СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания

Категория: Информатика

Нажмите, чтобы узнать подробности

Интегрированный урок по информатике, физике и математике

Просмотр содержимого документа
«Проект»

Проект "Бросание мячика в стенку" на языке Visual Basic
   Создадим сначала графический интерфейс проекта "Бросание мячика в стенку"

1. Разместить на форме:
   - четыре текстовых поля для ввода значений:
      TextBox1 - начальной скорости
      TextBox2 - угла бросания мячика
      TextBox3 - расстояние до стенки
      TextBox4 - высота стенки
   - надпись Label1 для вывода высоты мячика на заданном расстоянии;
   - надпись Label2 для вывода текстового сообщения о результатах броска;
   - десять надписей для вывода имён переменных и единиц измерения;
   - кнопку Button1 для запуска событийной процедуры вычисления результатов бросания мячика;
   - кнопку Button2 для демонстрации траектории движения мячика.


Обработчик события - вычисление результатов бросания мячика

2. Создать программный код обработчика события, который определяет попадание мячика в стенку. В этом коде:
   - объявить вещественные константы одинарной точности G (ускорение свободного падения g) и Pi (число π);
   - объявить вещественные переменные одинарной точности V0 (начальная скорость v0), А (угол бросания α), S (расстояние до стенки s), H (высота стенки h) и L (высота мячика l);
   - присвоить переменным V0, A, S, H значения, введенные в текстовые поля, с использованием функции преобразования строки в вещественное число Val();
   - вычислить высоту мячика L на заданном расстоянии по формуле.
   - вывести высоту мячика L на надпись Label1;
   - вывести текстовое сообщение о результатах броска на надпись Label2 с использованием оператора Select Case, в котором в качестве условия проверяется значение переменной L.

В языке программирования Visual Basic аргументы тригонометрических функций Sin(), Cos() и Tan() задаются в радианах, а угол бросания мячика мы будем вводить в градусах. Поэтому необходимо преобразовать значения углов из градусов в радианы с использованием константы Pi.

Код:

Const G As Single = 9.81

Const Pi As Single = 3.14

Dim V0, A, S, L, H As Single

Private Sub Button1_Click(...)

'Ввод начальных значений

V0=Val(TextBox1.Text)

A=Val(TextBox2.Text)

S=Val(TextBox3.Text)

H=Val(TextBox4.Text)

'Попадание в стенку

L=S*Math.Tan(A*Pi/180)-(G*S^2)/(2*V0^2*Math.Cos(A*Pi/180)^2)

Label1.Text=L

Select Case L

Case Is

Label2.Text="Недолет"

Case Is H

Label2.Text="Перелет"

Case Else

Label2.Text="Попадание"

End Select

End Sub


Обработчик события - демонстрация траектория движения мячика
   Для визуализации компьютерной модели построим в графическом поле траекторию движения мячика.
3. Поместить дополнительно на форму графическое поле PictureBox1. С помощью диалогового окна Свойства установить с использованием свойства Size размер поля, например 400; 220.
В обработчике события осуществим преобразование компьютерной системы координат графического поля в математическую систему координат, удобную для построения траектории движения. Нарисуем оси координат и нанесем на них шкалы.


4. В математической системе координаты находятся в диапазонах 0    - координаты точек графика необходимо умножить на 10;
   - значения шкал осей разделить на 10.

Построение траектории осуществить в цикле со счетчиком (координата Х) с использованием метода рисования точки DrawEllipse(Pen1, X*10, Y*10, 1, 1), в котором координатами точки являются координаты мячика.

Код:

Dim Graph1 As Graphics

Dim Pen1 As New Pen(Color.Black, 4)

Dim drawBrush As New SolidBrush(Color.Black)

Dim drawFont As New Font("Arial",10)

Dim X, Y, T As Single

Private Sub Button2_Click(...)

Graph1=Me.PictureBox1.CreateGraphics()

Graph1.Clear(Color.White)

'Печать шкал математической системы координат

'в компьютерной системе координат

For X=0 To 400 Step 50

Graph1.DrawString (X/10, drawFont, drawBrush, X, 200)

Next X

For Y=20 To 220 Step 50

Graph1.DrawString((Y-20)/10, drawFont,drawBrush, 0, 220-Y)

Next Y

'Преобразование компьютерной системы координат

'в математическую систему координат

Graph1.ScaleTransform(1,-1)

'Поворот оси Y

Graph1.TranslateTransform(0,-200)

'Сдвиг по оси Y

'Рисование осей математической системы координат

Graph1.DrawLine(Pen1, 0, 0, 400, 0) 'Ось X

Graph1.DrawLine(Pen1, 0, -20, 0, 200) 'Ось Y

'Построение траектории движения мячика

For T=0 To 10 Step 0.1

Y=V0*Math.Sin(A*Pi/180)*T-G*T*T/2

X=V0*Math.Cos(A*Pi/180)*T

Graph1.DrawEllipse(Pen1,X*10,Y*10,1,1)

Next T

End Sub

Компьютерный эксперимент. Введём произвольные значения начальной скорости и угла бросания мячика. Скорее всего, попадания в стенку не будет. Меняя один из параметров, например угол, произведем пристрелку, используя известный артиллерийский приём "взятие в вилку", в котором применяется эффективный метод "деление пополам". Сначала найдём угол, при котором мячик не долетит до стенки. Вычислим среднее значение углов, составляющих "вилку", и проверим попадает ли при этом значении мячик в стенку. Если он попадает в стенку, то задача выполнена, если не попадает, то рассмотрим новую "вилку" и т.д.

5. Запустить проект и ввести значения начальной скорости, угла бросания, расстояния до стенки и её высоты. Щёлкнуть по кнопкам Вычислить и Показать. На надписи будут выведены результаты, а в графическом поле появится траектория движения тела.
Подобрать значения начальной скорости и угла бросания мячика, обеспечивающие его попадание в стенку.


Например, при скорости бросания мячика v0=18 м/с и угле бросания α=35° мячик попадает в стенку высотой h=2 м и находящуюся на расстоянии s=30 м на высоте l=0,6959749 м.

Анализ результатов. Полученная точность высоты попадания мячика в стенку l=0,6959749 м не имеет физического смысла и определяется типом переменной. Так как L является переменной одинарной точности, то её значение вычисляется с точностью семи значащих цифр. Исходные данные заданы с точностью две значащие цифры, поэтому необходимо и результат округлить до двух значащих цифр: l=0,70 м.

Корректировка модели. Рассмотренный выше проект "Бросания мячика в стенку" позволяет задавать различные значения скорости и угла бросания мячика. Предположим, что броски мячика производятся с одинаковой скоростью, и попробуем определить диапазон углов, при которых происходит попадание мячика в стенку.
Для этого необходимо в цикле со счетчиком по углу бросания вычислить положение мячика на расстоянии стенки и определить те углы, которые соответствуют высоте стенки.

Просмотр содержимого документа
«Разработка урока»

М униципальное казённое общеобразовательное учреждение

Чикская средняя общеобразовательная школа №7













Интегрированный урок по физике, информатике и математике


Тема: «Исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания»


9 класс





.


Подготовили:

учитель физики Попова Н.Д.

учитель математики и информатики Колесник Т.Н.












2019 год

Физика: Кинематика материальной точки

Информатика: Компьютерное моделирование

Тема урока: «Исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания»

Цели урока:

  • исследование зависимости дальности полёта тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания;

  • создание физической модели кинематики материальной точки.


Задачи:

познавательные:

  • обобщить знания из курса физики по теме кинематика материальной точки;

  • научиться применять знания теории по моделированию;

  • формировать умения работать в программах MS Office Excel, Visual Basic для решения задач физического содержания по кинематике материальной точки.

развивающие:

  • развивать познавательный интерес, реализуя метапредметные связи курсов физики, информатики и математики;

  • развивать умения обобщать, анализировать и систематизировать информацию;

  • развивать алгоритмическое мышление

воспитательные:

  • формировать научное мировоззрение, целостную картину мира.


Вид урока: интегрированный.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: урок-беседа и практическая работа.

Методы:

  • словесный (при актуализации знаний)

  • практический (при построении модели)

  • исследовательский (при изучении модели)

Оборудование: мультимедийный проектор, стационарный компьютер, два ноутбука


План урока:

№ п/п

Этапы урока

Время

1.

Вступительное слово учителя, постановка целей урока, формулировка задачи по кинематике

2.

Повторение темы «Этапы моделирования»

3.

Решение задачи по алгоритму этапов моделирования (фронтальная работа):

  • описательная информационная модель

  • формализованная модель

10´

4.

Решение задачи по алгоритму этапов моделирования (работа в группах):

  • компьютерное моделирование в программах MS Office Excel, Visual Basic

  • теоретический эксперимент

  • компьютерный эксперимент

  • анализ полученных результатов

15´

5.

Представление результатов компьютерного моделирования

6.

Представление результатов теоретического и компьютерного эксперимента: формулировка вывода к задаче

7.

Подведение итогов урока. Рефлексия


Ход урока:

№ п/п

Этапы урока

Время

Содержание этапа урока

№ слайда

1.

Вступительное слово учителя, постановка целей урока, формулировка задачи по кинематике

Актуализация знаний – фронтальная беседа по вопросам: каким может быть движение тела под действием силы тяжести? Как называется это движение?

Вывод: создаётся необходимость изучения движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Тема: исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания.

Цель: исследование зависимости дальности полёта тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания; создание физической модели кинематики материальной точки.

1









2

2.

Повторение темы «Этапы моделирования»


Фронтальное повторение этапов компьютерного моделирования.

В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. Использование компьютера для исследования моделей различных объектов позволяет изучить их изменения в зависимости от значений тех или иных свойств, упростив работу и сократив время исследования. Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов. Давайте их вспомним.

  1. Описательная информационная модель: на первом этапе исследования объекта или процесса строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные, с точки зрения проводимого исследования, свойства объекта.

  2. Формализованная модель: на втором этапе создаётся формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается на формальном языке – языке формул.

  3. Компьютерная модель: на третьем этапе формализованную модель преобразовывают в компьютерную.

  4. Компьютерный эксперимент: четвёртый этап исследования состоит в компьютерном эксперименте.

  5. Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели: пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели.

Построить описательную и формализованную модель кинематики материальной точки я приглашаю Наталью Дмитриевну.

3

3.

Решение задачи по алгоритму этапов моделирования (фронтальная работа):

  • описательная информационная модель

  • формализованная модель

10´

Описательная информационная модель:


тело, брошенное под углом к горизонту α0 с некоторой начальной скоростью v0 упало на землю на расстоянии S от точки бросания. Найти, как зависит дальность полета тела от угла бросания.


Формализованная модель:

вывод формулы (фронтально)


Запишем основные уравнения кинематики для координат X Y

X=X0+ V0xt + gxt2/2

Y=Y0+ V0yt + gyt2/2

Запишем уравнения для нашего случая в момент времени падения тела t

X =X0+ V0xt + gxt2/2

Y=Y0+ V0yt + gyt2/2

X0=0

Y0=0

V0x= V0cos α0

V0y= V0sin α0

gx=0

gy=-g

X =S

Y=0

Решаем систему уравнений относительно t

L= V0cos α0t (1)

0= V0sin α0t - gt2/2 (2)

Из уравнения 2 выражаем время t

t =2V0sin α0/g

Подставляем в уравнение (1) и получаем закон зависимости дальности полета L от угла бросания α0

L= (2V0sin α0V0cos α0)/ g

Упрощаем используя тригонометрическое равенство.




4

4.

Решение задачи по алгоритму этапов моделирования (работа в группах):

  • компьютерное моделирование в программах MS Office Excel, Visual Basic

  • теоретический эксперимент

  • компьютерный эксперимент

  • анализ полученных результатов

15´

Ребята, одна из целей нашего урока - создание физической модели кинематики материальной точки.

Предлагаю разделиться на четыре группы. Первая группа осуществит компьютерное моделирование движения тела, брошенного под углом к горизонту в программе MS Office Excel. Вторая группа подготовит проект как компьютерную модель в программе Visual Basic. Третья группа проведёт теоретический эксперимент с помощью физических формул, четвёртая – компьютерный эксперимент с помощью компьютерной модели на языке Delphi.

Ну, а далее мы познакомимся с вашими проектами и проведём анализ полученных результатов.


5.

Представление результатов компьютерного моделирования

Представление результатов компьютерного моделирования в программах MS Office Excel, Visual Basic.


6.

Представление результатов теоретического и компьютерного эксперимента: формулировка вывода к задаче

Представление результатов теоретического и компьютерного эксперимента: формулировка вывода к задаче – описание зависимости дальности полёта от угла бросания.


7.

Подведение итогов урока. Рефлексия

Для того, чтобы оценить нашу работу на уроке, прошу вас, ребята, заполнить карточки рефлексии (раздаю карточки для заполнения, дети заполняют, параллельно подвожу итог урока)

Итак, сегодня мы провели с вами интегрированный урок физики, информатики и математики. По итогам урока мы убедились во взаимосвязи этих предметов и научились, например, применять знания и умения, полученные на уроках математики и информатики к решению физических задач, а именно задач по механике. Так, сегодня мы решали систему уравнений, упрощали математические выражения, повторили понятия косинуса и синуса, применяя свои знания и навыки по математике. Повторили уравнение равномерного и равноускоренного движения, понятия свободное падение из курса физики.

На основе теоретического и компьютерного эксперимента изучили движение тела под действием силы тяжести, брошенного под углом к горизонту. Создали компьютерные модели физических явлений, опираясь на свои знания и умения по информатике.

Считаем, что урок у нас получился интересным…Ну, а как считаете вы, узнаем, познакомившись с вашими карточками рефлексии.

Урок окончен. Всем спасибо!























Просмотр содержимого документа
«Карточки рефлексии»

Карточки рефлексии

Фамилия Имя

«Плюс-минус-интересно»

Плюс

(что понравилось на уроке, информация и формы работы,  которые вызвали положительные эмоции, либо могут быть полезны для достижения каких-то целей)


Минус

(что не понравилось на уроке, показалось скучным, вызвало неприязнь, осталось непонятным или информация, которая оказалась не нужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций)


Интересно

(любопытные факты, о которых узнали на уроке, и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к учителю)














Карточки рефлексии

Фамилия Имя

«Плюс-минус-интересно»

Плюс

(что понравилось на уроке, информация и формы работы,  которые вызвали положительные эмоции, либо могут быть полезны для достижения каких-то целей)


Минус

(что не понравилось на уроке, показалось скучным, вызвало неприязнь, осталось непонятным или информация, которая оказалась не нужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций)


Интересно

(любопытные факты, о которых узнали на уроке, и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к учителю)













Просмотр содержимого документа
«Раздаточный материал»

Задание для группы: «Теоретический эксперимент»

Тема: исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Цель экспериментального исследования: изучить движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Задача: исследовать зависимость дальности полета от угла вылета.

Ход работы:

  1. Сделайте соответствующие вычисления по формуле и заполните таблицу:

№ опыта

Дальность полета при угле вылета α

35º

40º

45º

50º

1

V=10 м/с





2

V=15 м/с





3

V=20 м/с







  1. Обсуждение результатов

Контрольные вопросы:

  • При каком угле вылета дальность полета максимальна?

  • При каких углах вылета дальность полета одинакова?

  • Чем отличается траектория полета при углах 40º и 50º?

  1. По результатам обсуждения вопросов самостоятельно сформулируйте вывод по проведенным исследованиям.



Задание для группы: «Компьютерный эксперимент»

Тема: исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Цель экспериментального исследования: изучить движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Задача: исследовать зависимость дальности полета от угла вылета.

Ход работы:

  1. Сделайте соответствующие исследования с помощью компьютерной модели и заполните таблицу:

№ опыта

Дальность полета при угле вылета α

35º

40º

45º

50º

1

V=10 м/с





2

V=15 м/с





3

V=20 м/с







  1. Обсуждение результатов

Контрольные вопросы:

  • При каком угле вылета дальность полета максимальна?

  • При каких углах вылета дальность полета одинакова?

  • Чем отличается траектория полета при углах 40º и 50º?

  1. По результатам обсуждения вопросов самостоятельно сформулируйте вывод по проведенным исследованиям.



Просмотр содержимого документа
«Самоанализ урока»


Самоанализ урока

«Исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания»

Интегрированный урок в 9 классе

Предметы: физика, математика, информатика

Тема урока: «Исследование зависимости дальности полета тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания»

Цели урока: исследование зависимости дальности полёта тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания; создание физической модели кинематики материальной точки.

Задачи:

познавательные:

  • обобщить знания из курса физики по теме кинематика материальной точки;

  • научиться применять знания теории по моделированию;

  • формировать умения работать в программах MS Office Excel, Visual Basic для решения задач физического содержания по кинематике материальной точки.

развивающие:

  • развивать познавательный интерес, реализуя метапредметные связи курсов физики, информатики и математики;

  • развивать умения обобщать, анализировать и систематизировать информацию;

  • развивать алгоритмическое мышление.

воспитательные:

  • формировать научное мировоззрение, целостную картину мира.


Тип урока: комбинированный.

Форма урока: урок-беседа и практическая работа.


Урок соответствует требованиям ФГОС, ООП ООО, рабочей программе по физике, математике и информатике.

Урок имеет важное значение для изучения одного из разделов физики – механики. Он опирается на предыдущий материал по физике (законы равномерного и равноускоренного движения, законы динамики), по математике (системы уравнений, понятия косинуса и синуса) и имеет важное значение для изучения криволинейного движения и движения искусственных спутников земли в дальнейшем.

Урок несёт также практическую отработку навыков по формированию физических моделей в программах MS Office Excel, Visual Basic.


Цель урока определяется в обсуждении с учениками. Мотивация на уроке обеспечивается в начале урока созданием проблемной ситуации, когда учащиеся сталкиваются с новыми практическими условиями использования имеющихся знаний, когда имеет место поиск путей применения знаний на практике.

На уроке применялись элементы инновационных технологий: интерактивной технологии, технологии проектного обучения, компьютерной технологии.

На основе перечисленных элементов инновационных технологий использовались следующие методы и формы обучения: элементы проблемного обучения, учебное сотрудничество в группах, исследование проблемы на основе теоретического и компьютерного эксперимента и компьютерного моделирования.

Деление обучающихся на рабочие группы осуществлялось на основе сформированных у них учебных навыков.


Средства обучения: мультимедийный проектор, стационарный компьютер, два ноутбука, калькулятор, учебники, раздаточный материал.


В ходе урока формировались следующие универсальные учебные действия:

  • предметные: умение работать с готовыми компьютерными моделями из различных предметных областей, умение исследовать с помощью информационных моделей объекты в соответствии с поставленной задачей, умение строить различные информационные модели;

  • метапредметные: умение сформулировать учебную задачу на основе известного, умение оценивать результаты деятельности, умение систематизировать, обобщать и делать выводы, умение организовать свою деятельность;

  • личностные: формирование положительной познавательной мотивации, формирование ценностного отношения друг к другу и к учителю, умение принимать самостоятельные решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий, проявлять инициативу.


Оценивание работы осуществлялось как индивидуально по ходу урока, так и по итогам работы в группах целиком после демонстрации выводов, полученных в ходе теоретического и компьютерного эксперимента, а также демонстрации проектов компьютерного моделирования.

Подведение итогов проводилось через рефлексию – обучающиеся заполняли карточки рефлексии.

Результаты урока совпадают с целью урока, сформулированной совместно с учениками.







Просмотр содержимого презентации
«Презентация»

Интегрированный урок по физике, информатике и математике

Интегрированный урок по физике,

информатике и математике

Цели урока:

Цели урока:

  • исследование зависимости дальности полёта тела, брошенного под углом к горизонту от угла бросания;
  • создание физической модели кинематики материальной точки.
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере

Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере


Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей