Strona główna

Scenariusz lekcji opracowany w ramach projektu


Pobieranie 37.25 Kb.
Data20.06.2016
Rozmiar37.25 Kb.













SCENARIUSZ LEKCJI
OPRACOWANY W RAMACH PROJEKTU:

WIRTUALNE LABORATORIA FIZYCZNE NOWOCZERSNĄ METODĄ NAUCZANIA.

INNOWACYJNY PROGRAM NAUCZANIA FIZYKI W SZKOŁACH PONAGIMNAZJALNYCH

Autorzy scenariusza: mgr Izabela Suchodolska, mgr Tomasz Grabowski

TEMAT LEKCJI: Prawo Hooke'a w praktyce



Streszczenie

W czasie zajęć uczniowie mają za zadanie wyznaczyć współczynnik sprężystości sprężyny korzystając z prawa Hooke'a. W tym celu wykonają pomiary długości rozciągniętej sprężyny pod wpływem przyłożonej siły. Bardzo dobrze byłoby, gdyby uczniowie wykonali doświadczenie w pracowni fizycznej korzystając ze sprężyn i ciężarków, jak również w pracowni komputerowej w Wirtualnym Laboratorium Fizycznym - np. w programie Siła sprężystości i prawo Hooke'a . Tak zrealizowane pomiary umożliwiają młodzieży zauważenie ograniczeń wynikających z metod pomiarowych.

Poza tym uczniowie obserwują doświadczalną ,,ilustrację" faktu, że siła oznacza miarę wzajemnego oddziaływania ciał i mechanicznym skutkiem wzajemnego oddziaływania ciał może być ich odkształcenie. Zaś energię związaną z odkształceniem ciała nazywamy energią potencjalną sprężystości.


Czas realizacji


2 x 45 minut

Podstawa programowa

Zastosowanie zasad dynamiki do opisu zachowania się ciał, wpływ sił sprężystych, obliczanie energii potencjalnej sprężystości oraz przeprowadzanie prostych doświadczeń i analiza ich wyników, znajdują się w podstawie programowej fizyki na poziomie rozszerzonym.


Dobieranie właściwego programu użytkowego, a także korzystanie z zasobów edukacyjnych udostępnianych na portalach przeznaczonych do kształcenia na odległość znajdują się w podstawie programowej informatyki na poziomie rozszerzonym.

Cele kształcenia – wymagania ogólne:


Etap edukacyjny: IV, przedmiot: fizyka (poziom rozszerzony)

I. Znajomość i umiejętność wykorzystania pojęć i praw fizyki do wyjaśniania procesów i zjawisk w przyrodzie.

III. Wykorzystanie i przetwarzanie informacji zapisanych w postaci tekstu, tabel, wykresów, schematów i rysunków.

IV. Budowa prostych modeli fizycznych i matematycznych do opisu zjawisk.

V. Planowanie i wykonywanie prostych doświadczeń i analiza ich wyników.
Etap edukacyjny: IV, przedmiot: informatyka (poziom rozszerzony)

II. Wyszukiwanie, gromadzenie i przetwarzanie informacji z różnych źródeł; opracowywanie za pomocą komputera: rysunków, tekstów, danych liczbowych, motywów, animacji, prezentacji multimedialnych.

IV. Wykorzystanie komputera oraz programów i gier edukacyjnych do poszerzania wiedzy i umiejętności z różnych dziedzin oraz do rozwijania zainteresowań.

Treści nauczania – wymagania szczegółowe:

Etap edukacyjny: IV, przedmiot: fizyka (poziom rozszerzony)


1.8. wyjaśnia ruch ciał na podstawie drugiej zasady dynamiki Newtona;

1.9. stosuje trzecią zasadę dynamiki Newtona do opisu zachowania się ciał;

3.1. oblicza pracę siły na danej drodze;

6.2. oblicza wartość energii kinetycznej i potencjalnej ciał w jednorodnym polu

grawitacyjnym;

6.1. analizuje ruch pod wpływem sił sprężystych (harmonicznych), podaje przykłady

takiego ruchu;

6. 2. oblicza energię potencjalną sprężystości;

12.3. przeprowadza złożone obliczenia liczbowe, posługując się kalkulatorem;

12.7. szacuje wartość spodziewanego wyniku obliczeń, krytycznie analizuje real­ność otrzymanego wyniku;


Etap edukacyjny: IV, przedmiot: informatyka (poziom rozszerzony)

5. 1. analizuje, modeluje i rozwiązuje sytuacje problemowe z różnych dziedzin.

5. 25. dobiera właściwy program użytkowy lub samodzielnie napisany program do rozwiązywanego zadania;

6. 2. korzysta z zasobów edukacyjnych udostępnianych na portalach przeznaczonych do kształcenia na odległość.


Cel


Po lekcji uczniowie:

    • rozumieją, że siła oznacza miarę wzajemnego oddziaływania ciał,

    • wiedzą, że mechanicznym skutkiem wzajemnego oddziaływania ciał może być ich odkształcenie,

    • potrafią doświadczalnie wyznaczyć współczynnik sprężystości sprężyny

    • wykazują doświadczalnie, od czego zależy współczynnik sprężystości sprężyn,

    • wymienia warunki w jakich można stosować prawo Hooke'a,

    • sporządza wykres zależności siły odkształcającej sprężynę od wydłużenia sprężyny,

    • rozwiązuje zadania obliczeniowe dotyczące energii potencjalnej sprężystości,

- wykorzystują np. aplikacje lub programy środowiska LabView w doświadczeniach

Słowa kluczowe


Prawo Hooke'a, współczynnik sprężystości sprężyny, praca, energia potencjalna sprężystości.

Co przygotować?


- sprężyny o różnych współczynnikach sprężystości,

- ciężarki,

- statywy,

- karty pracy,

- symulacje:

Ciężarki na sprężynach (Masses and Springs) - na stronie:

http://phet.colorado.edu/en/simulation/mass-spring-lab
Prawo Hooke'a - na stronie: http://cmf.p.lodz.pl/markras/animki/hook/hook.html
Siła sprężystości i prawo Hooke'a (Szósta część cyklu symulacji doświadczeń fizycznych)- na stronie:

http://www.iii-lo.tarnow.pl/informatyka/ladustrone.php?p1=informatyka&p2=4



Przebieg zajęć:


Lp.

Tematyka

czas realizacji

1.

Wprowadzenie:



Nauczyciel

- podaje temat lekcji i krótko przedstawia cele lekcji,

- przypomina, że:


    • siła oznacza miarę wzajemnego oddziaływania ciał,

    • mechanicznym skutkiem wzajemnego oddziaływania ciał może być ich odkształcenie,

    • energię związaną z odkształceniem ciała nazywamy energią potencjalną sprężystości,

- prezentuje symulację (np. Ciężarki na sprężynach lub Prawo Hooke'a)

- podaje prawo Hooke'a i wyjaśnia, w jaki sposób można je zastosować do wyznaczenia współczynnika sprężystości sprężyny,

- przedstawia wykres i wymienia warunki w jakich można stosować prawo Hooke'a,

- informuje, że na zajęciach oceniania będzie aktywność,

- dzieli klasę na grupy, rozdaje karty pracy oraz zestawy do wykonania doświadczenia

(lub praca z komputerem i aplikacją).




15 min

2.

Praca w zespołach:

Nauczyciel

- demonstruje jak wykonać poszczególne pomiary oraz wypełniać kartę pracy,

- wyświetla symulację Siła sprężystości i prawo Hooke'a

http://www.iiilo.tarnow.pl/informatyka/ladustrone.php?p1=informatyka&p2=4

Uczniowie

- montują zestaw pomiarowy (lub korzystają z aplikacji) i wykonują pomiary (np. dla dwóch sprężyn)

- wypełniają karty pracy oraz rysują wykresy na papierze milimetrowym oraz w arkuszu kalkulacyjnym,

- rozwiązują zadania dotyczące współczynnika sprężystości oraz energii potencjalnej sprężystości.




65 min

3.

Podsumowanie:

Uczniowie

- liderzy grup prezentują wyniki pomiarów oraz rozwiązania zadań, zamieszczonych w karcie pracy



Nauczyciel

- wspólnie z uczniami analizuje otrzymane wyniki,,

- podsumowuje zajęcia,

- uściśla co uczniowie powinni wiedzieć po tej lekcji,

- zadaje pracę domową,


10 min

Praca domowa


Samodzielnie sformułuj wnioski i zapisz w karcie pracy, dołącz wykresy, całość przynieś do zaliczenia.

Sprawdzenie wiedzy



Zadanie 1.

Sprężynę o współczynniku sprężystości , ściśnięto o Δx = 0,1 m. Ile energii potencjalnej sprężystości zgromadziła sprężyna.



Zadanie 2.

Sprężyna rozciągnięta o Δx = 0,15 m zgromadziła energię Eps = 2,25 J. Oblicz współczynnik sprężystości tej sprężyny.



Zadanie 3.

Podczas doświadczeń uczniowie wzięli dwie sprężyny i każdą z nich rozciągnęli o Δx. Pierwsza zgromadziła energię potencjalną dwa razy większą od drugiej. Oblicz, ile razy mniejszy jest współczynnik sprężystości drugiej sprężyny.


Zadanie 4.

O ile można wydłużyć sprężynę o współczynniku sprężystości k, jeżeli podczas rozciągania została wykonana praca W?


Zadanie 5.

W wyniku działania siły F, sprężyna uległa wydłużeniu od x1 do x2. Oblicz:

a) współczynnik sprężystości,

b) energię potencjalną w początkową i końcową,

c) pracę wykonaną w czasie rozciągania.

Zadanie 6.

Uczniowie zbudowali ,,pistolet" do badania rzutów w polu grawitacyjnym. W tym celu użyli między innymi sprężyny. W czasie pomiarów sprężynę ścisnęli o Δx = 6 cm. Po zwolnieniu blokady i zupełnym rozprężeniu sprężyny, kulka stalowa o masie 100 g, została wystrzelona z prędkością . Ile wynosił współczynnik sprężystości użytej sprężyny?



Ocenianie


W czasie lekcji najlepiej oceniać np. aktywność uczniów, zaangażowanie w pracę. Natomiast oceniając wypełnioną kartę pracy warto zwrócić uwagę na poprawnie i starannie wykonane wykresy, wynik końcowy oraz wnioski.

Dostępne pliki


Scenariusz lekcji - Prawo Hooke'a w praktyce.

Opis wykonania doświadczenia

Karta pracy

Zadania


Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego”


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość