Методична розробка лабораторної роботи «Взаємні перетворення механічної енергії»

Тема: «Взаємні перетворення механічної енергії. Лабораторна робота № 2»

 

Кількість навчальних годин:  2

 

1.Актуальність теми

 У перебігу фізичних явищ більшість фізичних величин, які їх характеризують, змінюється. Так, під час руху фізичного тіла різних значень набувають переміщення, шлях, можуть змінюватися прискорення, швидкість, сила, тощо. В електричних процесах за певних умов змінюється значення електричного заряду. Разом з тим було помічено, що є низка фізичних величин, які за певних умов залишаються незмінними (зберігаються). До таких величин, зокрема, належить маса, енергія, імпульс та інші. Вони підлягають дії законів, які у фізиці називають законами збереження. Врахування цих законів дає змогу раціонально розвʼязувати багато задач і пояснити плин багатьох фізичних явищ і процесів.

 

2. Результати навчання:

 

• предметні компетентності 

 

знати:

• формули роботи,потужності, енергії;
• поняття кінетичної і потенціальної енергії тіла, повної механічної енергії;

 

     вміти:

• застосовувати закон збереження енергії для розвʼязування задач;
• пояснювати взаємні перетворення енергії, переводити фізичні величини в систему СІ.

     практичні навички:

• з’ясувати фізичний зміст поняття енергії;
• сформувати поняття потенціальної і кінетичної енергії.

 

• загальні компетентності:

- здатність застосування  отриманих знань  з даної теми  в майбутній

     медичній практиці;

- здатність працювати автономно;

- здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел;

- здатність бути критичним та самокритичним;

- навички міжособистісної взаємодії;

- уміння перекладати медичну термінологію;

- уміння працювати індивідуально та в команді;

- уміння підтримувати бесіду, давати відповіді на питання.

 

3. Мета

навчальна:

• сформувати поняття енергія, механічна енергія, потенціальна енергія тіла, піднятого над Землею, та пружно деформованого тіла;
• повторити закони збереження в механічних процесах (енергії, імпульсу), які вивчали на теоретичних заняттях;
• закріпити знання студентів при розвʼязку експериментальних задач;
• продовжити формування вмінь застосовувати закон збереження енергії в будь-яких процесах для розвʼязання задач.

розвиваюча:

• ознайомити студентів із проблемами пошуку та використанням нових екологічно чистих джерел енергії;
• продовжити формування математичної компетентності студентів: умінь перетворювати формули, аналізувати математичні закономірності.

виховна:

• продовжити розвиток навичок монологічного та діалогічного мовлення з використання фізичних термінів;
• формування навичок колективної роботи;
• виховувати в них екологічно спрямоване мислення, бережливе та господарське ставлення до природи.

методична:

• розвиток критичного мислення студентів шляхом розв’язку експериментальних задач з фізики та інтерактивних методів навчання.

 

 

 

4. План та організаційна структура заняття

№ п/п	Основні етапи заняття, їх функція та зміст	Методи контролю і навчання	Матеріали методичного забезпечення: контролю, наочності, інструкції, обладнання тощо	Розподіл часу
	Підготовчий етап			20 хв.
1.	Організація навчання.	Перевірка присутніх	Журнал	2хв.
2.	Перевірка опорних    знань.	Фронтальне опитування, Тестовий контроль	Питання, тести, підручник, конспект, посібники	18хв.
	Основний етап			55 хв.
3.     4.                   5.	Мотивація навчальної діяльності.   Фронтальна лабораторна робота. «Вивчення законів збереження і перетворення енергії». вказівки до роботи; виконання роботи; заповнення таблиці висновок.   Узагальнення вивченого матеріалу: складання таблиці   розв’язування задач (за варіантами)	Презентація фільма «Механічна робота і енергія» Досліди з кульками                   Заповнення таблиці       Розв’язок задач в зошиті	Мультимедійна система     Лабораторне обладнання Додаток 1                 Додаток 1       Збірник задач Римкевич А.П.	10хв   25хв                     15хв
	Заключний етап			10 хв.
6.       7.	Підбиття підсумків заняття Рефлексія       діяльності. Виставлення оцінок.	Обмін враженнями Аналіз та оцінка результатів роботи
8.	Домашнє завдання:		Підручник

 

 

 

 

 

5. Матеріали методичного забезпечення заняття (згідно етапів)

 

1. Перевірка присутніх за журналом.
2. Питання фронтального опитування.

• Що називають енергією?
• Як визначається робота в механіці?
• Які види енергій ви знаєте?
• Які з цих прикладів відносяться дог механічної енергії?
• Що називають кінетичною енергією?
• Що називають потенціальною енергією?
• Чому дорівнює повна механічна енергія?

 

Тести:

1. Робота може бути...

а. Тільки додатною;

б. Тільки відʼємною;

в. Як додатною, так і відєʼмною;

г. Тільки векторною величиною.

2. Механічна робота виконується завжди, коли...

а. На тіло діє сила;

б. Тіло рухається;

в. На тіло діє сила, і воно переміщується;

г. Напрям сили перпендикулярний до напряму переміщення.

3. Додатна робота виконується тоді, коли напрями векторів сили та переміщення...

а. Утворюють гострий кут;

б. Протилежні;

в. Взаємно перпендикулярні;

г. Утворюють тупий кут.

4. Робота сил, під дією яких тіло змінює свою швидкість, дорівнює...

а. Зміні потенціальної енергії;

б. Зміні кінетичної енергії;

в. Зміні суми потенціальної і кінетичної енергій.

5. У замкнутій системі повна механічна енергія системи.

а.   Поступово зростає;

б.   Повільно зменшується;

в.   Залишається сталою;

г.   Перетворюється в інші види

      енергії.

6. Потужність - це фізична величина, яка характеризує..

а.    Величину роботи:

б.    Величину енергії:

в.    Час роботи;

г.    Швидкість виконання роботи.

 

7. На рисунках зображене тіло, на яке діє сила, і тіло при цьому здійснює переміщення. У якому випадку виконується додатна механічна робота?

 

 

8. На якому з рисунків механічна робота сили тяжіння не дорівнює нулю?

 

 

 

 

 

 

 

3. Мотивація навчальної діяльності.

1. Демонстрація відео.
2. Розвʼязування віртуальних задач.

 

4. Фронтальна лабораторна робота.

Тема: Вивчення законів перетворення і збереження енергії.

Мета: Визначити початкову швидкість кульки при пострілі з балістичного пістолету, використовуючи закони збереження енергії.

Обладнання:  штатив,  балістичний пістолет, секундомір,  лінійка, металева кулька.

Вказівки до роботи:

 

у,м                                  у,м                                   у,м                             у,м

 

                                                                                                                        у

 

 

 

 

 

 

  у₀=0                                  у₀=0                                у₀=0                             у₀=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконання роботи.

Заповнити таблицю.

 

	h, м	m, 10-3кг	Еп,10-3Дж	Ек,10-3Дж	Е, 10-3Дж
1
2	0,5
3	0

 

Побудувати графік залежності Е_к (h), Е_п (h)

Е_к (h), Е_п (h)

0                                                                                     h

5. Задачі за варіантами.

Варіант 1

1. Яку кінетичну енергію має автомобіль масою 1,5 т , що рухається зі швидкістю 72 км/год.
2. З якою швидкістю повинна летіти куля, маса якої дорівнює 10г, щоб її імпульс дорівнював   ?

Варіант 2

1. Обчисліть потенціальну енергію пружини жорсткістю 40Н/м, деформація якої становить 4см.
2. Людина масою 70 кг біжить зі швидкістю 7м/с. Чому дорівнює імпульс тіла?

Варіант 3

1. Чому дорівнює модуль імпульсу, маса якого 5,6г, що летить з швидкістю 900м/с.
2. З якої висоти впало тіло масою 500г, якщо його потенціальна енергія становила 20 Дж.

Варіант 4

1. Чому дорівнює модуль імпульсу тіла масою 0,5кг, якщо воно рухається з швидкістю 6 м/с.
2. Гумовий шнур під дією сили  видовжився на 10 см. Визначити потенціальну енергію, якщо коефіцієнт жорсткості дорівнює 50Н/м.

 

6. Узагальнення вивченого матеріалу, складання таблиці і розвʼязок тестів.

Механічна енергія

Вид енергії	Позначення	Одиниця вимірювання	Формула	Властивості
Кінетична	Ек	Дж		Енергія швидкості
Потенціальна. Сили тяжіння.	Еп	Дж		Енергія взаємодії існує коли тіло знаходиться на висоті h
Потенціальна. Деформованого тіла	Еп	Дж		Енергія взаємодії виникає при деформації

 

 

7. Підбиття підсумків заняття.

Аналіз та оцінка результатів роботи.

Рефлексія діяльності.

Обмін враженнями.

 

8. Домашнє завдання: 

 

      9. Література:

Навчальна

Основна:

• Коршак Е.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика 10 клас. Київ, «Генеза».  2011, 191 с.
• Божинова Ф.Я., Каплун С.В., Кірюхіна О.О.Лабораторні работи 10 клас. Харків, «Ранок».2014,  48с.

Додаткова:

• Гончаренко С.У. Фізика: Підруч. для 9 кл. серед. загальноосв. шк..- К.: Освіта, 2002. 
• Римкевич А.П., Римкевич П.А. Збірник задач 9-11кл. Київ. 2011. 176 с.
• Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика. Підручник для середніх спеціальних навчальних закладів. – К.: Высшая школа, 1983.

Методична

 

Основна:

• О.В.Антикуз, Усі уроки фізики 10 клас, Харків, 2018, В/г «Основа» 224с.

Додаткова:

• Журнал «Фізика в школах України», Харків,  В/г «Основа».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                        Додаток 2

Перелік знань, навичок, вмінь

при виконання лабораторної роботи

 

Оцiнювання рiвня володiння студентами практичними умiннями та навичками здiйснюється за результатами виконання фронтальних лабораторних робiт та експериментальних задач. При цьому враховуються  вмiння студента:

• планувати проведення дослiдiв чи спостережень;
• збирати установку за схемою;
•  проводити спостереження, знiмати покази приладiв;
• оформляти результати дослiдження (складати таблицi, будувати графiки тощо);
• робити проведеного експерименту чи спостереження. 

На практичних заняттях студент самостiйно розв’язує комбiнованi ти­повi задачi стандартним або оригiнальним способом, розв’язує нестандартнi задачi.

При оцiнюваннi практичних знань та вмінь студентів потрібно користуватися характеристиками рівнів оволодіння цими уміннями, поданими нижче.

 

 

Критерії оцінювання навчальних досягнень

студентів  при розвʼязуванні задач

Початковій рівень (1-3 бали) Студент  уміє розрізняти  фізичні   величини, одиниці вимірювання з певної теми, розвʼязувати задачі з допомогою викладача лише на відтворення основних формул; здійснює найпростіші математичні дії.

Середній рівень (4-6 балів) Студент  розвʼязує типові прості задачі (за зразком), виявляє здатність обгрунтувати деякі логічні кроки з допомогою викладача.

Достатній рівень (7-9 балів) Студент  самостійно розвʼязує типові задачі й виконує вправи з одної теми, обгрунтовуючи обраний спосіб розвʼязку.

Високий рівень (10-12 балів) Студент  самостійно розвʼязує комбіновані типові задачі стандартним або оригінальним способом, розвʼязує нестандартні задачі