Бінарний урок з фізики та інформатики для 7 класу на тему "Віртуальна подорож до країни «Пружності»"

7      клас                                                                                   Дата:

Урок 35. Віртуальна подорож до країни «Пружності»  Бінарний урок з фізики та інформатики

Тема.

Фізика. Види деформації. Сила пружності. Закон Гука. Пружинні динамометри

Інформатика. Створення діаграм. Аналіз даних, поданих на діаграмі.

Мета  уроку: з'ясувати природу сили пружності, сформулювати закон Гука.

Завдання уроку:

Навчальні:

- Ввести нові поняття подовження і жорсткості тіла;

- Повторити знання про деформації і її видах, актуалізувати наявні в учнів знання про будову речовини, на основі яких, сформувати стійкі уявлення про природу виникнення сили пружності, сили міжатомної взаємодії;

- Навчити знаходити залежності між фізичними величинами; ввести математичну запис закону;

- Сформулювати області застосування закону.

Розвиваючі:

- Продовжити формування в учнів уявлень про різноманітність сил в природі, розвивати вміння спостерігати і пояснювати фізичні явища;

- Розвивати логічне мислення, вміння планувати свою роботу при проведенні експерименту, узагальнювати і робити висновки, використовуючи нову інформацію і наявний життєвий досвід, а так само вміння рефлексувати;

- Розвивати здібності до діалогу і співпраці в міні групах.

Виховні: продовжити формування навичок колективної та самостійної роботи учнів.

Інформатика. Цілі:

• навчальна: сформувати поняття стовпчастої та секторної діаграми, навчити створювати стовпчасті і секторні діаграми засобами табличного процесора, налаштовувати параметри відображення діаграми, поля даних та рядів даних;
• розвивальна: розвивати образне мислення, створювати ситуації зацікавленості та позитивні емоції по відношенню до навчальної діяльності;

•                виховна: підвищувати інформаційну культуру учнів; виховувати

Тип уроку: комбінований.

Форми роботи: групова та індивідуальна форми роботи, бесіда.

Обладнання:  демонстраційні  динамометри, пружини, гумової нитки або стрічки набір важків, штативи з муфтою та лапкою; дощечка з гвіздком; паперова смужка; лінійка; металева, пластмасова лінійка, приладі для демонстрації видів деформації, пластилінові предмети, гумові іграшки, пазли, фішки, роздатковий матеріал, навчальна презентація, комп’ютери.

Тривалість: 90 хвилин (2 уроки)

Програмне забезпечення: Програма Microsoft Excel, програма для тестів «MyTestX»

Хід уроку.

І. Організаційний етап.

•                  Привітання;
•                  Підготовка робочого місця до роботи;
•                  Вимоги до усної та письмової мови.

II. Постановка мети і завдань задач уроку – 4 хвилини.

Презентація по ходу уроку (Додаток 1)

Слайд(1)

Вчитель фізики: Сьогодні у нас незвичний урок фізики, ми за Вами здійснимо подорож до країни «Пружності» на віртуальному потязі «Знань», у нас будуть цікаві зупинки на яких дізнаємось багато нового, а ще ми задіємо між предметні зв’язки уроків фізики та інформатики. Побажаємо один одному щасливої подорожі.                                                                                                          Слайд(2,3)

Посміхніться. З прекрасним настроєм починаємо посадку у потяги

Слайд(4)

Тезис на дошці: Чим більше у мене діла, тим більше я учусь.

Майкл Фарадей

Слайд(5)

Наша задача:

•                  з'ясувати природу сили пружності, сформулювати закон Гука;
•                  Навчитися знаходити залежності між фізичними величинами;
•                  Ввести математичну запис закону;
•                  Сформулювати області застосування закону.

•                  Навчитися створювати діаграми в програмі Microsoft Excel
•                  Поглибити знання про сили і пояснити яким чином використовуються знання фізики у створенні  таблиці і діаграм на уроках інформатики

IIІ. Інструктаж  подорожі - 1 хвилина.

Пам'ятайте: Слайд(6)

1. Будьте уважні і дисципліновані, точно виконуйте вказівки в карті.

2. Перед виконанням роботи необхідно уважно вивчити її зміст і хід виконання.

3. Розміщуйте прилади, матеріали, обладнання на своєму робочому місці таким чином, щоб виключити падіння або перекидання.

4. Для запобігання падінню приладів при проведенні дослідів не робіть різких рухів.

5. При роботі з комп'ютером враховуйте відстань від монітора до очей.

6. Збережіть файли, які виконайте або поверніть на Панель завдань.

ІV.  Актуалізація опорних знань.

Клас – це потяг, який поділяється на вагони. Кожен вагон одержує завдання протягом уроку та отримує  фішки, (додаток 1.1) які в  кінці уроку підсумовуються  ( за активністю учасника та  його вірними відповідями).   Кожен з вас отримує «Карту подорожі», на якій будете проставляти свої бали, отримані за завдання, виконані під час подорожі.

    Карта подорожі (додаток 2)

Щоб сісти у потяг треба пройти контроль Перша зупинка «Згадай-ка» 

Слайд(7)

Завдання №1 (додаток 3)

1-й вагон – вправа «Ти мені я тобі» (один учень задає питання іншому, а потім міняються місцями)

2-й вагон  – проходить комп’ютерне тестування в програмі ,

• на робочому столі знайдіть ярлик «Тести MyTestX»---папка «Фізика 7 клас»----Тест Урок 35, оцінки виставити у зошит. (Додаток 3.1)

3-й. Вагон  – вирішують задачі і з зашифрованих відповідей складають фразу  (Знання це сила.)

4-й. Вагон – експериментально досліджують залежність сили  тяжіння від маси

Молодці з завданнями Ви впоралися, то ж ми можемо рухатися  в подорож.

V. Пояснення нового матеріалу.

Наступна наша зупинка – «Пізнай-ка»                                                Слайд(8)

У Вас на столах лежить обладнання  різні предмети, іграшки, дроти з різних матеріалів.

Що станеться з ними, якщо ви їх стиснете, розтягніть, натисніть на них? Що у них змінилося?

А якщо припинити впливати на гумові і пластилінові предмети, згинати дроти що відбувається з предметами? (гумові предмети – повернулися в попередній стан, а пластилінові предмети – зіпсували свою форму.)

Правильно пластилінові предмети змінили свою власну форму та розмір тіла, а гумові – відновили свою форму, розмір.

Щоб зламати дошку треба прикласти силу, коваль прикладає, щоб придати бажану  форму  куску  заліза В результаті такого впливу  тіла змінюють форму. Зміна форми та розміру тіла в фізиці називають деформацією.

Деформація — зміна форми та (або) розмірів тіла. Слайд(9)

Розрізняють такі види деформацій: розтягу (стискання), згину, зсуву, кручення.

Види деформації за здатністю тіла до відновлення форми та розмірів:

Деформації, які повністю зникають після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пружними.

Деформації, які зберігаються після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пластичними.

Демонстрація: Показ видів деформацій на приладі для демонстрації видів деформації.

Слайд(10)

Мабуть кожен із вас спостерігав за рухом потяга. Бачили, як двигтять і прогинаються під ним сталеві рейки? Але саме унаслідок деформації рейок і поверхні Землі виникає сила, яка протидіє вазі потяга, людини, машини й утримує їх на поверхні Землі. Якщо ви стискаєте м’яч, розтягуєте гумову нитку, пружину, тиснете на струну гітари, вони деформуються й, у свою чергу, протидіють силі, що їх деформує.

Проблемне питання: З боку тятиви, м'яча та гілки діє сила, яка чинить опір вашій дії. Яка ця сила?                                                                         Слайд(11)

Зупинка «Дослідження»                                                            Слайд(12)

Дослід 1. Покладемо на два бруски опору – сталеву пластину (вона перебуватиме в горизонтальному положенні, на опору діє тільки сила тяжіння); на середину опори поставимо гирю, під дією сили тяжіння гиря разом зі сталевою пластиною буде рухатися вниз; унаслідок руху тіла вниз сталева пластина прогинається – деформується (коли згинається опора, з боку цієї опори на тіло виникає сила пружності, вона напрямлена вгору, тобто в бік, протилежний силі тяжіння); чим більше прогинається опора, тим збільшується і сила пружності, з якою пластина діє на гирю, що стоїть на ній; коли сила пружності за значенням зрівняється із силою тяжіння, опора і тіло зупиняться. (мал..1,мал..2)

                                        

Мал..1. мал..2

З'ясуємо, в чому ж причина виникнення сили пружності:    Слайд(13)

Причиною виникнення сил пружності є взаємодія молекул тіла. На малих відстанях молекули відштовхуються, а на великих - притягуються. У недеформованому тілі молекули перебувають якраз на такій відстані, при якому сили тяжіння, або сили відштовхування врівноважуються. Коли ми розтягуємо або стискаємо тіло, відстані між молекулами змінюються, тому починають переважати або сили тяжіння, або сили відштовхування. В результаті і виникає сила пружності, яка завжди спрямована так, щоб зменшити величину деформації тіла.

 Слайд(14)

Сила пружності – це сила, що виникає внаслідок деформації тіла (зміни форми або розмірів тіла, згин є одним з видів деформації) і напрямлена протилежно напряму переміщення частин тіла під час деформації.

У разі безпосереднього контакту тіла ніби «упираються» одне в одне (завдяки цьому, наприклад, ми не провалюємося «крізь землю»). Коли тіла тиснуть одне на одне, між ними діють сили пружності, які зумовлені деформацією тіл, тобто сила пружності є проявом сил взаємодії (відштовхування) між частинками речовини. 

Властивості пружних тіл (пружин) дуже детально вивчав понад 300 років тому англійський природодослідник Роберт Гук. Його досліди дали змогу сформулювати закон, який було названо його іменем. 

 Слайд(15,16)

Закон Гука: сила пружності прямо пропорційна деформації (видовженню) тіла (пружини) і напрямлена протилежно напряму переміщення частин тіла під час деформації.

Закон Гука можна математично записати так: 

, де

– сила пружності, одиниці вимірювання (Н)

 k – коефіцієнт жорсткості тіла, одиниці вимірювання (Н/м)

x – видовження тіла, тобто зміна його довжини, одиниці вимірювання (м) знак «-» означає, що сила пружності напрямлена протилежно напряму деформації тіла.

Закон Гука дає змогу порівнювати між собою тіла з різною масою, тобто зважувати їх (що більша маса тіло на пружині, то більше вона розтягується). 

Графічне зображення сили пружності. (мал..3,4,5) Слайд(17)

               

Мал..3 мал.4. мал..5

Пружні динамометри. Для вимірювання сили використовують спеціальні прилади - динамометри                                                                                   Слайд(18)

Динамометр, як будь-який вимірювальний прилад, складається з трьох основних елементів: вимірювального пристрою, шкали та покажчика. Як правило, для виготовлення вимірювального пристрою динамометра використовують пружини, для яких у межах вимірювання сил справджується закон Гука (F = -kx). Оскільки сила пружності прямо пропорційна видовженню, то за цих умов шкала динамометра буде рівномірною. Тому, щоб одержати на шкалі менші поділки, наприклад 0,1 Н, достатньо поділки, які відповідають 1 Н, поділити на 10 частин.

Залежно від призначення динамометри можуть розрізнятися конструктивними особливостями та зовнішнім виглядом. Зображений на мал. 6 шкільний динамометр розрахований на вимірювання сил до 4 Н. Ціна поділки його шкали — 0,1 Н. Для вимірювання великих сил використовують спеціальні динамометри (мал.7), якими можна вимірювати сили порядку десятків тисяч ньютон.

Мал..6 мал.7

3. Що таке жорсткість тіла?

Жорсткість тіла - коефіцієнт пропорційності деформації тіла, у кожного тіла своє значення жорсткості. 

Що більша жорсткість тіла (пружини, дроту, стержня тощо), то менше воно змінює власну довжину під дією даної сили.

Одиницею жорсткості в СІ є один ньютон на метр (1 Н/м).

Зупинка «Експериментатор»:    Слайд(19) (додаток 4)

 (додаток 5)

З’ясувати залежність сили від видовження,

Виконайте досліди за інструктивними картками, заповніть таблицю та побудуйте графік залежності сили від видовження, зробити висновок 

І вагон  - Покладіть металеву лінійку на опори, поставте на неї вантаж.

ІІ вагон - Покладіть пластмасову лінійку на опори, поставте на неї вантаж..

ІІІ. Вагон -   Підвісьте тягарець до пружини.

ІV. Вагон -  Підвісьте тягарець до гумки

Прогнозовані відповіді учнів.

Якщо до пружини динамометра підвішувати різні вантажі, то можна помітити, що розтягнення стає тим більше, чим більше маса, а значить і сила тяжіння вантажів.

Якщо міняти гирьки, то буде змінюватися і довжина шнура, а значить, його подовження (деформація)

З дослідів можна зробити висновок: Модуль сили пружності при розтягуванні або стисканні тіла прямо пропорційний зміни довжини тіла.

Зупинка «інформатика на уроці фізики»                 Слайд(20)

Вчитель інформатики: 

У різних ситуаціях фахівця можуть цікавити як самі числа, наведені в таблиці, так і тенденції до їх зміни, які показують діаграми. Отже, діаграми призначені для графічного відображення числових даних.

За допомогою діаграм, на яких зображені зміни у виробництві, аналізують економічний стан на підприємстві. Аналіз такої інформації дає можливість прийняти правильне рішення і  підвищити конкурентну спроможність продукції, яка виробляється, зробити її дешевшою і якіснішою.

В електронну таблицю вмонтовані спеціальні засоби, що носять назву ділової графіки, які дозволяють зобразити табличні дані у графічному вигляді.

Слайд(21)

Діаграма - це графічне зображення, у якому співвідношення між числовими даними відображається з використанням геометричних фігур. Таке подання даних є більш наочним, ніж запис із використанням чисел, що значно покращує їх сприйняття та розуміння.

Діаграми в Excel будуються за даними, які подано в електронній таблиці. Діаграми в Excel динамічні - змінюючи дані в таблиці, діаграми автоматично змінюються                                                                               Слайд(22)

• Для побудови діаграми спочатку потрібно виділити діапазон клітинок з даними, за якими будуватиметься діаграма.
• Відкрити на вкладці Вставлення и групі Діаграми список кнопки потрібного типу діаграм
• Вибрити необхідний вид діаграми
• Вибрити необхідний тип  діаграми

Вчитель інформатики пояснює та демонструє порядок створення діаграм

Слайд(23)

VI. Фізхвилинка. Зупинка: Фізкультхвилинка  «То не є проблема»

Слайд(24)
Вчитель фізики: Всіма видами деформації піддається і людське тіло, і при цьому також виникає сила пружності. Які види деформації виконувало  ваше тіло (розтягу, кручення, вигину)

Вчитель інформатики: Пригадаємо правила техніки безпеки при роботі з ПК.

Слайд(25)

Пересядьте до комп’ютерів, відкрійте вказаний файл та виконайте завдання. (додаток 6)

Заповніть таблицю значеннями, які Ви получили в результаті дослідів розрахуйте коефіцієнт жорсткості задав формулу розрахунку за допомогою Excel та побудуйте графік залежності прикладеної сили та видовження пружини, гуми.

Вчитель фізики:  Графічне представлення закону Гука. Проаналізуйте побудовані діаграми                                                                                       Слайд(26)

Висновок учнів:  графіком залежності є пряма.

Вчитель фізики Чим більшою є жорсткість тіла, тим вище розташований графік. (мал..8)                                                                                           Слайд(27)

 

Мал.8

Зупинка «Сила пружності в житті»                                      Слайд(28-35)

Яку роль відіграє сила пружності в нашому житті.

Потяги, автомобілі, мотоцикли мають ресори. Їх застосування дає змогу зробити рух значно плавнішим, оскільки наїзд колеса на камінь або іншу перешкоду приводить лише до деформації ресори і не змінює положення самого транспортного засобу.

У Японії, де часто відбуваються землетруси, великі будинки ставлять на спеціальних пружинах, які деформуються під час поштовху і зберігають будівлю нерухомою.
Переважна більшість механічних годинників має стальну (спіраль) пружину у вигляді спіралі. Закручена пружина поступово розкручується і приводить у дію механізм годинника. 

Існує такий вид спорту як джампінг, також сила пружності використовують на приклад у мультфільмі Льодяниковий період 2

VІІ. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Остання зупинка «Перевіряй - ка»                                    Слайд(36)       

        (додаток 7)

• І вагон  - розмістити слова у текст
• ІІ вагон – скласти закон Гука з окремих слів, перемішаних.
• ІІІ. Вагон -   скласти пазл.
• ІV. Вагон -  зберіть вислів (нарізані окремі слова потрібно скласти вислів)

VIII. Підсумок уроку

Наша віртуальна подорож завершуються. Дякую за роботу. Порахуйте свої фішки, оголошення оцінок

Хочу закінчити нашу подорож такими словами: «Мало знати - треба вміти застосовувати!» Р. Декарта                                                                   Слайд(37) 

IX. Домашнє завдання                                                                         Слайд(38)

           Диференційоване домашнє завдання

Запишіть в щоденник домашнє завдання відповідно до результату своєї роботи на уроці

Початковий, середній Вивчити § 19

Достатній : підготувати доповіді на тему: Деформація в житті.

Високий:  Експериментальне завдання: Користуючись мірним кухлем, побутовими пружинними вагами або саморобним динамометром, визначте щільність цукрового піску або крупи.

 

Використана література

1. Фізика : підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закладів / [В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий, Ф. Я. Божинова та ін.]; за ред. В. Г. Бар’яхтара, С. О. Довгого. — X. : Вид-во «Ранок», 2015. - 256 с. : іл., фот.
2. Уроки фізики у 7 класі. Нова програма. Частина 2 / упоряд. Ю. П. Ломачинська. — X. : Вид. група «Основа», 2015. — 125, [3] с. — (Серія «Б-ка журн. “Фізика в школах України”»; Вип. 5 (137)).
3. Фізика. 7 клас / О. М. Євлахова, М. В. Бондаренко. — X Вид. група «Основа», 2015. — 144 с. : іл., схеми, табл. (Серія «Мій конспект»).
4. Іванова Ж. В. Фізика. 8 клас: Розробки уроків.— X.: Веста, 2009. 256 с.— (Майстер-клас).
5. Підручник Інформатика § 4.6
6. інтернет ресурси:
   • https://www.youtube.com/watch?v=GWES_hGEkFQ сайт на фізхвилинку «То не є проблема»
7. Відео із youtube каналу Електронні книги "РАНОК"
   •  WWW.fizikanova.com.ua
   • http://www.lenagold.ru/fon/clipart/p/poezd2.html анімація на потяг
   • http://img-fotki.yandex.ru/get/6204/47407354.55b/0_c40c6_757cbb4d_orig.png вагони
   • https://www.google.com.ua/search?q=потяг+анімація&client=opera&biw=1366&bih=638&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj4nuXp0rPSAhXiC5oKHXJxDOcQsAQIFw#imgdii=-J_l8Xpyu1XdSM:&imgrc=KNXFf4EhuFrV0M:  вагони танцующие
   • https://www.youtube.com/watch?v=KxvNjPMQYDU детский футаж

 

• http://ppt-online.org/34032, види деформації
• https://www.google.com.ua/search?q=фон+для+презентации+физика&client=opera&hs=NRt&biw=1366&bih=638&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwju3oGT7brSAhXmCsAKHb6XAvgQsAQIFw#tbm=isch&q=%D0%B2%D0%B8%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C+%D0%BD%D0%B0+%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B5&*&imgrc=dNptNWfafMcD8M: кіт http://www.letopis.info/peoples/guk_robert.html- Робетр Гук

 

• https://www.youtube.com/watch?v=McMU3tQvyxU видео про примененеи закона Гука
• https://ok.ru/video/27554286309 Сила упругости в м/ф «Ледниковый период 2: Глобальное потепление»
• https://www.youtube.com/watch?v=9-Nlt1yZqVU джампинг