Урочное планирование 13 темы «Введение в динамику»
УМК «Физика 7-8-9» И.В.Кривченко


Основное содержание урока (план для учителя) Дидактические материалы
Урок 13.1.   Введение в динамику и первый закон Ньютона (см. § 13-а, § 13-б).

Методическое замечание. Динамика как раздел физики, конечно, только начинает изучаться учащимися. Тем не менее, все основные понятия динамики (кроме импульса) учащимся уже знакомы из 7 класса. Нам предстоит углубить и расширить знания учащихся о массе, силе, работе и энергии.

Масса как характеристика гравитационных и инертных свойств тела одновременно. Сила как характеристика действия одного тела на другое в отношении изменения быстроты и/или направления движения тела (в отличие от давления). Равнодействующая сила как результирующий вектор (акцент: складываются только силы, приложенные к одному и тому же телу).

Демонстрация опыта: «четыре признака действия на тело неуравновешенной силы» (рекомендация: см. § 3-а учебника 7 класса).

Механическая работа или работа силы (с переформулированием правила знаков с помощью косинуса). Энергия механическая и ее разновидности: кинетическая (2 вида, см. 7й класс) и потенциальная (3 вида, см. 7й класс). Энергия внутренняя. Первый закон термодинамики как всеобщая формулировка закона сохранения и превращения энергии.

Демонстрация опыта: «передача импульса при абсолютно упругом ударе» (рекомендация: использовать развлекательный прибор с цепочкой подвешенных металлических шариков; акцент: энергия является скалярной величиной, поэтому не позволяет объяснить отскок последнего шарика именно в том направлении, в котором бил первый шарик; следовательно, в физике есть необходимость введения некоей новой величины, как и кинетическая энергия содержащей массу и скорость, но векторной: импульса).

Обоснование необходимости понятия импульса в физике. Импульс силы и импульс тела (назывательно). Основная задача динамики.

Примечание: мощность и КПД рекомендуется вспомнить хотя бы назывательно, чтобы учащиеся полнее уяснили сложность решения основной задачи динамики, если рассматривается более одного тела (акцент: процессы с телами могут быть не только механическими, но и термодинамическими, а основную задачу динамики все равно решать надо, поскольку в природе/технике нет чисто механических процессов; это модель).

Реальный эксперимент с мысленной экстраполяцией, приводящий к формулированию понятия свободного тела. Первый закон Ньютона как закон о свободном теле (важно: ни о какой компенсации речи идти не может). Инерция как движение свободного тела (акцент: бытовое представление об инерции антинаучно в принципе). Инерциальная система отсчета.

Закрепление: задачи № 1абвг, 2абвг (на слух, фронтально, на доске).

Проверялки § 13-а, § 13-б.

Рассуждалка Р 13-1.

Задачи № 1абвг, 2абвг (см. стр.65 учебника).

Домашнее задание.
• Проверялки § 13-а, § 13-б (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка Р 13-1 (в другой микрогруппе).
• Задачи № 1абвг, 2абвг (остальные учащиеся; дооформить в тетради).

Урок 13.2.   Сила, второй и третий законы Ньютона (см. § 13-в, § 13-г).

Проверка д/з: учитель вызывает 8 учащихся к доске, и они быстро воспроизводят схематичные чертежи по домашним задачам № 1абвг, 2абвг (фронтальное обсуждение с классом после краткого минутного оглашения учителем оценок за домашние работы).

Векторная формулировка второго закона Ньютона (акцент: он справедлив только в инерциальных системах отсчета; факультативно: в законе не обязана присутствовать равнодействующая, поскольку складывать можно не силы, создавая виртуальную силу, а ускорения, создаваемые реальными силами).

Демонстрация опыта: «проверка векторного и скалярного аспектов второго закона Ньютона» (рекомендация: постановку опыта провести по описанию в § 13-в; вращательное движение было выбрано из двух соображений: чтобы высветлить/подтвердить векторный характер закона и чтобы не измерять быстро меняющиеся мгновенные скорости при движении по прямой).

Векторная формулировка третьего закона Ньютона (акцент: он, как и второй закон, тоже справедлив только в инерциальных системах отсчета; это обусловлено возможностью введения в рассмотрение сил инерции, для которых не возникают ответные силы, как это постулирует третий закон).

Примечание. В двух законах Ньютона фигурирует понятие силы с количественной стороны. Напомним, что 1 Н нами определялся в 7 классе для покоящихся тел. Соответственно, настало время переопределить 1 Н с точки зрения движущихся тел, с использованием понятия ускорения.

Уточнение определения 1 ньютона с опорой на понятие ускорения.

Закрепление: тестилка Т 13-1 «Законы Ньютона» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Примечание: тестилка Т 13-1 содержит непростые задания на равенства/неравенства, которые, тем не менее, вполне решабельны только с опорой на второй и третий законы Ньютона и понятия проекций, если сделать схематичные чертежи (настоятельно рекомендуется).

Запас: задачи № 3аб (письменно, фронтально, на доске).

Проверялки § 13-в, § 13-г.

Рассуждалка Р 13-2.

Тестилка Т 13-1.

Задачи № 3аб (см. стр.65 учебника).

Домашнее задание.
• Тестилка Т 13-1 (всему классу).
• Проверялки § 13-в, § 13-г (для желающих).
• Рассуждалка Р 13-2 (для желающих).

Урок 13.3.   Решение текстовых задач и задач-чертежей.

Проверка д/з: тестилка Т 13-1 «Законы Ньютона» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: изображение и проектирование сил, сложение/разложение сил, второй и третий законы Ньютона. Рекомендация: обязательно уделить внимание задачам-чертежам (как прямым, то есть проанализировать чертежи, так и обратным, то есть нарисовать/начертить самостоятельно).

Рекомендуемые подборки задач по теме 13 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=13

Тестилка Т 13-1 (распечатки).

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.4.   Закон всемирного тяготения, вес и невесомость (см. § 13-д, § 13-е).

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

Явление всемирного тяготения и опыт П.Бугера с отвесом. Опыт Г.Кавендиша с крутильными весами (акцент: принципиальная возможность измерения гравитационной постоянной). Закон всемирного тяготения и его частный случай для силы тяжести вблизи земной поверхности.

Демонстрация приема: «вычисление ускорения свободного падения» (рекомендация: просить учащихся самостоятельно найти недостающие табличные данные на стендах в кабинете и/или в справочниках на партах).

Задача с экстраполяцией, приводящая к понятию первой космической скорости (акцент: горизонтальная ориентация вектора скорости). Первая космическая скорость (значение и неприменимость к вертикально взлетающим объектам). Вторая космическая скорость (факт теоретического наличия).

Примечание. Векторная формула для веса, выведенная в § 13-е, имеет очень (!) широкое применение: задачи с велогонками/поездами на поворотах, центрифугами, самолетами и их петлями, машинами на выпуклых/впуклых мостах. Настоятельно рекомендуется использовать именно векторность (!) обсуждаемой формулы для значительного упрощения решений всех подобных задач. Отдельное внимание им будет уделено на следующем уроке решения задач.

Векторная формула для веса тела, движущегося с ускорением (акцент: применимость формулы при наличии ускорения в любом направлении, в т.ч. неколлинеарном ускорению силы тяжести).

Обобщение: тестилка Т 13-2 «Вес, невесомость и перегрузки» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Проверялки § 13-д, § 13-е.

Рассуждалка Р 13-3.

Тестилка Т 13-2.

Задачи № 4, 5 (см. стр.65 учебника).

Домашнее задание.
• Тестилка Т 13-2 (всему классу).
• Проверялки § 13-в, § 13-г (для желающих).
• Рассуждалка Р 13-3 (для желающих).

Урок 13.5.   Решение текстовых задач и задач-чертежей.

Проверка д/з: тестилка Т 13-2 «Вес, невесомость и перегрузки» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: закон всемирного тяготения, вес, его увеличение/уменьшение и невесомость, векторность веса. Рекомендация: обязательно уделить внимание задачам-чертежам (как прямым, то есть проанализировать чертежи, так и обратным, то есть нарисовать/начертить самостоятельно).

Рекомендуемые подборки задач по теме 13 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=13

Тестилка Т 13-2 (распечатки).

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.6.   Закон Гука и закон Амонтона-Кулона (см. § 13-ж, § 13-з).

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

Деформация: пластическая и упругая. Закон Гука (акцент: симметричность изменения модуля силы упругости относительно недеформированного состояния тела). Коэффициент жесткости и его единицы. Примерные значения коэффициентов жесткости для окружающих тел (пружины динамометра, мягкого дивана, жесткого стула и т.п.).

Демонстрация опыта: «пропорциональность удлинения пружины нагрузке» (акцент: именно пропорциональность обуславливает равномерность шкалы механического динамометра).

Нормальная и тангенциальная компоненты силы реакции опоры. Пропорциональность тангенциальной компоненты (силы трения скольжения) нормальной компоненте (силе нормального давления). Коэффициент трения. Закон Амонтона-Кулона. Примерные значения коэффициентов трения для различных пар твердых тел.

КЛР 13-3 «Измерение коэффициента жесткости и/или коэффициента трения» (кратковременная лабораторная работа; проведение предполагается парта-через-парту, то есть одна половина учащихся измеряет коэффициенты жесткости, другая половина учащихся измеряет коэффициенты трения).

Примечание: тестилка Т 13-3 «Силы тяжести, упругости, трения» несложна по своему наполнению, поэтому задается для домашней самоподготовки без предварительного разбора в классе.

Запас: задачи № 6аб, 7абв, 8 (выборочно).

Проверялки § 13-ж, § 13-з.

Рассуждалка Р 13-4.

Тестилка Т 13-3.

Описание КЛР 13-3.

Задачи № 6аб, 7абв, 8 (см. стр.66 учебника).

Домашнее задание.
• Тестилка Т 13-3 (всему классу).
• Проверялки § 13-ж, § 13-з (для желающих).
• Рассуждалка Р 13-4 (для желающих).
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.7.   Решение текстовых задач и задач-чертежей.

Проверка д/з: тестилка Т 13-3 «Силы тяжести, упругости, трения» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: закон Гука, закон Амонтона-Кулона и второй закон Ньютона, а также сила тяжести, вес и невесомость. Рекомендация: обязательно уделить внимание задачам-чертежам (как прямым, то есть проанализировать чертежи, так и обратным, то есть нарисовать/начертить самостоятельно).

Рекомендуемые подборки задач по теме 13 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=13

Тестилка Т 13-3 (распечатки).

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.8.   Измерение характеристик конического маятника.

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

ДЛР 13-4 «Измерение характеристик конического маятника» (дифференцированная лабораторная работа).

Примечание. По причине сложности манипуляций с оборудованием и расчетов, эта ЛР предлагается только учащимся, претендующим на «отлично» в четверти. Таких учащихся рекомендуется до начала урока переместить на задние парты рядов, чтобы не мешать им работать автономно. С остальными учащимися проводится самостоятельная работа по решению задач (важно: это не контрольная работа, а тренировочная, в ходе которой учащиеся при необходимости могут воспользоваться сведениями из учебника/тетради или обратиться за краткой консультацией к учителю; цель самостоятельной работы – оценить собственные силы и оперативно выявить пробелы при решении типовых задач).

Описание ДЛР 13-4.

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.9.   Закон сохранения импульса и реактивное движение (см. § 13-и, § 13-й).

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

Импульс силы. Импульс тела. Единицы и их совпадение для импульсов силы/тела.

Демонстрация опыта: «зависимость импульса силы от ее вектора и времени действия» (рекомендация: использовать легкий шарик и дуновение воздуха; акцент: в тексте параграфа описана демонстрация зависимости импульса от модуля силы, но важно продемонстрировать и зависимость от направления силы, поскольку ранее было введено именно векторное определение импульса).

Замкнутая система тел. Закон сохранения импульса.

Примечание. Можно ли говорить, что закон сохранения импульса является частным случаем второго закона Ньютона, поскольку выводится из него? Нельзя: во-первых, при выводе закона сохранения импульса мы также используем и третий закон Ньютона, и во-вторых, понятие импульса остается справедливым и для микромира, в то время когда понятие силы там становится бессмысленным.

Реактивное движение. Роль К.Циолковского в теории реактивного движения.

Закрепление: тестилка Т 13-4 «Сохранение импульса и механической энергии» (только 1я часть; устно, фронтально, через видеопроектор).

Запас: задачи № 9аб (письменно, фронтально, на доске).

Проверялки § 13-и, § 13-й.

Тестилка Т 13-4.

Задачи № 9аб (см. стр.67 учебника).

Домашнее задание.
• Проверялки § 13-и, § 13-й (для желающих).
• Тестилка Т 13-4 (всему классу, 1я часть).
• Задачи № 9аб (дооформить в тетради).

Урок 13.10.   Механическая энергия и ее разновидности (см. § 13-к, § 13-л, § 13-м).

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

Кинетическая энергия поступательного движения (без вращения). Теорема об изменении кинетической энергии. Физический смысл числового значения кинетической энергии (акцент: пропорциональность Ек именно квадрату скорости движения материальной точки).

Задача, результат решения которой может рассматриваться как подтверждение формулы кинетической энергии и теоремы о ее изменении (см. § 13-к, 1я часть).

Потенциальная энергия тела в гравитационном поле и тела с упругой деформацией. Нулевой уровень потенциальной энергии. Теорема об изменении потенциальной энергии. Потенциальные силы: сила тяжести/тяготения (всегда), сила упругости (при упругой деформации), сила трения покоя (всегда; в то время как сила трения скольжения никогда).

Задача, результат решения которой может рассматриваться как подтверждение формулы потенциальной энергии и теоремы о ее изменении (см. § 13-л, 2я часть).

Механическая энергия тела как сумма всех видов кинетической и всех видов потенциальной энергий. Закон сохранения механической энергии как частный случай первого закона термодинамики. Абсолютно упругий удар.

Закрепление: тестилка Т 13-4 «Сохранение импульса и механической энергии» (теперь целиком; устно, фронтально, через видеопроектор).

Запас: задачи № 10аб (письменно, фронтально, на доске).

Проверялки § 13-к, § 13-л, § 13-м.

Рассуждалка Р 13-5.

Тестилка Т 13-4.

Задачи № 10аб (см. стр.67 учебника).

Домашнее задание.
• Тестилка Т 13-4 (всему классу).
• Проверялки § 13-к, § 13-л, § 13-м (для желающих).
• Рассуждалка Р 13-5 (для желающих).
• Задачи № 10аб (дооформить в тетради).

Урок 13.11.   Решение текстовых задач и задач-чертежей.

Проверка д/з: тестилка Т 13-4 «Сохранение импульса и механической энергии» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: импульс силы, импульс тела, закон сохранения импульса, кинетическая энергия поступательного движения, потенциальная энергия в гравитационном поле (факультативно: при действии архимедовой силы и силы упругости), теоремы об изменении Ек и Еп, закон сохранения механической энергии. Рекомендация: обязательно уделить внимание задачам-чертежам (как прямым, то есть проанализировать чертежи, так и обратным, то есть нарисовать/начертить самостоятельно).

Рекомендуемые подборки задач по теме 13 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=13

Тестилка Т 13-4 (распечатки).

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 13.12.   Подготовка к контрольной работе.

Проверка д/з: на усмотрение учителя.

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: импульс силы, импульс тела, закон сохранения импульса, кинетическая энергия поступательного движения, потенциальная энергия в гравитационном поле (факультативно: при действии архимедовой силы и силы упругости), теоремы об изменении Ек и Еп, закон сохранения механической энергии. Рекомендация: обязательно уделить внимание задачам-чертежам (как прямым, то есть проанализировать чертежи, так и обратным, то есть нарисовать/начертить самостоятельно).

Примечание: задачи на гравитацию, трение, упругость считаем отработанными на предыдущих уроках решения задач. Рекомендуемые подборки задач по теме 13 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=13

Опубликовать репетиционный вариант контрольной работы (вывесить на информационном стенде в классе и/или предоставить ссылку на интернет-ресурс).

Репетиционный вариант к/р.

Домашнее задание.
• Репетиционный вариант к/р (всему классу).

Урок 13.13.   Контрольная работа.

Письменная контрольная работа по подтемам: импульс силы, импульс тела, закон сохранения импульса, кинетическая энергия поступательного движения, потенциальная энергия в гравитационном поле, закон сохранения механической энергии.

Примечание: задачи на гравитацию, трение, упругость считаем отработанными на предыдущих уроках решения задач.

Конспект теоретического материала (см. стр.64 учебника).

Домашнее задание.
• Конспект теоретического материала (всему классу).

Урок 13.14.   Резерв (выставление четвертных оценок).

Анализ результатов к/р.

Проверка д/з: взаимоконтроль в микрогруппах по конспекту теоретического материала.

Дальнейшее содержание урока на усмотрение учителя.

Домашнее задание.
• На усмотрение учителя.

Урок 13.15.   Резерв.

Содержание урока на усмотрение учителя.

Домашнее задание.
• Отсутствует (по причине наступления зимних каникул).

Общеметодические рекомендации к теме 13

Методическое замечание. Сила трения, она же сила тангенциальной реакции, является виртуальной силой, так как никогда не появляется без нормальной компоненты; только сумма тангенциальной и нормальной компонент является реальной силой, она же сила реакции опоры. Под реальными силами мы понимаем такие, которые, согласно определению, обусловлены действием одного тела на другое (сила трения реальной силой не является, так как может меняться от нуля до максимума для одной и той же пары тел в зависимости от действия третьего тела). Поэтому важно на любом чертеже сначала изображать реальные силы: тяжести, упругости, вес, реакцию опоры (и только после изображения последней при необходимости раскладывать ее на силу трения, то есть тангенциальную реакцию, и силу нормальной реакции).

© 2014. Кривченко Игорь Викторович (г. Москва)