Урок на тему «Экспериментальная проверка второго закона Ньютона» (9 класс)
Урок. Экспериментальная проверка II закона Ньютона.
Цель урока: экспериментально проверить справедливость II закона Ньютона.
Образовательные:
выделить значение приборов экспериментального исследования;
учащиеся должны усвоить экспериментальный метод исследования.
Развивающие: по ходу урока учащиеся должны овладеть следующими видами деятельности:
выявить вид зависимости между ускорением и силой, ускорением и массой на эмпирическом уровне сознания;
достичь того, чтобы:
учащиеся сами составили разработку метода исследования;
составили программу эксперимента;
выбрали способ регистрации экспериментальных данных;
провели обработку данных;
подбор необходимых приборов.
Воспитательная цель:
Показать что, то представление о II законе Ньютона, которое возникает в сознании ученика в результате исследования, соответствует действительности, т.е. является отображением объективно существующего мира.
Показать (убедить), что опыт – критерий истинности знаний.
Оборудование: скамья, ограничитель, транспортир, опто электрический датчик, тележка, грузы для тележки, платформа стартового устройства, 2 резины, измерительный блок L-микро, блок питания.
Ход урока:
Организационный момент (1-2 минут)
Тема урока. Постановка познавательной задачи урока (3 минуты)
Ознакомление с приборами экспериментальной установки (1 минута)
Активизация мыслительной деятельности для составления (разработки) программы экспериментального метода решения ПЗ (5-7 минут)
Составление программы эксперимента №1 (5 минут)
Проведение эксперимента (2 минуты)
Обработка данных (3 минуты), Вывод.
Разработка метода исследования (по учебной карте №1) №2 (5 минут)
Составление программы эксперимента №2 (4 минуты)
Проведение эксперимента №2 (3 минут)
Обработка данных. Вывод (5 минут)
Итог. Домашнее задание
Мы сегодня должны экспериментально проверить справедливость II закона Ньютона.
В чем заключается II закон ньютона? (О чем говорит II закон Ньютона?)
Перед вами я сегодня ставлю 2 экспериментальные задачи:
Экспериментально установить зависимость a=f(F), если масса остается постоянной;
Экспериментально установить зависимость a=f(m), если сила остается постоянной;
III. Перед вами приборы экспериментальной установки:
Скамья для изучения механического движения.
Ограничитель.
Транспортир.
Оптоэлектрический датчик.
Тележка с флажками, притом расстояние между флажками у нас будет пройденным путем и равен 5 см.
Грузы для тележек (по 120 г., т.е. равны массе тележки).
2 резины (одинаковые).
Платформа стартового устройства.
Измерительный блок L-микро.
Блок питания.
IV. Как решить познавательные задачи? У кого какие предложения? Нам надо обязательно разработать метод исследования и отсюда составить программу эксперимента.
Для этого я предлагаю вам ответить последовательно на вопросы учебной карты №1:
Какое физическое явление необходимо воспроизвести?
Какую величину необходимо измерять?
Какие величины необходимо измерять?
Каким способом будем воспроизводить явление?
Каким способом можно изменять… (величину)?
Каким способом можно изменять… и… (величины)?
Каким способом будем обрабатывать данные?
V. Ориентируясь по учебной карте составить программу 1-го эксперимента.
Установить зависимость a от F. Действуя 1 резиной определить время прохождения тележкой пути S=5 см.
Вычислить по формуле a1.
Действуя 2 резинами измерить t2 для пути S=5 см.
Вычислить по формуле a2.
Составить таблицу. Занести данные.
|
№ |
S |
F |
t |
a |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Построить график зависимости a от F.
Сделать вывод.
VI. Проведение эксперимента. По собранной Э.У. запускаем тележку, действуя одной резиной. Компьютерный измерительный блок измерить время прохождения тележкой расстояние S=5 см.
С помощью 3 резин измеряем то же самое.
VII. Обработка данных. Прямое измерение производим времени и пути. Ускорения a1 и a2 – косвенное измерение, т.е. вычисляем. Построим график. Делаем вывод.
VIII. Для того, чтобы разработать программу эксперимента и решить познавательную задачу №2: экспериментально установить зависимость a=f(m), если сила остается постоянной.
Для этого я опять предлагаю вам последовательно ответить на вопросы учебной карты №1.
IX. Составить программу эксперимента №2
Примерно:
Запуская тележку массой 120 г., измерить (определить) время прохождения тележкой пути S=5 см. (м. запускать 3 раза).
Вычислить по формуле a1ср=2S/t1ср^2
Увеличивая массу в 2 раза (240 г.), определим время пути S=5 см (запустим 3 раза)
Вычислим ускорение a2ср=2S/t2ср^2
Увеличим массу 3 раза (360 г.), измерим (определим) время на пути S=5 см. (измерить 3 раза, найти среднее значение).
Вычислить ускорение a3ср=2S/t3ср^2
Составим таблицу, занесем данные.
|
№ |
S |
m |
t1 |
t2 |
t3 |
tср |
аср |
|
1 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
Построим график.
Сделаем вывод.
X. Проведем эксперимент №2: (прямое измерение S=5 см, t – компьютерный измерительный блок)
1. Запуская тележку с массой 120 г., измерим время прохождения расстояния между флажками (3 раза).
2. Увеличим массу 2 раза, измерим время (3 раза)
3. Увеличим массу 3 раза, измерим время (3 раза)
XI. Обработка данных.
Косвенное измерение a1ср, a2ср, a3ср. Сделать таблицу (заполнить)
Построить график. Сделать вывод.
XII. Домашнее задание §2.6, письменно ответить на вопрос.
Любое научное знание, после того как оно установлено, должно пройти проверку. И если открытые Ньютоном законы по праву считаются незыблемым фундаментом механики, то это связано с тем, что во всей многовековой практической деятельности людей не было и нет фактов, которые бы противоречили этим законам.
Законы динамики лежат в основе теории работ машин и механизмов, в основе теории расчетов строительных конструкций, на них основан принцип реактивного движения и многое другое.
По данному уроку я хочу сделать два следующих вывода:
Источником возникновения и развития научных знаний является практика научных наблюдений и эксперимента, обобщением результатов которых и являются физические законы и идеи;
Правильность любого научного положения доказывается практической деятельностью, экспериментом, которые являются критерием истинности, что человек в состоянии познать мир таким, какой он есть на самом деле.
Таков путь обоснования вывода о роли практики в познании.
