Технологическая карта урока физики в 10 классе «Принцип относительности Галилея»

Автор: Дворникова Галина Витальевна, учитель физики МБОУ РСОШ №10 Песчанокопского района Ростовской области.

Технологическая карта урока по физике в 10 классе УМК любой.

Тема: «Принцип относительности Галилея».

Цели учебного занятия:

- личностные: готовность и способность обучающихся к саморазвитию и личностному самоопределению, сформированность их мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности, системы значимых социальных и межличностных отношений, ценностно-смысловых установок, отражающих личностные и позиции в деятельности, сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики,  сформированность основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности;  толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения; навыки сотрудничества со сверстниками, взрослыми в образовательной и других видах деятельности;  нравственное сознание и поведение на основе усвоения общечеловеческих ценностей; готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательное отношение к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности;

- метапредметные: освоение обучающимися межпредметных понятий и универсальных учебных действий (регулятивные, познавательные, коммуникативные), способность их использования в познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества, способность к построению индивидуальной образовательной траектории, владение навыками учебно-исследовательской деятельности;умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректироватьдеятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях;  умение продуктивно общаться и взаимодействоватьв процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности, эффективно разрешать конфликты;  владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания; готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников; владение языковыми средствами – умение ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать адекватные языковые средства;  владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.

-предметные:формирование научного типа мышления, владение научной терминологией, ключевыми понятиями, методами и приёмами; сформированность основ целостной научной картины мира; создание условий для развития навыков учебной деятельности, мотивации обучающихся к саморазвитию; сформированность умений анализировать, оценивать, проверять на достоверность и обобщать научную информацию; сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях; сформированность умения исследовать и анализировать разнообразные физические явления.

Задачи:обсудить субъективность точек зрения Аристотеля, Галилея, Ньютона о движении и покое, субъективность нашего взгляда, например, на движение Земли, и невозможность отличия равномерного движения замкнутой ИСО от покоя.

Оборудование: последняя часть первого фрагмента кинофильма "Законы Ньютона", брусок, мяч.

Эпиграф к уроку: " Он всю жизнь читал открытую для всех великую книгу природы".

(Если имеется, то на доске желательно поместить портрет Галилея).

Пишут в ходе беседы конспект в тетради; по ходу беседы задают вопросы.

(учащиеся высказывают мнения)

Делают выводы из изложенного учителем материала. Один из вариантов ответа: так, будто бы это произошло в стоящем поезде (для наблюдателя в замкнутой ИСО);

Один из вариантов ответа:

такой эксперимент ещё никому не удавалось

сделать (в замкнутой СО).

Стратонавт находится в замкнутой ИСО.

беседа

Закрепление материала.

Учитель идет по классу, подбрасывает и ловит какой-нибудь предмет. Затем, обращая внимание на рисунок на доске (см. выше) необходимо побеседовать о том, что если на движущейся тележке подбросить монету вертикально вверх, то в СО, связанной с тележкой, будет изменяться только координата ОУ. В СО, связанной с Землей, изменяются координаты ОУ и ОХ. Следовательно положение тел их скорости в разных СО различны.

Далее необходимо рассказать о том, что два человека, располагающие измерительными приборами, могут наблюдать одно и то же явление. Это, может быть, полет мяча, столкновение двух тел или простое гармоническое движение вверх и вниз подвешенного на пружине грузика. Чтобы облегчить рассуждения, свяжем с каждым наблюдателем собственную систему координат Х, У, Z.

Пусть обе системы координат находятся в относительном движении.

Проблема: Учащимся предлагается решить задачу:

Предположим, что в 10 часов тело в штрихованной системе К' имеет координаты х' = 4 мили, у' = 1 миля, z' = 2 мили. Какие координаты имеет это в системе К (х, у, z), если начала координатных систем совпадали в 9 часов и штрихованная система движется в направлении оси х со скоростью 10 миль в час?

Далее беседу можно продолжить следующим образом:

После того, как учащиеся выскажут свои мнения, учитель рассказывает о преобразованиях Галилея. Рассмотрим две ИСО, находящиеся в относительном движении. Основываясь на свойствах можно записать преобразования, связывающие эти СО.

Далее следует подробно остановиться на преобразованиях Галилея, связать их с перечисленными свойствами.

Рассмотрим две ИСО К И К'. Систему К будем считать неподвижной. Система К' движется поступательно с постоянной скоростью u ≠ 0 относительно системы К. Примем для простоты, что в начальный момент времени (t = 0) начала 0 и 0' обеих систем отсчета и сходственные оси координат совпадают. Тогда взаимное расположение обеих систем в произвольный момент времени t имеет вид, изображенный на рисунке 1. Скорость u направлена вдоль прямой 00', а радиус – вектор r0 , проведенный из 0 в 0' равен r0 = u t. Положение произвольной материальной точки М в неподвижной и подвижной системах отсчета определяется радиус-векторами r и r', причем

r = r' + u t (1)

В проекциях на оси координат это векторное равенство записывается в следующем виде:

х = х' + uх t,

у = у' + uу t, (2)

z = z' + uz t.

Выше изложенные формулы называются преобразованиями Галилея. В случае, когда скорость u направлена вдоль оси ОХ (рис. 2), преобразования имеют более простой вид:

х = х' + u t,

у = у' (2')

z = z'

Далее необходимо рассказать о том, что совокупность уравнений Галилея нужно дополнить еще одним уравнением, которое имеет очень большое значение и глубокий смысл в механике Ньютона:

t = t' (3)

Затем необходимо отметить, что координаты и время в механике Ньютона находятся в неравноценном положении: при переходе от системы К к системе К' координаты преобразуются, т.е. являются относительными величинами, а время является абсолютным и сохраняется во всех системах отсчета одинаковым.

(Рисунки желательно подготовить заранее учителю на доске).

Анализируя с учащимися закон инерции, следует подробно обсудить понятия замкнутой и не замкнутой систем отсчёта.

Принимают активное участие в беседе.

Пытаются решить самостоятельно задачу, а затем высказывают свои мнения по поводу решения данной проблемы.

Учащиеся перечисляют и

поясняют свойства.

Пишут конспект

в тетради.

Переносят рисунки в свои тетради.

беседа

Организация деятельности учащихся в разноуровневых группах

10- 15

Контролирует самостоятельность работы, оказывает учащимся при необходимости помощь.

Беседует с учащимися 1 группы, проверяя правильность выполнения самостоятельной работы.

Беседует с учащимися 3 группы, помогает им устранить пробелы в знаниях.

1 группы

2 группы

3 группы

работа в разноуровневых группах

Двое учащихся, подготовившие в начале урока ОК на доске, работают консультантами учащихся 3 группы. Остальным учащимся предлагается вывести закон сложения скоростей, продифференцировав преобразования Галилея. Затем учащимся предлагается продифференцировать преобразования Галилея дважды и проанализировать полученный результат (1 учащийся работает на доске, а остальные на месте, затем он открывает доску и все анализируют этот и свои результаты).

Пересказывают материал, над которым работали самостоятельно. Анализируют преобразования Галилея и их следствия, делают выводы о взаимосвязи принципа Галилея и механического принципа: уравнения Ньютона для материальной точки, а так же для произвольных систем материальных точек одинаковы во всех ИСО.

В парах проверяют правильность выполнения задания учащимися 2 группы.

По очереди рассказывают изученный самостоятельно материал и сделанные выводы.

Учащимся предлагается доказать, что если в системе К вдоль оси ОХ расположить в качестве масштабного тела линейку АВ так, чтобы её длина L= х2-х1, где х1 и х2 координаты начала и конца линейки, то в системе К’ длина линейки L’ будет такой же.

Слушают учащихся 3 группы, помогают им.

Рассказывают учащимся о результатах самостоятельной работы.

Слушают учащихся 1 группы, пишут конспект.

Повторяют материал, изученный на уроке по ОК (учащиеся 1 группы являются консультантами для этой группы). Анализируя ОК, учащимся предлагается вспомнить то, что изучалось на уроке.

Рассказывают учащимся 2 группы то, что удалось вспомнить.

Беседуют с учителем, пересказывают материал урока, отвечают на его вопросы.

Слушают учащихся 1 группы, пишут

Итог урока.

Организует подведение итога урока учащимися.

рефлексия

Домашнее задание

Учитель может подобрать и другие задачи по своему усмотрению. Например, можно взять задачи из Кл. Э. Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений с. 275.

1 группа –3 задачи, 2 группа - 2 , 3 группа – 1.

1.Наблюдатель 0, который ожидает поезд на железнодорожной станции, замечает летящий намеченным курсом вертолет. Величина скорости вертолета 100 км/ч, а скорость поезда 60 км/ч. Какова скорость вертолета относительно наблюдателя 0', находящегося в поезде? Если их скорости постоянны, то на каком расстоянии впереди будут поезд и вертолет через пол часа? (40 или 160 км/ч; если в ту же сторону или противоположно В: 50 км, П: 30 км от прежнего места)

2.Оси координат двух Галилеевых систем отсчета совпадали в полдень. Одна из систем движется со скоростью 100 м/с в отрицательном направлении оси Х. В два часа дня некоторое тело в этой системе отсчета расположено в точке х' = 300 м, у' = 10 м, z' = 20 м. Каковы в этот момент его координаты в другой системе? (х = 360300 м; у = 10 м; z = 20 м)

Подготовить презентацию «Принцип относительности Галилея» - по желанию.

Игровая проблемная ситуация.

Председатель. Господа естествоиспытатели, коллеги! В ученый совет поступило заявление некоего Галилео Галилея из Флоренции. А по сему я предоставляю ему слово.

Г. Галилей. Я, Галилео Галилей, сын Винченцо Галилея из Флоренции, утверждаю, что тело, свободное от воздействий, не меняет свою скорость. Оно будет двигаться по инерции, если на него не действуют другие тела.

Припатетик. Несчастный! Как смеешь ты опровергать учение великого Аристотеля? Каждому здравомыслящему человеку ясно: чтобы тело двигалось, его надо всё время толкать! Это очевидно, и не смей тревожить больше великую тень нашего учителя!

И. Ньютон. Я, сэр Исаак Ньютон, свидетельствую, что закон инерции существует. Великий Галилей совершенно прав.

Припатетик. Еретики! На костер их!

Г. Галилей. Да, Джордано Бруно сожгли за идею, но «смерть» в одном столетии дарует жизнь в веках грядущих!»

И. Ньютон. Нас гоните, но мысли наши уже посеяны, ибо ничто не сможет истребить мысль.

Председатель. Господа. Прошу соблюдать порядок и уважать мнение оппонентов. Лучше иметь много идей – с тем, чтобы часть из них смогла оказаться ошибочной, - чем быть правым всегда. Я думаю, с этим был бы согласен и великий Аристотель.

Припатетик Но опыт показывает…

Г. Галилей. Вот именно, опыт! Чем проверяется любая гипотеза? Опытом, экспериментом.

И. Ньютон. Полностью с вами согласен, коллега. Надо провести серию опытов, и тогда посмотрим, кто из нас прав.

Припатетик. Ну что ж, посмотрим, хотя я утверждаю…

Председатель. Господа! Довольно дискуссий! Перейдем к опытам. (Проводит демонстрацию: Толкнули брусок по столу, он остановился через некоторое время).

Припатетик. Вот видите, я был прав! Тело остановилось, значит, его всё время надо толкать.

Г. Галилей. А я утверждаю, что его не надо тормозить. Значит его что-то тормозит.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/123920-tehnologicheskaja-karta-uroka-fiziki-v-10-kla