Урок физики в 11 классе

Урок физики в 11 классе

Учебник . Мнемозина, Москва, 2001 г. 11 класс

Тема урока: «Изучение движения тела под действием силы тяжести в разных ИСО + формулировка проблемы использования принципа Галилея для законов электродинамики»

Форма проведения: Виртуальная фронтальная лабораторная работа.

Оборудование и программы: урок проводится в компьютерном классе, необходимы программы Word, Excel, Power Point, «Живая физика» и операционная система Windows 98 или выше.

Цели урока: 1. Образовательные – повторение и обобщение основных понятий механики. Знакомство с причинами создания специальной теории относительности и квантовой механики. Формирование современных представлений о пространстве и времени.

2. Развивающие – использование научных методов изучения сложных явлений природы, знакомство с табличным способом обработки результатов исследования.

3. Воспитательные – развитие навыков безопасной, аккуратной и грамотной работы на компьютере.

План работы учителя:

Подготовительный этап: До урока ученикам необходимо повторить материал 7, 9, 10 класса по темам: основные понятия механики – явление инерции и относительности, система отсчета, инерциальная система отсчета, принцип Галилея, первый закон Ньютона.

Учителю до урока необходимо создать папку «Урок ИСО», в которую включить все необходимые материалы и эксперименты для проведения урока – определение ИСО (рабочая и образец), схемы механики и электродинамики, составленные учениками в 9,10 классах, файлы «Живой физики» 1.ip, 2.ip.

План проведения урока:

1 этап урока. Вступление - краткое обоснование темы урока, формулировка задачи урока.

Классическая механика Ньютона, разработанная учеными 17-19 века, прошла многочисленные испытания и проверки, сумела ответить на различные вопросы движения тел. В результате к концу 19 века была создана понятная механистическая картина мира. Но после открытия в конце 19 века Дж. Максвеллом законов электродинамики, появились проблемы использования этой механистической модели для законов электродинамики. А также возникли проблемы использования законов механики для тел движущихся со скоростью света. В начале 20 века стало ясно, что законы механики не являются абсолютно точными. Они хорошо выполняются при условии движения больших тел с малой, относительно скорости света, скоростью. Существующие представления о пространстве и времени не решали этих проблем. Решение этих проблем предложил Эйнштейн, создав СТО в 1905 году, и затем ОТО в 1915. Другим решением явилось создание новой современной науки – квантовой физики. Наша задача на уроке проверить и понять смысл выполнение принципа Галилея для законов механики в разных ИСО, и сформулировать проблему использования принципа Галилея для электродинамики. А так как принцип Галилея характеризует пространство. Следовательно, либо неверны представления о пространстве, либо неверны законы электродинамики. Каким образом эти проблемы можно решить? И каким образом эти проблемы были решены в начале 20 века.

2 этап урока. Проверка подготовки учеников - повторение материала изученного в 7, 9, 10 классах. Ученикам необходимо вспомнить и сформулировать определения инерции, относительности, первого закона Ньютона, системы отсчета, инерциальной системы отсчета, принципа Галилея. 1. Повторение темы: «Явление инерции».

Устные вопросы классу: Какое явление называется инерцией? (Инерция – явление сохранения скорости движения). Приведите примеры инерции? (Тормозной путь автомобиля, разгон автомобиля). Когда и кем было открыто явление инерции? (В начале 17 века, Галилей). Инерция это свойство тела или пространства и времени? Сформулируйте принцип Галилея? Что характеризует принцип Галилея механическое движение, системы отсчета, пространство? Сформулируйте первый закон Ньютона?

2. Повторение темы: «Явление относительности».

Устные вопросы классу. В чем состоит относительность движения? (Выбор системы отсчета). Приведите примеры относительности движения? (Пассажир автобуса движется относительно остановки, дороги и не движется относительно автобуса, других пассажиров).

3. Наблюдение относительности движения в эксперименте «Живая физика». Задание всему классу открыть программу «Живая физика» файл 1.ip. Просмотреть движение правого диска относительно нижнего бруска и затем относительно левого диска. Сравнить движения и сделать вывод? Картинка опыта находится в приложении №1.

4. Повторение темы: «Инерциальная система отсчета».

Используя программу «Word» вспомнить определение ИСО. Открыть документ: «Рабочее определение ИСО» в папке «Урок ИСО». Из нескольких фраз выбрать необходимую фразу для определения ИСО, все лишние удалить. Сохранить полученное определение под своим именем. Открыть документ: «Образец определения ИСО». Сравнить своё определение с образцом и оценить свой ответ. (Приложения №2, №3)

5. Повторение темы: «Механика».

Краткая характеристика состояния физики к концу 19 века. Вспомнить, какие представления о пространстве и времени были в науке в начале 20 века. До начала 17 века в науке господствовало учение Аристотеля, основанное на «теории здравого смысла». Согласно этой теории если на тело силы не действуют, то тело не движется (v=0). Галилей доказал ошибочность этого утверждения, открыв явление инерции – если на тело силы не действуют, то тело движется прямолинейно и равномерно (v-постоянна). И сформулировав принцип Галилея в 1636 году – законы механики одинаковы во всех ИСО. Впоследствии Ньютон дополнил принцип инерции важным условием – тело движется с постоянной скоростью, если силы не действуют и система отсчета инерциальная (движется без ускорения). Таким образом, был сформулирован очень важный первый закон Ньютона. Сейчас нужно вспомнить схему механики, которую мы составляли в 9,10 классах. На этой схеме расположены основные понятия механики: явления, модели, законы, характеристики, используемые в механике, а куда на этой схеме можно поместить ИСО?

Открыть документ «Рабочая схема механики» (составляется в 9, 10 классе) и выполнить задание. Проверить своё решение по документу «образец механики» и оценить свой ответ. (Приложения №5, №6)

3 этап урока. Основной - выполнение виртуальной лабораторной работы «Изучение движения тела под действием силы тяжести в разных ИСО».

Цель работы: Проверить правильность принципа Галилея для механики – законы механики во всех ИСО одинаковы.

Ход работы: 1. Открыть «Живая физика» файл 2.ip запустить эксперимент для g=9,8 м/с2 (ИСО Земля, картинка опыта в приложении №7)

2. Записать данные эксперимента.

3. Открыть Excel, вставить данные эксперимента в таблицу, и обработать, удалив лишние столбцы и строки. Оставить таблицу из 5 столбцов и 7 строк. (Примерная таблица в приложении №8)

4. Открыть Power Point и записать в титульный слайд тему и цель работы, создать первый слайд «ИСО Земля» вставив в слайд полученную таблицу.

5. Снова открыть «Живая физика» файл 2.ip запустить эксперимент для g=1,6 м/с2 (Луна) и повторить пункты 2, 3, 4 создать второй слайд «ИСО Луна». (В результате должна получится презентация из 4 слайдов примерный вид в приложении №9)

6. Проверить принцип Галилея, для этого взять любой закон механики и подставить данные из разных ИСО (первый и второй слайд).

7. Сделать выводы в третьем слайде.

8. Сохранить презентацию «Своё имя, класс».

4 этап урока. Подведение итогов - рассмотреть схему «Электродинамика» (составляется в 9, 10 классе). Приложение . Почему на этой схеме, поместить ИСО, также как было на схеме механика уже нельзя? Ответ на этот вопрос в § 14.2 стр. 239,240.

Домашнее задание – подготовить пересказ § 14, и письменно ответить на вопрос – почему законы электродинамики не подчиняются принципу Галилея.

По итогам урока ученики получают две оценки – первую за устные ответы на уроке по накопительной системе. (Например, ученик ответил на 4 вопроса и получил две 3 и две 4, средняя оценка (3+3+4+4)/4=3,5 в журнал выставляется 4). Вторая оценка за письменные ответы – определение ИСО, схема механики, отчет по лабораторной работе выставляется после проверки.