Конспект урока физики с использованием АМО на тему: "Определение координаты движущегося тела"

Конспект урока по физике

Тема: Определение координаты движущегося тела

Класс: 8 Учебник: Перышкин А.В. Физика 9 класс М, Дрофа, 2013 год

Тип урока: Урок введения новых знаний

Методы изучения: Объяснительно иллюстративный с использованием АМО: фрейм, «Светофор»

Дидактическая цель:

• начать формировать представление школьников о местоположении материальной точки, о проекциях векторов на координатные оси и модулях векторов

Познавательная цель:

• усвоение учащимися основных понятий, связанных с координатами материальных точек, изучение способов определения координат движущегося тела ; научиться использовать полученные знания в повседневной жизни.

Формируемые УУД:

Личностные:

• сформировать познавательный интерес и творческую инициативу, самостоятельность в приобретении новых знаний, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения;

• уметь принимать самостоятельные решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий.

Метапредметные:

• Овладение навыками самостоятельного приобретения знаний о физических понятий и величинах, характеризующих механическое движение.

• Понимание различия между «путь» и «перемещение».

• Формирование умений воспринимать, анализировать и перерабатывать полученную из учебника информацию в соответствие с поставленными задачами.

Предметные:

• Актуализировать знания о механическом движении

• Ввести понятие проекции перемещения

• Выяснить, что входит в систему отсчета

• Научиться, определять конечную координату тела.

• Ознакомится с уравнением движения.

Структура урока

Ход урока

1. Организационный этап

Учитель: Здравствуйте, Ребята. Сегодня нас ждет много нового и интересного.

2. Актуализация знаний.

Учитель: Но наш с вами урок мы начнем с повторения пройденного на прошлом уроке материала. Пожалуйста, посмотрите на слайд и скажите, что объединяет все картинки.

Ученики: Перемещение!

Учитель: Правильно, на прошлом уроке вы начали изучать перемещение. А кто скажет, какая основная задача механики?

Ученики: Основной задачей механики является определение положения тела в любой момент времени

Учитель: Как мы можем узнать это?

Ученики: С помощью перемещения

Учитель: Что такое перемещение?

Ученики: Перемещение материальной точки называют вектор, соединяющий начальное и конечное положение точки.

Учитель: Чем отличается понятие путь от перемещения?

Ученики: Путь - это скалярная физическая величина, а перемещение – векторная физическая величина.

Учитель: Чем векторные физические величины отличаются от скалярных?

Ученики: Скалярная величина определяется только числовым значением, в отличие от вектора, который численного значения имеет еще направление.

Учитель: Всегда ли путь равен перемещению? Приведите примеры.

Ученики: Путь равен перемещению, если тело двигается прямолинейно, во всех других случаях путь будет больше, чем перемещение.

3. Мотивационный этап

Учитель:

Однажды по делам службы Георгу Рафу пришлось находиться в управлении береговой охраны. Он уже заканчивал беседу с начальником управления, когда неожиданно в кабинет вбежал молодой офицер.

-Сэр, получен сигнал SOS, -доложил он начальнику.

-Немедленно высылайте спасательный вертолёт.

-Сэр, дело в том, что связь с яхтой, терпящей бедствие, прервалась. Радист успел чётко зафиксировать только то, что их прямой маршрут составил 40 км от пристани на запад, а затем 30 км на север

Раф резко встал с кресла и подошёл к карте, посмотрел на нее и четко назвал координаты, куда отсылать подмогу.

Учитель: Что сделал Георг Раф?

Ученики: Определил положение, где находится яхта

Учитель: Как думаете, что значит определить положение тела? Что нам должно быть известно?

Ученики: Это значит, что мы должны знать, где находится тело в любой момент времени, его координаты.

Учитель: как мы можем определить положение тела через время t, зная его начальное положение и вектор его перемещения?

Ученики:………..

Учитель: Запишем тему нашего урока: Определение координаты движущегося тела.

4.Изучение нового материала.

Учитель: Ребята, представьте, Вы тот самый Георг Раф. И Вам нужно знать где находится эта яхта. У вас в руках есть карта.

Подумайте, как это сделать? Что для этого необходимо? Если, к примеру, Вы знаете как она двигалась, ее маршрут.

Ученики: Нам нужно знать, откуда она начала свое движение.

Учитель: Верно, вам нужно знать точку откуда отправилась яхта. Как такую точку можно назвать?

Ученики: начало пути или начальная точка

Учитель: Ребята, вы близко. Такую точку, относительно которой мы начинаем путь называют -Тело отсчета, т.е. тело, непосредственно от которого начнется отсчет нашего пути. Когда тело отсчета у нас выбрано, что еще необходимо знать?

Ученики: Необходимо знать, где у нас будет находится север, запад

Учитель: правильно, нужно выбрать ориентацию. А что еще может вам пригодится, если, к примеру у вас есть такая фраза «В течение 2 минут двигайтесь без остановки прямо»

Ученики: ВРЕМЯ. Нужно взять прибор для его измерения.

Учитель: Какие способы вы знаете, для ориентации пространства

Ученики: С помощью компаса

Учитель: да, с помощью компаса мы знаем где север, юг,запад и восток. На уроках математики вы тоже часто делаете ориентацию плоскости, когда хотите построить график по координатам, как это называется?

Ученики: координатные оси.

Учитель: верно, координатные оси и координаты вместе образуют координатную систему

Давайте подумаем, что такое система координат, какие они бывают, и что такое координата тела.

Внимание на слайд.

Известный учёный Рене Декарт в 17 веке изобрел координатный метод решения задач и ввел удобную систему координат. Ее еще называют декартова система координат.

Ребята, если тело может двигаться только вперед и назад, сколько осей и координат потребуется для того чтобы описать его движение?

Ученики: Одна ось и соответственно координата.

Учитель: Если же движение тела происходит на плоскости, он может двигать прямо-назад, право-лево?

Ученики: Две оси, а значит и две координаты.

Учитель: Хорошо, а если тело движется в пространстве, сколько нужно нам осей и координат? Почему?

Ученики: 3 оси, т.к. помимо право-лево, вперед -назад, мы можем двигаться верх и вниз. А т.к. три оси, то и три координаты.

Учитель: Все верно. Значит, сколько координатных систем мы знаем.

Ученики: Три.

Учитель: Давайте посмотрим на слайд и назовем вместе как каждая называется.

Учитель вместе с детьми: Одномерная, двухмерная, трехмерная.

Учитель: Что такое координата?

Ученики: ...

Учитель: Координата- это физ. величина, численно оценивающая расстояние тела от начала осей координат. Единица измерения в физики метр.

Учитель: Получается, если у нас одна ось нам достаточно одной координаты – х, если две оси – х и у, если три оси – х, у и z. А если мы начинаем свой путь относительно какого-то тела или объекта стоит поставить начало наших осей координат, где уместно будет поставить?

Ученики: наверно, удобнее начало будет поставить как раз в этом теле, относительно которого мы начнем движение.

Учитель: Молодцы! Все три составляющие: тело отсчета, система координат и время (прибор для его измерения) образуют систему отсчета. Она помогает правильно ориентироваться в пространстве, находить нужные координаты и добираться до них.

А если тело движется, что происходит с его координатами?

Ученики: они будут меняться.

Учитель: Так как перемещение — это векторная величина, имеет модуль и направление, то складывать и вычитать перемещения необходимо по правилам сложения и вычитания векторов.

Вы знаете, как складывать и вычитать вектора?

Ученики: Нет, мы еще не умеем.

Учитель: значит нам нужен другой способ как это сделать. Вы можете предложить его?

Ученики: ….

Учитель: при решении большинства задач, используется понятие не вектора, а проекции вектора на ось координат.

Начнем с понятия проекции точки.

Проекция точки — это основание перпендикуляра, опущенного из данной точки на ось.

На представленном рисунке точка А₁ — это проекция точки А на ось Ox, а точка B₁ — проекция точки B на ось Oy.

Теперь разберёмся с проекцией вектора на ось. Согласно определению, проекция вектора на ось — это длина отрезка между проекциями начала и конца вектора на эту ось, взятая со знаком «плюс» или «минус».

Проекция вектора на ось считается положительной, если вектор сонаправлен с этой осью, и отрицательной, если вектор направлен противоположно оси.

Проекция вектора перемещения на ось обозначается так же, как и само перемещение с инициалом оси на которую проецируем S_x и без вектора, т.к. это длина-скаляр.

из изученного раннее, что перемещение-это разница координат, из конечной начальную

S_x=x-x₀ можем выразить, что конечная координата равна Х= X₀ + S_x

Единица измерения в СИ будем метр, как и само перемещения.

Но перемещение имеет знак, с помощью фрейм рамки предлагаю вам потренироваться в нахождение проекции перемещения при различных случаях. Давайте заполним вместе таблицу. Перерисуейте ее к себе.

Первый случай простой мы с вами только что его обговаривали. Кто еще раз повторит?

Ученики: В первом случае вектор перемещения сонаправлен с осью координат, значит знак перемещения будет +. По модулю перемещение будет равно конечная минус начальная координата.

Учитель: верно. Давайте для второго случая.

Ученики: Опусти перпендикуляр на ось х.Начало вектора перпендикуляр имеет координату Х₀, конец вектора Х. Проекция перемещения будет отрицательна, так как вектор перемещения и ось противоположно направлены.

Учитель: Хорошо. Третий случай у нас интереснее, здесь у нас две оси, проеция перемещения будет и на ось Оу и на ось Ох. Давайте опустим сначало перпендикуляр на ось Ох, вектор перемещения и ось сонаправлены, значит проекция будет ….

Ученики: положительной и по модулю равна Х1-Х0

Учитель: проделаем тоже самоу с осью Оу

Ученики: опустим сначало перпендикуляр на ось Оy, вектор перемещения и ось сонаправлены, значит проекция будет тоже положительной и по модулю S_y=y₁-y₀

Учитель: Можно заметить, что у нас образовался прямоугольный треугольник с катетами S_x и S_y, а само перемещение равно гипотенузе. Как сможем его найти? Какую геометрическую теорему применим?

Ученики: Теорему Пифагора – квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов.

Учитель: Хорошо. Обратив внимание на четвертый случай. Если мы опустим перпендикуляры из начала и конца вектора перемещения, куда они оба попадут?

Ученики: Они попадут в одну и ту же точку на оси.

Учитель: Значит, проекция вектора перемещения чему будет равна? Чему будет равна разность координат начала и конца?

Ученики: нулю

Учитель: Вот такая таблица у нас должна получится. Проверьте, у вас также?

Учащиеся: Да.

5.Закрепление нового материала.

Учитель: сегодня на уроке мы с вами получили формулу связывающую начальную координату и проекцию вектора перемещения, кто ее назовет

Ученики: х= x₀+S_x

Учитель: Обведите ее в рамочку. Это уравнение движения. Также на уроке мы познакомились с понятием …?

Ученики: Проекция вектора на ось

Учитель: что такое проекция вектора?

Ученики: Проекция вектора на ось — это длина отрезка, заключенного между проекциями начала и конца вектора на эту ось.

Учитель: чем проекция вектора перемещения отличается от пути?

Ученики: Наш путь всегда положителен, в то время как проекция нашего перемещения может быть отрицательна

Учитель: Что нужно, чтобы найти координату тела, зная перемещение и начальную точку?

Ученики: нужно ввести систему отсчета

Учитель: Что в нее входит?

Ученики: Тело отсчета, относительно которого движение начинается, Координатную систему ввести. Выбрав количество осей и прибор для времени

Учитель: Сегодня на уроке мы научились находить проекцию тела и с помощью перемещения находить координату тела . Хорошо. Давайте закрепим материал.

Посмотрите на слайд.

Вам представлен вектор. Нам нужно вместе найти его проекцию. Первое что мы сделаем, это?

Учащиеся: Опустим из начала и конца вектора перпендикуляры

Учитель: Хорошо. Как будут называться эти координаты

Учащиеся: Хо и Х

Учитель: Пусть одна клеточка это единичный отрезок. Чему равны будет эти координаты?

Учащиеся:

Хо=1

Х=5

Учитель: С помощью какой формулы можно найти проекцию вектора перемещения?

Учащиеся:

Учитель:

Давайте вычислим, что у нас получится

Выполните самостоятельно следующее задание внимание на слайд. На ваших столах, есть листочки с этим заданием. Подпишите их и заполните решение в этих листочках.

Подведение итогов. Домашние задание

Учитель: Запишем домашнее задание

параграф №3, и задача

Давайте ее рассмотрим.

Два катера двигаются в противоположных направлениях и встречаются друг с другом в 100км от пристани. Продолжая свое движение в течение какого-то времени t первый катер переместится от места встречи на 60 км к востоку, второй на 50 км к западу. Определите координаты каждого катера относительно пристани и расстояние между катерами через время t после их встречи.

Запишем дано, что мы знаем?

Учащиеся: Мы знаем расстояние от пристани, и перемещение первого и второго катера.

Учитель: Надо ли нам переводить в этой задачи единицы измерения СИ?

Учащиеся: Можно не переводить, так как тут все в км.

Учитель: Зарисуйте примерную схему в момент встречи катеров.

Давайте с вами рассуждать. Первое, что вы сделаете, введете что?

Учащиеся: систему отсчета.

Учитель: Относительно какого тела лучше ее ввести?

Ученики: Относительно пристани, т.к. в задачи это упоминается

Учитель: Да. Далее нужно ввести систему координат. Сколько осей достаточно?

Ученики: Одной.

Учитель: Почему?

Учащиеся: Т.к. движение осуществляется либо от пристани, либо к пристани вдоль одной прямой.

Учитель: Куда направим?

Учащиеся: Вправо

Учитель: Хорошо. Давайте запишем дано и к себе зарисуем в тетрадку координатную прямую. Покажем пристань в начале отсчета и на расстояние 100 км от пристани покажем два катера, которые встретились. Какая у них была координата в момент встречи?

Ученики: 100 км

Учитель: Хорошо, давайте координату встречи обозначим как Х₀. Мы знаем, что один катер переместился от места встречи на 60 км к востоку, второй на 50 км к западу. Чем это является?

Ученики: Это перемещение катеров.

Учитель: Хорошо. Но для того, чтобы узнать координаты новых положений, нам нужно использовать проекции перемещений.

Ребята, в нашем случае проекции перемещения первого и второго катера какой знак будут иметь и чему будут равны по модулю?

Ученики: Первый катер будет иметь положительную проекцию +60км, тк как вектор перемещения как и координатная ось направлены вправо, второй катер отрицательную -50км., т.к перемещение направлено влево, а ось вправо

Учитель:

Зная это, вы можете найти координаты Х₁ и Х₂ для первого и второго катера.

Какую формулу будем использовать?

Учащиеся: Х= X₀ + S_x

Учитель: Выполните решение дома

Рефлексия

Учитель: Теперь, давайте определим, можем ли мы двигаться дальше. Вот мы как бы приближаемся к светофору, и какой-то цвет должен загореться. Этот цвет укажите Вы. Каким образом? Сейчас каждый из вас получит три кружка. Они соответствуют сигналам светофора. Однако, их значения здесь особые, ведь касаются самооценки результатов собственной деятельности на уроке:

Сейчас внимательно прислушайтесь к себе. Затем поднимите тот кружок, значение которого больше всего подходит вам. При выходе из класса кружок необходимо положить в коробку на демонстрационном столе. Спасибо за ваши старания! На этом урок окончен.