Расчет равнодействующей силы. 7-й класс

Демонстрационный материал

Цель этапа:

1) Организовать деятельность учащихся по установке тематических рамок (Сила).
2) Создать условия для возникновения у ученика внутренней потребности включения в учебную деятельность.

На доске написан девиз:

“Я слушаю и забываю,
я вижу и запоминаю,
я делаю и понимаю”

Мати Ван Мейтс

Фронтальная форма работы.

– Здравствуйте ребята, рада всех вас видеть. Мы с вами продолжаем изучать интересную тему. Какую? (Силы).

– Почему так важна эта тема? (Потому что мы часто применяем это понятие в повседневной жизни).

– Перечислите, какие силы вы уже знаете. (Сила тяжести, вес тела, сила упругости).

– Это немало! Вы хорошо работали на предыдущих уроках – и вот результат: вы знаете три вида сил, умеете отличать одну от другой. Как вы думаете, вам уже все известно о силе? (Нет).

Обсуждается стихотворение (Д-1 или слайд 1).

– Вы хотите узнать еще что-то интересное о силе? (Хотим).

Цель этапа:

1. Организовать актуализацию изученных способов действий, достаточных для проблемного изложения нового знания (актуализировать знания и умения учащихся по теме “Силы”, зафиксировать формулу для расчета силы тяжести и силы упругости.).
2. Актуализировать мыслительные операции, необходимые для проблемного изложения нового знания.
3. Зафиксировать актуализированные способы действий в речи.
4. Зафиксировать актуализированные способы действий в знаках (эталоны).
5. Организовать обобщение актуализированных способов действий.
6. Мотивировать к выполнению индивидуального задания.
7. Организовать самостоятельное выполнение индивидуального задания на новое знание.
8. Организовать фиксацию индивидуальных затруднений в выполнении учащимися индивидуального задания или в его обосновании

Фронтальная и индивидуальная формы работы.

По ходу повторения учащиеся заполняют строчки таблицы “Сила тяжести, вес тела, сила упругости” на доске и в тетрадях. Строки таблицы помечены цветом (например, цветными магнитами).

– С чего вы начнете работу? (С повторения).

Учитель демонстрирует рисунки с видами сил (Д-2 или слайды 2, 3, 4, 5). Устная фронтальная работа.

– Дайте понятие силы тяжести. К какой точке приложена сила тяжести?

– Дайте понятие веса тела. К какой точке приложен вес тела?

– Дайте понятие силы упругости. К какой точке приложена сила упругости?

– На доске карточки с обозначениями сил и правой частью формул расчета сил, соотнесите их со строками таблицы (Д-3).

– Изобразите графически силы тяжести, силы упругости, веса тела в заданном масштабе.

У доски отвечают 3 человек, остальные выполняют в тетрадях задание: “Изобразите графически силы Fт = 80н, Fу = 40н, P = 100н, М: 1см – 20н”. (Д-4)

После выполнения чертежей на доске, класс проверяет правильность выполнения задания, сигнализируя цветом поднятой карточки (Зеленый верно, красный – не верно).

Решите задачу у себя в тетради. Можно использовать демонстрационный материал (Слайд 6).

Найти силу тяжести и вес чайника m = 3 кг.

Время выполнения задания 1 мин.

Fт = mg = 30н; Р = mg =30н.

Задача решается самостоятельно, ответы проверяются устно или по слайду 6 .

– Чем вы воспользовались при решении задачи? (Формулой расчета силы тяжести и веса тела).

– Вспомните какой прибор служит для определения величины силы:

1. Динамометр (красный цвет).
2. Весы (желтый цвет)
3. Амперметр (зеленый цвет)?

Названия приборов записываются на доске и помечаются цветовым маркером (например, цветным магнитом). Учащиеся показывают цветовой карточкой цвет, соответствующий правильному ответу.

Учитель задает вопросы о том, как работать с динамометром, видах динамометров, как определить какую силу показывает динамометр, в каких единицах измерения и т.п.

– Итак, обобщите, что Вы повторили? (Известные нам силы, их направление и прибор для измерения силы, виды динамометров).

– Какое следующее задание я вам предложу? (Задание с затруднением, пробное задание).

– С какой целью я предложу пробное задание? (Выполняя пробное задание, мы поймем, что мы не знаем, что нового будет сегодня на уроке.)

Человек, масса которого 70 кг, держит на плечах ящик массой 20 кг. С какой силой человек давит на землю?

Время выполнения задания 1 мин.

– У кого нет ответа?

– Что вы не смогли сделать? ( Мы не смогли найти силу , c которой человек давит на землю.)

– У кого есть ответ? (F = 700н)

– Ответ получили неверный. Что вы не смогли сделать? (Мы не смогли правильно найти силу, с которой человек давит на землю).

Если учащиеся решат задачу интуитивно и получат верный ответ, с ними фиксируется затруднение в обосновании верности своего ответа (нет соответствующей формулы)

– Что будете делать дальше? (Нужно остановиться и подумать).

Цель этапа:

1. Организовать соотнесение своих действий с используемыми эталонами (алгоритмом, понятием и т.д.).
2. На этой основе организовать выявление и фиксацию во внешней речи причины затруднения – тех конкретных знаний и умений, которых недостает для решения исходной задачи и задач такого класса или типа вообще. (Выявить отличительное свойство задания, вызвавшего затруднение в учебной деятельности).

Фронтальная форма работы.

– Какое задание вы должны были выполнить? (Надо найти силу, с которой человек давит на землю).

– Чем это задание отличается от предыдущего? (В первой задаче на тело действует одна сила, а во второй – две силы).

– Как вы решали задачу? (С использованием знакомых формул).

– Почему не справились с заданием? (У нас нет формулы для решения задач, если на тело действует несколько сил).

-Если на тело действует несколько сил, то их можно заменить одной, которая оказывает такое же, равное действие, как несколько отдельно взятых сил.

Такая сила называется равнодействующей и обозначается буквой R. (учитель открывает название “равнодействующая в таблице (Д-3) и заполняет столбец обозначение для равнодействующей силы) Прочтите определение в учебнике на стр. 68.

Учащиеся зачитывают определение равнодействующей.

– Как тогда можно переформулировать причину затруднения? (У нас нет формулы для расчета равнодействующей силы).

Учитель ставит знак вопроса в таблице (Д-3).

1. Организовать постановку цели урока.
2. Организовать уточнение и согласование темы урока.
3. Организовать подводящий или побуждающий диалог по проблемному введению нового знания.
4. Организовать использование предметных действий с моделями, схемами, формулами, свойствами и пр.
5. Организовать фиксацию нового способа действия в речи.
6. Организовать фиксацию нового способа действия в знаках (с помощью эталона).
7. Соотнесение нового знания с правилом в учебнике (“Эталонах”, справочнике, словаре и т.д.)
8. Организовать фиксацию преодоления затруднения.

– Итак, какова цель вашей дальнейшей деятельности? (Построить формулу для расчета равнодействующей силы.)

– Сформулируйте тему сегодняшнего урока. (“Расчет равнодействующей силы” (Слайд 8)).

Название темы фиксируется на доске.

– Запишите тему в тетрадь.

– Как вы можете достигнуть поставленной цели? (Использовать текст учебника. Использовать проектор и учебный диск. Провести эксперимент.).

– Я предлагаю вам сегодня провести эксперимент и попробовать самим вывести формулы расчета равнодействующей силы.

– Начнем нашу работу с фронтального эксперимента. У вас на столах лежат динамометры и наборы грузов по 1н (Р– 5). Выполняем эксперимент параллельно со мной. (Учитель у доски проводит эксперимент с использованием демонстрационного оборудования).

1.Подвесьте на динамометр 1 груз.

2. Какую силу показывает динамометр? -1н

3. Подвесьте еще один груз.

4. Какую силу показывает динамометр? – 2н

– Как направлены эти силы? ( Силы направлены в одну сторону).

– Как найдем R, если силы направлены в одну сторону? ( R равна сумме сил, т.е.

R = F₁ + F₂₎.

Учитель записывает формулу на доске под диктовку учащегося, учащиеся в тетрадях.

Если F₁ и F₂ направлены в одну сторону, то R = F₁ + F_2.

– Какое направление будет у равнодействующей силы? (В ту же сторону, что и две силы F₁ и F₂).

– Как можно проверить правильность ваших выводов? (по слайду, по учебнику).

– Проверим правильность формулы по слайду (Слайд 9, в случае отсутствия демонстрационной техники правильность полученной формулы сверяется по учебнику).

– По какому плану вы открыли новую формулу? (Провели эксперимент, проанализировали его результат, сформулировали гипотезу, сравнили полученную в результате гипотезы формулу с эталоном (учебником)).

– В данной формуле мы рассмотрели вариант, когда силы направлены в одну строну. А силы могут быть направлены в противоположных направлениях? (Да, например, сила упругости и сила тяжести).

– Как найдем R, если силы направлены в противоположные стороны? (По такому же плану, как и в первом случае). На доску вывешивается план, в соответствии с которым открываются две последующие формулы.( Д-7).

Демонстрационный эксперимент проводит учитель.

К демонстрационному динамометру с круглой шкалой подвесить груз P = 5Н, за привязанную к динамометру нитку тянем вверх с силой 2Н.

– Как направлены силы в этом случае?

– Силы направлены в противоположные стороны.

– Чему равна их равнодействующая по показаниям динамометра? (R = 3H)

– Как ее можно найти без использования динамометра? (R равна разности этих сил).

Учитель записывает формулу на доске под диктовку учащегося, учащиеся в тетрадях.

Если F₁ и F₂ направлены в противоположные стороны, то R = F₁-F₂, если F₁>F₂ и R = F₂-F₁, если F₂>F₁. (Слайд 10 и 11)

– Какое направление будет у равнодействующей силы? (Она направлена ту же сторону, что и большая по величине сила).

– Какой шаг следующий по нашему плану? (Проверить правильность выведенной нами формулы по эталону).

– Может ли R быть равной 0? (Да, если силы равны по величине и противоположны по направлению).

– Проверьте свои предположения на опыте.

Демонстрационный эксперимент проводят ученики у доски (динамометр с круглой шкалой, лабораторный динамометр, набор грузов.)

– Зафиксируйте это знаково.

Если F₁= – F₂, то R = 0 (учащиеся проговаривают формулу).

– Как вы думаете, теперь вы справитесь с пробным заданием? Выполните это задание еще раз.

Учащиеся решают задачу в тетрадях, затем сверяют ответ с подробным образцом на слайде (Слайд 13) или с обратной стороны доски (Д-9).

– Итак, вы справились с возникшим затруднением? (Да. Мы вывели формулы для расчета равнодействующей силы в случаях, если силы направлены в одну сторону и в противоположные стороны и использовали ее для решения задачи).

– Эти формулы можно использовать только для данной задачи? (Нет для всех задач, в которых на тело действует несколько сил, направленных вдоль одной прямой).

Цель этапа:

Организовать усвоение детьми формулы для расчета равнодействующей силы при решении данного класса задач с их проговариванием во внешней речи:

– фронтально;

– в парах или группах.

Организация учебного процесса на этапе 5.

– Обобщите полученные новые знания (учащиеся подводят итоги по заполнению таблицы, еще раз проговаривают полученные формулы).

– Определите модуль равнодействующей силы и графически изобразите ее по рисункам на ваших карточках.

Учитель раздает по одной карточке на парту (Р -3).

Задание по первых двум чертежам выполняется у доски с проговариванием.

Остальные три в парах (причем, одно из них проговаривает первый вариант, второй вариант пишет под диктовку и проверяет, другое проговаривает второй вариант, а первый пишет, последнее обсуждается и записывается вдвоем).

На решение 2-3 минуты. Полученный результат, проверяется по подробному образцу (Д – 10) или по соответствующим слайдам.

Цель этапа:

1) организовать самостоятельное выполнение задания на новый способ действия с взаимопроверкой;

2) организовать самооценку учащимися правильности выполнения задания в сравнении с эталоном и необходимой коррекцией ошибок.

Решить задачу по рисунку (Д-11 или слайд 19), время работы 2 минуты.

Учащиеся решают задачи самостоятельно, а затем выполняют самопроверку по эталону для самопроверки (Д-12 или слайд 20).

– Кто нашел первую силу верно?

– Кто нашел вторую силу верно?

– Кто нашел третью силу верно?

Далее идет обсуждение решения с выявлением причин ошибок.

Цель:

1) Организовать выявление типов заданий, где используется новый способ действия (использование формулы расчета равнодействующей при решении качественных задач и объяснении результатов опыта).

2) Организовать повторение учебного содержания, необходимого для обеспечения содержательной непрерывности (учащиеся вспоминают и повторяют Архимедову силу).

Мы рассмотрели случаи, когда силы направлены вдоль одной прямой.

– А могут ли силы быть направлены в разные стороны?

– Могут.

– Вспомним басню Крылова “Лебедь, рак и щука”.(Д-13 или Слайд 21 – лебедь, рак и щука)

“Однажды Лебедь, Рак да Щука
Везти с поклажей воз взялись,
И вместе трое все в него впряглись.
Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу.
Поклажа бы для них казалась и легка:
Да Лебедь рвется в облака, Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.
Кто виноват из них, кто прав, – судить не нам,
Да только воз и ныне там.”

– Чему равна равнодействующая этих сил? (Нулю, так как воз не движется).

– Как ее найти? Пока вы не можете ответить на данный вопрос, т.к. ваших знаний по физике и по геометрии не хватает. Задачи подобного типа вы будете решать в старших классах. (Слайд 22 – решение задачи).

Но эта задача весьма поучительна для всех нас, “когда в товарищах согласья нет – на лад их дело не пойдет.” Если вы участвуете в совместной деятельности, то, как нужно работать? (Так, чтобы наши усилия были направлены в одну сторону, то есть работать дружно).

– А вот другие известные персонажи как раз поступили правильно, их силы были направлены в одну сторону. (Д-14 или Слайд 23 – сказка “Репка”)

Задача решается устно, проговаривается решение и анализируется результат.

– По данным рисункам проговорите, какие силы действуют на тело и как найти их равнодействующую:

1. Равнодействующая силы тяжести и силы упругости (Д-15 или Слайд 24).

R = Fт – Fу = 0

R = Fу– Fт

2. Равнодействующая при погружении рыбки в воду. ( Д -16 или Слайд 25)

R = Fт – Fа

3. Чему равна равнодействующая при всплытии из воды?

R = Fа – Fт

Цель:

1. Организовать фиксацию нового содержания, изученного на уроке.
2. Организовать фиксацию степени соответствия результатов деятельности и поставленной цели.
3. Организовать вербальную фиксацию шагов по достижению цели.
4. По результатам анализа работы на уроке организовать фиксацию направлений будущей деятельности.
5. Организовать проведение самооценки учениками работы на уроке.
6. Организовать обсуждение и запись домашнего задания.

– Что нового вы узнали сегодня на уроке?

– Какова была цель вашей деятельности?

– Вы достигли своей цели?

– Как вы открывали новое? (Учащиеся ссылаются на план Д-7).

– Как вы поясните девиз урока?

– Зачем нам нужно уметь рассчитывать равнодействующую? (Это пригодится в повседневной жизни. Поняли, что при выполнении совместных дел нужно поступать так, чтобы все усилия были направлены в одну сторону).

На данном этапе можно показать и обсудить с учащимися анимацию со слайда 26 (с сайта www.somit.ru( перенос бревен)).

– Как вы оцениваете свою работу на уроке?

– Поднимите сигнальные карточки с оценкой своей работы, в соответствии со значением цвета карточки, которая указана в тексте (Р-4). Что вам поможет оценить свою работу на уроке? (Личная карточка рефлексии, которую мы заполняли в течение урока).

Учитель выставляет отметки за урок с учетом результатов самоанализа, отмеченных в карточках для рефлексии.

– Не все карточки зеленые, значит еще есть над чем поработать. Где вы можете потренироваться, чтобы закрепить или улучшить результаты вашей деятельности? (Дома)

– Запишите домашнее задание. Домашнее задание: параграф 29 учебника, задачи из задачника В.И. Лукашика № 379, № 381, № 382. (Слайд 27). Откройте задачник, прочитайте задачи, вопросы есть? До свидания, вы хорошо поработали: были активны и показали отличные результаты на самостоятельной работе.