Технологическая карта урока по физике в 10 классе по теме «Основное уравнение МКТ»
Пояснительная записка к презентации
Технологическая карта урока по физике в 10 классе по теме «Основное уравнение МКТ».
|
Тема |
«Основное уравнение молекулярно - кинетической теории». |
||||
|
Номер урока (год/тема) |
79/11 |
||||
|
Тип урока: |
комбинированный |
||||
|
Цель |
расширение представлений обучающихся о взаимосвязи микро- и макропараметров идеального газа посредством введения основного уравнения МКТ идеального газа. |
||||
|
Задачи |
Образовательные: 1. вспомнить основные положения МКТ; 2.используя демонстрационный и модельный эксперимент понять, от чего зависит давление газа; 3.опираясь на результаты демонстрационного и модельного эксперимента, теорию размерностей физических величин вывести основное уравнение МКТ. Развивающие:
1.продолжить развитие познавательного интереса обучающихся к предмету через постановку модельного и демонстрационного эксперимента; 2.высказывая свое мнение и обсуждая данную проблему развивать у обучающихся умение говорить, анализировать, делать выводы. Воспитательные: 1.в ходе урока содействовать воспитанию у обучающихся уверенности в познаваемости окружающего мира; 2.обсуждая вопросы и задачи, решая предложенную проблемную ситуацию, воспитывать коммуникативную культуру школьников. |
||||
|
Планируемый результат. Метапредметные результаты. 1.сформированность познавательных интересов, направленных на развитие представлений о МКТ идеального газа; 2.умение работать с источниками информации, включая эксперимент; 3.умение преобразовывать информацию из одной формы в другую. Предметные результаты. 1.правильное понимание того, как устроены газы и от чего зависит давление газов. 2.Знать основное уравнение молекулярно-кинетической теории. 3.применение новых знаний в новой ситуации. |
УУД Личностные. Формируются ответственное отношение к учению и коммуникативная компетентность в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности. Познавательные. Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят анализ и преобразование информации. Регулятивные. Учатся определять цель своей деятельности, на основе соотнесения того, что уже усвоено, и того, что еще неизвестно, оценивать и корректировать полученный результат. Коммуникативные. Формируются речевые умения: учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания, обмениваться знаниями. |
||||
|
Основные понятия темы |
Среднее значение квадрата скорости молекул, давление, температура, концентрация, идеальный газ. |
||||
|
Организация пространства |
|||||
|
Основные виды учебной деятельности обучающихся. |
Основные технологии. |
Основные методы. |
Формы работы. |
Ресурсы. Оборудование. |
|
|
1. Моделируют процесс и делают выводы. 2.Самостоятельно выводят основное уравнение МКТ. 3.Наблюдают и объясняют демонстрационный эксперимент. 4. Отвечают на вопросы и решают задачи. |
Технология: проблемного обучения и сотрудничества. Изучение нового материала на основе демонстрационного и модельного эксперимента. |
1.словесные; 2.наглядные; 3.практические. |
Индивидуальная, общеклассная, групповая. |
Физическое оборудование: Два штатива, наклонный желоб, металлические шарики различного диаметра, кювета с песком, металлическая пластина, подвешенная на горизонтальный стержень. Ресурсы: мультимедийный проектор, презентация. |
|
Структура и ход урока.
|
№ |
Этап урока |
Задачи этапа |
Деятельность учителя |
Деятельность ученика |
УУД |
Время |
|
Мотивационно – ориентировочный компонент |
||||||
|
1. |
Организационный этап |
Психологическая подготовка к общению |
Обеспечивает благоприятный настрой. |
Настраиваются на работу. |
Личностные |
1 мин. |
|
2. |
Этап мотивации и актуализации (определение темы урока и совместной цели деятельности). |
Обеспечить деятельность по актуализации знаний и определению целей урока. |
Предлагает ответить на вопросы «Блиц – опроса», обсудить высказывание Р. Фейнмана и назвать тему урока, определить цель. |
Пытаются ответить. Определяют тему урока и цель. |
Личностные, познавательные, регулятивные |
10 мин. |
|
Операционно – исполнительный компонент |
||||||
|
3. |
Изучение нового материала. |
Способствовать деятельности обучающихся по самостоятельному изучению материала. |
Предлагает придумать и провести демонстрационный и модельный эксперимента для решения проблемы. Совместно с учащимися, опираясь на теорию размерностей физических величин, выводит основное уравнение МКТ. |
Изучение нового материала на основе демонстрационного и модельного эксперимента. |
Личностные, познавательные, регулятивные |
20 мин. |
|
Рефлексивно – оценочный компонент |
||||||
|
4. |
Контроль и самопроверка знаний. |
Выявить качество усвоения материала. |
Предлагает решить задачи. |
Решают. Отвечают. Обсуждают. |
Личностные, познавательные, регулятивные |
10 мин. |
|
5. |
Подведение итогов, рефлексия. |
Формируется адекватная самооценка личности, своих возможностей и способностей, достоинств и ограничений. |
«Пора делать выводы». Предлагает ответить на вопросы. |
Отвечают. |
Личностные, познавательные, регулятивные |
3 мин. |
|
6. |
Подача домашнего задания. |
Закрепление изученного материала. |
Запись на доске. |
Записывают в дневник. |
Личностные |
1 мин. |
Содержание урока.
презентация к уроку
PPTX / 604.67 Кб
Здравствуйте дети, рада встречи с вами! Я приглашаю вас к совместной творческой работе на уроке. Мне хочется, чтобы между нами было взаимопонимание и открытость, поэтому не надо бояться ошибок и молчать. Будем общаться!
Вспомним основные положения МКТ.
«Блиц-опрос». Слайд№1-2
1. Назовите макропараметры идеального газа. (Давление, объем, температура, масса).
2. Какие микропараметры идеального газа вы знаете? (Масса молекулы, скорость молекулы, кинетическая энергия).
3. Что доказывает, что молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. (Диффузия, броуновское движение)
4. Что общего и в чем различие между водой и водяным паром. (Молекулы одинаковы, скорость разная)
5.Какой газ можно назвать идеальным? Назовите три условия.
(1. Молекулы – материальные точки; 2. Потенциальной энергией взаимодействия можно пренебречь; 3. Столкновения между молекулами являются абсолютно упругими).
6.Почему газы легче сжать, чем жидкости? (У газов расстояние между молекулами больше, чем у жидкостей).
7. Что такое концентрация молекул? Как вычислить? Единицы измерения? (n=N/V; число частиц в единице объема; м-3).
8. От чего зависит скорость движения молекул? (От температуры).
9. Что такое давление? Единицы измерения? (p - давление; Па)
10. Вещество, которое не имеет формы и занимает весь предоставленный ему объем? (Газ).
О чем сегодня мы будем говорить? Выскажите свои предположения. Обсуждают. Сегодня нам предстоит вывести основное уравнение МКТ, и выяснить от чего будет зависеть давление газа.
Слайд№3.
«…вы думаете, я собираюсь объяснять так, чтобы вы все знали и понимали? Нет, вы не сможете этого понять. Зачем же я хочу докучать вам, зачем вам сидеть и слушать все это… Моя задача – убедить вас не отворачиваться от того чего вы не понимаете». (Отрывок из книги Р. Фейнмана «КЭД – странная теория света и вещества»).
Изучение многих физических явлений начинается с их упрощения, выбора модели. Поэтому предлагаю выбрать вам модель и для нашего случая – изучения молекулярно-кинетических процессов.
Учащиеся предложат принять за модель молекулы кого-нибудь из присутствующих учеников. Тогда действуем по следующему плану. Слайд №4
1. Ставим вопрос.
2. Даем на него ответ в виде гипотезы.
3. Делаем эксперимент с выбранной моделью – моделируем процесс.
4. Проверяем ответ на реальной физической установке.
5. Делаем вывод.
Демонстрационная установка. На одном штативе закреплен наклонный желоб, на другом (расположен напротив первого штатива) горизонтальный стержень с подвешенной к нему металлической пластиной. Внизу второго штатива ставим кювету с песком. Один из учеников должен придумать и провести опыты с установкой.
1. Вопрос. От чего зависит давление газа? Слайд№5
2. Ученики отвечают.
Сделаем предположение, что давление газа зависит от массы молекулы.
3. Моделируем процесс.
Модель №1. Хаотичное движение молекул. Движение группы учеников по классу.
Модель №2. Давление молекул на стенки сосуда. Другая группа учеников закончила свое беспорядочное движение ударом ладоней о дверь класса, изображавшую стенку сосуда. Дверь приоткрылась, что свидетельствовало о давлении на нее.
Модель№3. Несколько учащихся с разной массой начали движение примерно с одинаковой скоростью. По очереди они ударяли ладонями в дверь, дверь открывалась по - разному.
4. Проверяем ответ на реальной физической установке.
Ученик – экспериментатор опускает с одинаковой высоты шарики разной массы. Ударяясь о пластину, они отклоняют ее на разные углы.
5. Делаем вывод.
Давление идеального газа связано с тем, что молекулы газа беспорядочно движутся, сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. Учащиеся записывают вывод: p зависит от m0.
1. Вопрос. От чего еще зависит давление газа?
2. Ученики отвечают.
Сделаем предположение, что давление газа зависит от числа молекул в единице объема.
3. Моделируем процесс.
Модель №4. Группа учеников из 2 человек и группа из 5 двигаются с одинаковой скоростью и ударяют в дверь. Результирующее действие в первом случае было слабее, чем во втором.
4. Проверяем ответ на реальной физической установке.
Ученик – экспериментатор опускает с одинаковой высоты сначала один шарик, потом несколько. В первом случае пластина отклонилась - слегка, а во втором - сильнее.
5. Делаем вывод.
Учащиеся записывают вывод: p зависит от n.
1. Вопрос. Какие еще есть идеи?
2. Ученики отвечают.
Сделаем предположение, что давление газа зависит от скорости движения молекул.
3. Моделируем процесс.
Модель №5. Два ученика одного роста и примерно одной массы двигаются по определенной траектории и ударяют в дверь. Первый ученик двигается медленно, а другой быстро. Результирующее действие в первом случае было слабее, чем во втором.
4. Проверяем ответ на реальной физической установке.
Ученик – экспериментатор опускает с разной высоты шарик. В первом случае, когда высота была маленькая, пластина отклонилась - слегка, а во втором - сильнее.
5. Делаем вывод.
Учащиеся записывают вывод: p зависит от v.
С точки зрения математики, запись может иметь вид p = km0anbvc ,
где k - константа, a, b, c – показатели степени, т.к. на данный момент мы не знаем вид строгой зависимости между исследуемыми величинами.
Сделаем анализ размерностей величин в уравнении.
[p] =Па=Н/м2 = кг*м/с2м2=кг1*м-1*с-2
[m0a]= кгa
[nb]= м-3в
[vc]= (м/с)с = мс * с-с
Подставим все это в уравнение, получим: кг1*м-1*с-2= кгa * м-3в *мс * с-с
Сравним показатели степеней в обеих частях уравнения. Вывод: а=1, в=1, с=2. Следовательно, уравнение примет вид p = km0nv2
Вспомним, что скорости молекул различны, поэтому взяли среднее значение квадрата скорости. Если предположить, что свои рассуждения мы проводили относительно одного из трех возможных направлений движений молекул в пространстве, то K= 1/3. Окончательно имеем вид уравнения: p = 1/3m0nv2. Это и есть основное уравнение МКТ, которое связывает макропараметры и микропараметры идеального газа. Мы его вывели, опираясь на эксперимент, свои рассуждения и теорию размерностей физических величин. А главным инструментом физических исследований стал язык математики. (Слайд№6)
Великий ученый Галилео Галилей писал: «Глубокая философия скрыта в великой книге – Вселенной, всегда открытой нашему пытливому взору. Но прочесть эту книгу можно, лишь научившись разбираться в ее языке, научившись читать буквы, из которых она состоит. А написана она языком математики и ее буквы – это треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без знания которых люди не смогут понимать в ней ни одного слова, и собьются с пути познания, словно в темном лабиринте». (Слайд№7)
Проверь себя! (Слайд№8)
Задачи.
1. При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения его молекул уменьшилась в 4 раза. Во сколько раз уменьшилось при этом давление газа?
2. При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. Во сколько раз изменилось при этом давление газа?
3. При постоянном давлении концентрации молекул идеального газа увеличилась в 5 раз, а масса его не изменилась. Во сколько раз изменилась при этом средняя квадратичная скорость молекул газа?
4. Давление 100 кПа создается молекулами газа массой 3*10-26 кг при концентрации 1025 м-3. Чему равна средняя квадратичная скорость движения молекул?
Подведем итог нашей работы на уроке. (Слайд№9)
Учитель предлагает ответить на вопросы анкеты «Пора делать выводы».
Учащиеся. Пора делать выводы.
+Я сам___________________________________________________________
? Самым трудным было___________________________________________
! Есть предложение__________________________
