. А.  Физика. Механика: учебное пособие для среднего профессионального образования / Е. А. Склярова, С. И. Кузнецов, Е. С. Кулюкина. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 251с.

6. Трофимова, Т.И. Курс физики. Задачи и решения: учеб.пособие для студентов вузов по техн. направлениям и специальностям /Т.И. Трофимова, А.В. Фирсов. – 4-е изд., испр. – М.: Академия, 2011. – 592с.