Урок по теме: «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести»
Автор: Дзус Мария Александровна
Организация: МБОУ СОШ№6 г.Владимира
Населенный пункт: Владимирская область, г. Владимир
Пояснительная записка к уроку:
Урок разработан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования (ФГОС ООО) по физике для 9 класса и использует элементы деятельностного подхода. Урок предполагает использование мультимедийных ресурсов (например, видеоролики опытов в вакууме, презентация) и интерактивной доски или монитора (проектора).
Место и особенности урока:
Урок "Сила. Явление тяготения. Сила тяжести" является вводным в раздел механики и имеет фундаментальное значение для понимания дальнейшего материала. Он знакомит учащихся с базовыми понятиями силы, всемирного тяготения и силы тяжести, формируя основу для изучения динамики. Особенности урока – акцент на практической деятельности учащихся через наблюдение, эксперимент и анализ результатов. Использование наглядных пособий и мультимедийных ресурсов способствует лучшему усвоению материала.
Образовательные технологии, методы, формы урока:
Урок построен на основе деятельностного подхода с применением следующих технологий:
Технология |
Пояснение |
Технология проблемного обучения |
урок начинается с проблемных вопросов, побуждающих учащихся к размышлениям и поиску ответов. |
Технология исследовательской деятельности |
проведение простых опытов и наблюдение за явлениями позволяют учащимся самим делать выводы и обобщения. |
Игровая технология (элементы) |
использование наглядных пособий и демонстрационных опытов создает атмосферу интереса и увлеченности. |
Методы:
Методы |
Пояснение |
Наблюдение |
наблюдение за падением предметов, работой весов, действием магнита. |
Эксперимент |
проведение опытов с падением предметов в воздухе и (визуально) в вакууме, измерение силы тяжести с помощью динамометра. |
Беседа |
диалог учителя и учащихся, обсуждение результатов опытов, ответы на вопросы. |
Объяснение |
изложение теоретического материала, разъяснение понятий. |
Демонстрация |
показ опытов, видеороликов. |
Форма урока |
комбинированный урок (комбинация объяснительно-иллюстративного и практического методов).
|
Педагогические приемы и дидактический материал:
Прием |
Пояснение |
Прием "Мозговой штурм" |
обсуждение повседневных явлений, связанных с падением предметов. |
Прием "Демонстрация" |
показ опытов с падением предметов, весами, магнитом. |
Прием "Вопросы и ответы" |
стимулирование мыслительной деятельности учащихся через постановку вопросов и обсуждение ответов. |
Прием "Систематизация": |
формулировка основных понятий и законов, создание опорного конспекта. |
Дидактический материал:
- Весы
- Динамометр
- Различные предметы для опытов (камень, перышко, кусочек бумаги, скомканный лист бумаги)
- Магнит
- Мультимедийная презентация (или видеоролики) с демонстрацией опытов
- Карточки с вопросами для обсуждения (по желанию)
- Опорный конспект
Формирование метапредметных результатов (базовые логические действия):
Урок способствует развитию следующих метапредметных результатов:
Познавательные УУД: анализ, сравнение, классификация, обобщение, установление причинно-следственных связей, построение логических цепочек рассуждений (например, сравнение падения предметов в воздухе и вакууме, объяснение различий в скорости падения).
Регулятивные УУД: планирование, контроль, коррекция, самооценка (учащиеся планируют проведение опытов, контролируют результаты, корректируют свои действия, оценивают свою работу).
Коммуникативные УУД: формулировать свои мысли, слушать и понимать других, участвовать в дискуссии.
Оценка результатов обучения:
Оценка знаний учащихся будет проводиться на основе наблюдения за их активностью на уроке, участия в обсуждении, правильности выполнения опытов, а также путем устного опроса по вопросам для обсуждения.
Цель урока и задачи урока:
- Образовательные:
- Сформулировать признак существования силы и признаки ее действия, научить на основе анализа зависимости между величинами делать выводы о характере изменения значения величины;
- Формировать у учащихся понятие о силе, рассмотреть обозначение силы, ее графическое изображение, познакомить на основе собственного опыта, анализа наблюдений и экспериментов с силой всемирного тяготения, силой тяжести и ее проявлениями;
- Формировать умение работы с рисунками.
- Воспитательные:
- Познакомить учащихся с взаимосвязанностью и обусловленностью явлений окружающего мира;
- Показать значение опытных фактов и эксперимента в объяснении сил всемирного тяготения и силы тяжести; содействовать формированию мировоззренческой идеи познавательности явлений и свойств окружающего мира;
- Показать роль науки в познании мира, рассказать о вкладе Исаака Ньютона в «копилку научных достижений»;
- Воспитать добросовестное отношение к выполняемому учебному труду.
- Развивающие:
- Развивать коммуникативные умения и навыки при работе в классе; познакомить со структурными элементами приема обобщений; проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по применению знаний в различных ситуациях;
- Работать над формированием умений анализировать свойства и явления на основе знаний, выделять главную причину, влияющую на результат;
- Развивать внимание и любознательность.
Карта урока
№ п/п |
Этапы урока |
Деятельность учителя |
Ответы учеников |
УУД |
I |
Организационный момент |
Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку |
Приветствие учителя |
|
II |
Актуализация знаний |
Учитель: Почему он падает вниз? Почему яблоко падает с дерева?
Учитель записывает ответы учащихся на доске
|
Ответы учащихся:
|
|
III |
Постановка задачи урока и формулировка темы |
Опыт 1. Падение предметов.
Учитель: А теперь посмотрим, что произойдет в вакууме. (Учитель показывает видеоролик падения предметов в вакуумной камере). В вакууме все предметы падают с одинаковым ускорением. Это говорит о том, что на них действует одинаковая сила.
Опыт 2. Весы.
Учитель:
Опыт 3. Магнит.
Учитель:
Учитель: Сегодня мы познакомимся с силой, которая заставляет предметы падать на Землю, — это сила тяжести, и с явлением, которое ее обуславливает — всемирное тяготение. Мы узнаем, что такое сила и как она измеряется.
Вводная беседа: "Сегодня мы узнаем, какая сила заставляет предметы падать на землю, и что такое всемирное тяготение. Мы вспомним какие силы существуют, их характеристики и направление"
|
Ответы учащихся: Из-за сопротивления воздуха
Ответы учащихся:
|
Познавательные УУД: Общеучебные: Формулирование познавательной цели. Поиск и выделение необходимой информации: Дети анализируют результаты опытов, сравнивают падение разных предметов, выделяют влияние воздушного сопротивления. Структурирование знаний: Дети систематизируют полученные знания о силе тяжести, ее действии и сравнении с другими силами (магнитная сила). Установление причинно-следственных связей: Учащиеся связывают падение предметов с действием силы тяжести, объясняют разницу во времени падения из-за воздушного сопротивления. Построение логической цепи рассуждений: Дети строят логические выводы на основе наблюдений и опытов. Рефлексия способов и условий действия: Дети анализируют свои действия во время опытов, объясняют свои наблюдения.
Логические: Анализ: разбирают опыты, выделяют ключевые факторы. Синтез: объединяют полученные данные в целостное понимание силы тяжести. Сравнение: сравнивают разные силы (тяготение, магнитная сила).
Коммуникативные УУД: Планирование учебного сотрудничества: дети участвуют в обсуждении, высказывают свои идеи, работают в группе (если это предполагается). Постановка вопросов: учащиеся задают вопросы учителю и друг другу. Выражение своих мыслей и аргументация: дети объясняют свои наблюдения и выводы. Учет разных мнений, координирование в сотрудничестве: учитывают различные точки зрения при обсуждении результатов опытов.
Регулятивные УУД: Целеполагание: определяют цель урока и задачи. Планирование: участвуют в планировании опытов. |
IV |
Изучение нового учебного материала |
Опыт 1. Падение предметов с одинаковой высоты (в вакууме и на воздухе).
Учитель: (показывает видео) Мы уже видели, что в вакууме все тела падают одинаково. А в воздухе? Почему разница?
Опыт 5. Измерение силы тяжести динамометром.
Учитель: Динамометр измеряет силу. Сейчас мы измерим вес тела, действующую на разные гири. (Учитель демонстрирует измерение силы тяжести на гирях различной массы.) Что Вы заметили? (см. рисунок 1 в приложении).
Учитель: Закон всемирного тяготения имеет определённые границы применимости. Он применим, если: 1. Взаимодействующие тела — материальные точки. 2. Тела имеют форму шара. 3. Одно из тел — шар большого радиуса, взаимодействующий с телом, размер которого много меньше размеров шара. Закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара. Сила тяготения становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел имеет очень большую массу (планета, звезда). Сила тяжести – это частный случай всемирного тяготения, сила притяжения Земли к телу. Она рассчитывается по формуле: F = mg, где F – сила тяжести (Н), m – масса тела (кг), g – ускорение свободного падения (≈ 9,8 м/с²), но для решения задач будем принимать значение 10 м/с².
|
Часть 1: Экспериментальная работа (Обсуждение влияния сопротивления воздуха.)
Опыт 2: Измерение силы тяжести. Учащиеся работают в группах, используя динамометр, для измерения силы тяжести, действующей на различные тела (гири). Они записывают результаты измерений в таблицу, включающую массу и силу тяжести для каждого тела (для того, чтобы найти зависимость силы тяжести от массы тела и построить график). Далее, они анализируют полученные данные, определяя зависимость между массой тела и силой тяжести (прямая пропорциональность). Каждая группа может построить график зависимости силы тяжести от массы. (Ответы учащихся: сила тяжести увеличивается с увеличением массы.)
Часть 2: Дискуссия и анализ
Определение силы: Учащиеся формулируют определение силы, указывая ее характеристики (величина, направление, точка приложения). Они приводят примеры разных сил.
Всемирное тяготение: Учащиеся пытаются сформулировать закон всемирного тяготения (тела притягиваются друг к другу с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними).
Сила тяжести: Учащиеся сравнивают силу тяжести и силу всемирного тяготения, указывая на разницу (сила тяжести – частный случай всемирного тяготения, применительно к взаимодействию тел с Землей). |
Познавательные УУД: Общеучебные: Извлечение информации: Учащиеся извлекают информацию из опытов и обсуждений. Анализ объектов с целью выделения признаков: они анализируют результаты опытов, сравнивают время падения разных предметов, определяют связь между массой и силой тяжести. Сравнение, классификация объектов: сравнивают падение предметов в вакууме и на воздухе, классифицируют силы по характеристикам (величина, направление, точка приложения). Построение логической цепи рассуждений, доказательство: объясняют, почему предметы падают на Землю, почему Луна вращается вокруг Земли, используя полученные знания о силе тяжести и всемирном тяготении.
Логические: Анализ: Анализ результатов опытов и формулировка выводов. Синтез: Объединение информации из разных источников для формирования целостного представления о силе тяжести и всемирном тяготении. Сравнение: Сравнение силы тяжести и всемирного тяготения. Установление причинно-следственных связей: Объяснение причин падения предметов и вращения Луны вокруг Земли.
Регулятивные УУД: Целеполагание: Учащиеся понимают цель урока и задачи, которые нужно решить. Планирование: Учащиеся планируют свои действия во время опытов и обсуждений. Контроль: Учащиеся контролируют свои действия и результаты опытов. Коррекция: Учащиеся корректируют свои действия и ответы на основе обратной связи от учителя и сверстников.
|
V |
Закрепление |
Вопросы для обсуждения:
|
Ответы учеников:
|
|
VI |
Домашнее задание |
Найти примеры действия силы тяжести в повседневной жизни и нарисовать их. |
Ученики записывают домашнее задание |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рисунок 1 – преобразование формул для веса тела
История о Ньютоне:
Ньютон наблюдал за движением небесных тел, в частности, Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца. Он знал, что существует сила, удерживающая эти тела на орбите. Он также знал (или подозревал) что эта сила как-то связана с массой объектов. Более массивные объекты, кажется, притягивают друг друга сильнее.
Ключевым моментом стало сравнение ускорения свободного падения на Земле с орбитальным ускорением Луны. Ньютон знал, что яблоко падает на Землю с определенным ускорением (приблизительно 9.8 м/с²). Он также мог вычислить приблизительное центростремительное ускорение Луны, необходимое для удержания её на орбите вокруг Земли. Это ускорение значительно меньше, чем ускорение свободного падения на Земле.
Вот где вступает в игру закон обратных квадратов. Ньютон заметил, что ускорение Луны было примерно в 3600 раз меньше, чем ускорение свободного падения на Земле. Расстояние от центра Земли до Луны примерно в 60 раз больше радиуса Земли (60*60 = 3600). Это наблюдение натолкнуло Ньютона на идею, что сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Если расстояние увеличивается вдвое, сила уменьшается в четыре раза (2²=4), если втрое – в девять раз (3²=9) и так далее.
Таким образом, не было "эврика!" момента, а был длительный процесс наблюдений, вычислений и постепенного уточнения его теории. Он проводил многочисленные эксперименты и математические доказательства, чтобы убедиться в правильности своего заключения. Закон обратных квадратов был фундаментальным элементом его закона всемирного тяготения, который потом объяснил движение не только Луны и планет, но и многих других явлений в физике.