Физикам.Ру - теоретическая и практическая Физика
Домашняя Карта сайта Избранное
    • Педтехнологии
     Разработки уроков
    • Внеклассная работа
    • Подготовка к экзаменам
    • Профессиональное мастерство учителя
    • Кафедра естественных наук
    • Новости физики
    • Бесплатный банк рефератов [new!]

Баллистическое движение. Сценарий урока.

Описание деятельности учителя и учащихся на уроке.




Класс физика Описание программы. в физике


Смотрите также:
Автоматизация производства
Ремонт автомобилей
Страны мира
Психология
Логистика

 

Тема урока: «Моделирование баллистического движения».

Цели урока:

1. Методическая: показать методику практической реализации межпредметных связей.

2. Обучающая: повторение и закрепление темы «Баллистическое движение»; выработка практических навыков в освоении методологии компьютерного математического моделирования.

3. Развивающая: освоение элементов самостоятельной научно-исследовательской работы; укрепление навыков программирования при реализации практически значимых задач; развитие творческих способностей учащихся.

4. Воспитательная: способствовать воспитанию ответственности, активности, уверенности, целенаправленности, любознательности, умения вести диалог, самостоятельности, трудолюбия, патриотизма и национальной гордости, бережного отношения к своему здоровью через реализацию здоровье сберегающих технологий).

Тип урока: бинарный урок.

Методы урока: рассказ, беседа, фронтальный опрос, компьютерное математическое моделирование, самостоятельная работа, исследование, анализ.

Оборудование: компьютеры, общая схема процесса компьютерного математического моделирования, телевизор, задания для учащихся.

План урока:

1. Организация начала урока.

2. Вводная беседа с объявлением темы и постановкой цели урока.

3. Повторение этапов процесса моделирования (фронтальный опрос).

4. Повторение физических основ баллистического движения.

5. Моделирование баллистического движения:

5.1. Составление алгоритма.

5.2. Выполнение практического задания.

6. Физминутка.

7. Анализ полученных результатов.

8. Подведение итогов урока.

9. Домашнее задание.

Ход урока.

1. Организация начала урока.

2. Вводная беседа.

Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложны, что лучшим способом их изучения часто является построение модели, отображающей лишь какую-то грань реальности и потому многократно более простой, чем эта реальность, и исследование сначала этой модели. Многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода. Итак, что же такое «модель»?

Учащийся дает формулировку: Модель является представлением объекта в некоторой форме, отличной от формы его реального существования.

Учитель формулирует тему и цель урока: темой и целью сегодняшнего урока является моделирование баллистического движения.

3. Повторение этапов процесса моделирования (фронтальный опрос).

Учащиеся по очереди описывают каждый этап моделирования, изображенных на схеме.

Первый этап-определение цели моделирования. Основные из них таковы:

1) Модель нужна для того, чтобы научиться управлять объектом, чтобы понять как устроен конкретный объект, какова его структура, основные свойства, законы развития и взаимодействия с окружающим миром (понимание);

2) Модель нужна для того, чтобы научиться управлять объектом (или процессом) и определить наилучшие способы управления при заданных целях и критериях (управление);

3) Модель нужна для того, чтобы прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации данных способов и форм воздействия на объект (прогнозирование).

Второй этап - отбрасывание менее значимых факторов огрубляет объект моделирования и способствует пониманию его главных свойств и закономерностей.

Третий этап - поиск математического описания. На этом этапе необходимо перейти от абстрактной формулировки модели к формулировке, имеющей конкретное математическое наполнение. В этот момент модель предстает перед нами в виде уравнения, системы уравнений, системы неравенств, дифференциального уравнения или системы таких уравнений и т.д.

Четвертый этап - когда математическая модель сформулирована выбираем метод ее исследования. Как правило, для решения одной и той же задачи есть несколько конкретных методов, различающихся эффективностью, устойчивостью и т.д. От верного выбора метода часто зависит успех всего процесса.

Пятый этап – разработка алгоритма и составление программы для ЭВМ – это творческий и трудно формализуемый процесс, который зависит от характера задачи и склонностей программиста.

Шестой этап – после составления программы решаем с ее помощью простейшую тестовую задачу (желательно с заранее известным ответом) с целью устранения грубых ошибок).

Седьмой этап – следует численный эксперимент, и выясняется, соответствует ли модель реальному объекту (процессу). Модель адекватна реальному процессу, если некоторые характеристики процесса, полученные на ЭВМ, совпадают с экспериментальными с заданной степенью точности. В случае несоответствия модели реальному процессу возвращаемся к одному из предыдущих этапов.

4. Повторение физических основ баллистического

движения.

В многочисленных войнах на протяжении всей истории человечества, враждующие стороны, доказывая свое превосходство, использовали сначала камни, копья и стрелы, а затем ядра, пули, снаряды и бомбы.

Успех сражения во многом определялся точностью попадания в цель. При этом точный бросок камня, поражение противника летящим копьем или стрелой фиксировались воином визуально. Это позволяло (при соответствующей тренировке) повторять свой успех в следующем сражении.

Значительно возросшая с развитием техники скорость (и соответственно дальность полета) снарядов и пуль сделали возможными дистанционные сражения. Однако навыка воина, разрешающей способности его глаза было недостаточно для точного попадания в цель в артиллерийской дуэли первым. Желание побеждать стимулировало появление баллистики (от греч. Ballo – бросаю).

Огромное значение разработок в области баллистики явилось создание реактивного миномета «БМ-13», более известного под названием «Катюша», в годы Второй мировой войны. Вы знаете, что применение «Катюши» решило исход многих сражений. И сейчас нельзя недооценивать работу советских ученых в этой области.

Пули, снаряды и бомбы, так же как и теннисный и футбольный мячи, и ядро легкоатлета, при полете движутся по баллистической траектории. Для описания баллистического движения в качестве первого приближения удобно ввести идеализированную модель, рассматривая тело как материальную точку, движущуюся с постоянным ускорением свободного падения . При этом пренебрегаем изменением с высотой подъема тела, сопротивлением воздуха, кривизной поверхности Земли и ее вращением вокруг собственной оси. Это приближение существенно облегчает расчет траектории тел. Однако такое рассмотрение имеет определенные границы применимости. Например при полете межконтинентальной баллистической ракеты нельзя пренебрегать кривизной поверхности Земли. При свободном падении тел нельзя не учитывать сопротивление воздуха.

Итак, мы отбросили менее значимые факторы и теперь приступаем к поиску математического описания.

Рассмотрим основные параметры траектории снаряда, вылетающего с начальной скоростью из орудия, направленного под углом α к горизонту:

Движение снаряда происходит в вертикальной плоскости XY , содержащей . Выберем начало отсчета в точке вылета снаряда.

В евклидовом физическом пространстве перемещение тела по координатным осям X и Y можно рассматривать независимо.

Ускорение свободного падения направлено вертикально вниз, поэтому по оси Х движение будем считать равномерным. Это означает, что проекция скорости υх остается постоянной, равной ее значению в начальный момент времени υ0х. По оси Y движение является равнопеременным, так как вектор ускорения свободного падения постоянен. Следовательно, баллистическое движение тела можно рассматривать как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по оси Х и равнопеременного движения по оси Y.

Выведем математический закон баллистического движения в координатной форме. (Выводит учащийся).

Закон равномерного движения снаряда по оси Х имеет вид:

х = х0 + υ0хt (1)

Закон равнопеременного движения по оси Y можно представить в виде:

y = y0 + υ0yt + аy t2 / 2 (2)

В выбранной системе координат

x0 = 0, y0 = 0;

υ0х = υ0 cos α, υ0y = υ0 sin α.

Ускорение свободного падения направленно противоположно оси Y, поэтому

ay = -g.

Подставляя x0, y0, υ0х, υ0y формулы (1) и (2), получаем закон баллистического движения в координатной форме:

x = (υ0 cos α) t,

y = (υ0 sin α) t - g t2/ 2.

Выведем уравнение траектории снаряда (второй учащийся).

Из первого уравнения системы найдем

t = x / (υ0 cos α).

Подставляя его во второе уравнение системы, получаем:

y = υ0 x sin α /( υ0 cos α) - g x2/ (2 υ02 cos2 α).

Сокращая υ0 в первом слагаемом и учитывая, что sin α/ cos α = tg α, получаем уравнение траектории снаряда:

y = x tg α – g x2/ (2 υ02 cos2 α).

(Учитель) Что является графиком данной функции?

(Ученик)Это квадратичная функция, графиком которой является парабола, проходящая через начало координат (при x=0, y=0), ветви параболы направлены вниз, так как коэффициент при x2 меньше нуля.

(Учитель)Замечательной способностью компьютера является не только быстрые расчеты, но и возможность визуализации абстракций. Представление результатов в виде графиков, диаграмм, траекторий движения динамических объектов в силу особенностей человеческого восприятия обогащает исследователя качественной информацией. (Демонстрация модели баллистического движения).

5.Моделирование баллистического движения.

Мы приступаем к практической части нашего урока. Прошу занять ваши места за компьютерами.

Каждый из вас получил задание, следуя которому вы сможете выполнить моделирование данного движения. Вашу работу я буду отслеживать за центральным компьютером. Если возникнут вопросы, поднимайте руки.

6.Физминутка.

Выполнение специальных упражнений при работе с компьютером:

1. “Разговор с ладонью”: сидя, отогнув левую кисть назад, так, чтобы пальцы были напрвлены в потолок, правой рукой осторожно потянуть назад пальцы на левой руке. Оставаться в этом положении в течении 10 секунд.

2. “Глядя в небо”: стоя, руки лежат на бедрах, медленно отклониться назад, глядя в небо. Вернуться в исходное положение.

3. “Египтянин”: сидя, взгляд направлен строго прямо. Надавив указательным пальцем на подбородок, сделать движение шеи назад. Оставаться в течение 5 секунд.

4. “Упражнение для глаз”: закрыв глаза, глядя сквозь веки на лампу, поворачивать глаза вправо-влево, делая круговые движения.Крепко сжать веки на несколько секунд после окончания упражнения.

7.Анализ результатов.

Учитель показывает на экране телевизора наиболее удачные работы.

Учащиеся анализируют результаты и определяют, что при угле бросания 450 (при постоянной начальной скорости) дальность полета будет наибольшая. Учитель сообщает, что при движении тела в воздухе максимальная дальность полета достигается при угле вылета 300-400 .

8.Подведение итогов урока.

Подводятся итоги урока и выставляются оценки.

9.Домашнее задание:

Выполнить научно-технический отчет по плану:

1. Постановка задачи.

2. Математическая модель.

3. Описание метода исследования модели.

4. Программа для ЭВМ.

5. Результаты в форме графиков.

6. Анализ результатов.

Оставьте свой комментарий:
Ваше имя:
Ваше мнение: 

Steklobanki-hat
Стеклянные банки оптом в Твери - Оптовая база стеклобанок в Твери Promo Code: ABYRVALG251295
05-12-2017 добавить


Evgennep
Цена в Украине в розницу 31 usd. Оптом 16-28 usd. Заработок без регистрации и без приглашений только от продаж от 200 usd
11-10-2017 добавить


Lulibraska
В салоне красоты вам предложат сделать более интересное и привлекательное цветовое решение: окрасить корни волос в более темный цвет, а по длине сделать волосы более светлыми. Так решается проблема монолитной формы, и стрижка получается легкой, летящей.
13-08-2017 добавить


Issacpaf
The best proekts 2017. Реальные проверенные проекты для заработка, здоровья и отдыха 2017
23-07-2017 добавить


Issacpaf
Скайп evg7773 МЛМ Ламинин LPGN от 4 28 средство для выхода из почти любой болезни. Работа на дому в интернете с 2011 г. Заработок от $ 250 за 1 раз
06-07-2017 добавить


Прочитать все сообщения: 421

Рекомендуем бесплатно скачать
 Банк рефератов 
 
 Читайте далее:
Баллистическое движение. Карточки-задания.
 
Навигация:
Разработки уроков
Баллистическое движение
  


 
Уважаемые посетители!
Новые материалы и разделы сайта добавляются постепенно - следите за обновлениями...
     ·
 
 
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
 
© 2005-2017 FIZIKAM.RU - научный портал «Теоретическая и практическая Физика» · Все авторские права защищены! ©
*разрешается использование материалов сайта www.fizikam.ru только c прямой активной ссылкой на http://www.fizikam.ru