Урок физики в 10 классе.
Учитель: Герасимов Тихон Викторович, учитель физики МОУ «Средняя общеобразовательная школа №2» г. Пскова
Тема урока: Наклонная плоскость. Решение задач.
Цели урока:
изучить возможности использования законов механики при рассмотрении движения тела по наклонной плоскости
создать условия для овладения учащимися способами решения теоретических и экспериментальных задач на уроке и в жизни;
обратить внимание учащихся на безопасный образ жизни и деятельности.
Класс: 10.
Тип урока: комбинированный.
Форма урока: беседа, решение задачи, лабораторная работа.
Подготовительная работа: учитель готовит необходимое оборудование для проведения и демонстрации эксперимента, презентацию.
Оборудование: демонстрационный и фронтальные
наборы для изучения движения тела по наклонной плоскости, мультимедиа проектор, компьютер.
Ход урока:
Организационный момент. Начало урока.
Актуализация имеющихся знаний.
Графические вопросы: назовите силу, обозначенную на чертеже; назовите силу, направление которой на чертеже указано неправильно и укажите правильное направление; как будет направлено ускорение тела, если к нему приложить силы, показанные на рисунке; каково значение силы реакции опоры для случая, показанного на рисунке
(
тело движется по наклонной плоскости);
Актуализация социального опыта. Постановка проблемы.
На одном из рисунков вы увидели новый для нас элемент в этом учебном году.
– Наклонная плоскость (горка). Подумайте, где в нашей жизни встречается наклонная плоскость?
Катание на санях, лыжах с горы.
Человек удерживается на наклонной поверхности (спуск, обрыв)
Проблемный вопрос: два тела разной массы (велосипедисты на одинаковых велосипедах, ребенок и его папа на одинаковых санях) без начальной скорости скатываются с горы. Какое тело в конце спуска будет иметь большую скорость? Знание каких величин необходимо для ответа на этот вопрос? Каким образом, зная начальную скорость, можно вычислить скорость тела в конце спуска? -
Ускорение, с которым будет двигаться тело. А как мы будем искать ускорение тела? -
Используя второй закон Ньютона.
Применение ранее изученного материала в новой ситуации.
Рассмотрим тело на наклонной плоскости. С какими объектами взаимодействует тело, и какие силы при этом возникают. Покажем их на чертеже (
показываем силу тяжести- взаимодействие с Землей, силу реакции опоры, силу трения – взаимодействие с опорой). Как меняется ускорение тела при движении по наклонной плоскости? –
Оно постоянно, т.к. не изменяются силы, действующие на тело, если не учитывать сопротивление воздуха.
Решение задач.
Задача №1. Определите ускорение тела при скольжении по наклонной плоскости без начальной скорости.
Используем чертеж, сделанный ранее. У нас есть возможность реализовать данную ситуацию с помощью имеющихся приборов.
Пока неясно, какие данные нам необходимы для расчета ускорения, поэтому будем решать задачу в общем виде.
Запишем второй закон Ньютона (уравнение движения). Введем систему координат, связанную с наклонной плоскостью. Запишем проекции уравнения движения на координатные оси.
Ускорение мы выразим из проекции уравнения движения на ось X. Силу реакции опоры найдем из проекции уравнения на ось Y. Подставим. Вернемся к кратким условиям: какие величины нам необходимы для расчета? Угол наклона поверхности к горизонту, коэффициент трения скольжения. Угол измерим с помощью транспортира.
Но пока мы не можем дать ответ на вопрос. Мы так и не узнали коэффициент трения скольжения тела по нашей поверхности.
Практическая работа (фронтально, в том числе с целью набора статистических данных): определение коэффициента трения скольжения тела по используемой поверхности (
использовать поверхность в горизонтальном положении)
Вычисление ускорения тела.
Проверим правильность ваших расчетов. В нашем распоряжении имеется прибор, позволяющий с точностью до сотых измерять промежутки времени. Используя такой прибор, как ещё можно определить ускорение тела. – Измерить путь и время, за которое путь был пройден телом и воспользоваться формулой для расчета пути, пройденного телом при равноускоренном движении без начальной скорости. 
Как можно объяснить разницу в ответах?
Как же все-таки скорость, приобретаемая телом в конце спуска с горы, зависит от его массы? – Не зависит. (Можно проверить экспериментом – по времени)
В жизни есть случаи, когда важно удержаться на наклонной поверхности (спуск, обрыв, неровности дороги). Поэтому возникает вопрос: в каком случае (при каком максимальном угле наклона поверхности к линии горизонта) тело на наклонной плоскости остается в покое? Найдем ответ на этот вопрос для тела на наклонной плоскости.
Что измениться в уравнениях, записанных для решенной нами задачи? – Ускорение тела должно быть равно нулю. – При каком значении коэффициента трения это возможно? Как вы думаете, совпадет ли значение коэффициента трения со значением, вычисленным ранее? – Вычисляем, анализируем. В данном случае найдено значение коэффициента трения покоя. Оно и должно быть больше, чем в случае скольжения тела.
Какие действия необходимо проделать для экспериментального определения коэффициента трения?
Как могут быть использованы полученные навыки в жизни? – Анализ степени безопасности перемещений в обуви с различным типом подошвы по различным видам поверхностей.
Задача №2 (резервная, с возможностью формулировки кратких условий, записи уравнений движения в классе и последующей домашней доработкой) Определите ускорение системы тел, связанных нитью, одно из тел движется по наклонной плоскости.
Усложним задачу. Рассмотрим движение связанных друг с другом тел с помощью нити. При решении задачи будем считать, что нить невесомая и нерастяжимая.
Подведение итогов.
С помощью каких доступных вам средств, приборов вы можете определить коэффициент трения между подошвами вашей обуви и одним из видов поверхностей, по которым вам удается перемещаться?
А как коэффициент трения зависит от площади соприкасающихся поверхностей? В какой обуви безопаснее ходить: с каблуком или без?
Домашнее задание:
Упражнение 8, №4 (Учебник Мякишев, Буховцев, Сотский. Физика. 10 кл. - М.: 2003)
Повторить формулы, описывающие закономерности движения тела по окружности §21.
Если успеваем резервную задачу, то упражнение 7, №10
Домашний эксперимент
выбрать объект исследования и поверхность, угол наклона которой можно изменять (или модель поверхности)
определить с помощью транспортира минимальный угол наклона поверхности к горизонту, при котором тело начинает скользить
вычислить значение коэффициента трения покоя
повторить эксперимент не менее 3-раз
результаты оформите в виде таблицы
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
Фоторепортаж с урока 09.12.2009 Пуденковой Е.А,, методиста по физике ПОИПКРО
