Занятие элективного курса по физике "Баллистическое движение" (10-й класс)
Оборудование: компьютерные обучающие программы: “Физика. Мультимедийный курс 10–11-е классы” ООО “Руссобит Паблишинг”, 2004, программа “Физика. 7–11-е классы. Практикум.”, ООО ФИЗИКОН, 2004) , поурочные карты, презентация в Power Point.
ХОД ЗАНЯТИЯ
Учитель: тема сегодняшнего занятия “Баллистическое движение”.
Вы должны понять, что называется баллистическим движением, от чего зависит дальность, высота и полета тела при баллистическом движении. В ходе занятия вы будете заполнять бортовой журнал. (Приложение 1)
В начале изучения темы мы познакомимся с понятием Баллистика и историей баллистики.
Сообщение ученика по теме и компьютерная презентация (Приложение 2)
- Что называется баллистикой?
- Какова траектория баллистического движения?
- Является ли баллистическое движение движением с ускорением?
- Под действием какой силы происходит движение?
- Приведите примеры, где в жизни мы встречаемся с баллистическим движением?
Ученики: метание гранаты, бросание мяча в баскетбольное кольцо, подача в волейболе, закидывание червяка на рыбалке.
Учитель: Запишите в бортовые журналы определение:
При стрельбе из пушки, при метании И из шланга клумбы поливании Наблюдаем непростое мы движение Причина его сложности – земное притяжение! Линия движения – парабола простая Или баллистическая сложная кривая?
Как можно установить дальность полета снаряда, высоту полета, время баллистического движения тела?
Мы проведем компьютерный эксперимент, создадим модель баллистического движения и выясним, от чего зависит дальность и высота полета тела, если оно движется под углом к горизонту.
Каковы будут гипотезы исследования?
Учащиеся выдвигают гипотезы исследования:
- от скорости бросания;
- от того, под каким углом к горизонту брошено тело;
- от сопротивления среды.
Учитель: Для проверки гипотез проведем ряд компьютерных экспериментов . Смоделировать баллистическое движение тела нам поможет компьютерная программа “Физика. 7–11-е классы. Практикум.” лаборатория № 1.9. “Полет снаряда”.
Учащиеся совместно с учителем разрабатывают план исследования:
1) Установить зависимость дальности полета и максимальной высоты подъема от начальной скорости движения.
Измерим дальность и высоту полета, изменяя скорость бросания при постоянном значении угла бросания. Результаты занесем в таблицу. Проводим исследования движения тела без учета сил сопротивления движению.
2) Выявить зависимость максимальной высоты подъема и дальности полета от угла под которым тело брошено к горизонту.
Измерим дальность и высоту полета, изменяя угол бросания при постоянном значении скорости бросания. Результаты занесем в таблицу.
Учащиеся проводят лабораторный эксперимент. Все индивидуально выполняют опыты в компьютерном варианте.
На мониторе у ребят: см. рис 1.
Учитель: Подведем итог ваших исследований.
Ученики: Высота и дальность полета тела зависит от начальной скорости бросания и угла бросания.
Учитель: Какова зависимость дальности и высоты полета от начальной скорости движения тела?
Ученики: Дальность и высота полета тела прямо пропорциональна квадрату скорости бросания тела.
Учитель: При каком значении угла бросания дальность полета максимальна?
Ученики: При значении угла бросания 45 ° .
Учитель: При каком значении угла бросания высота полета максимальна?
Ученики: При значении угла бросания 90 °
Учитель: изменим условие эксперимента и попытаемся определить от чего зависит время полета тела при баллистическом движении. Лаборатория № 1.10. План исследования разработайте самостоятельно.
Одному ученику дается индивидуальное задание: Используя ресурсы сети Интернет найти информацию о баллистическом движении и формулы для вычисления дальности и высоты полета тела, брошенного под углом к горизонту.
Учащиеся проводят лабораторный эксперимент. Все индивидуально выполняют опыты в компьютерном варианте.
На мониторе у ребят: см. рис 2.
Учитель: Подведем итог ваших исследований.
Ученики: Время движения тела при баллистическом движении зависит от начальной скорости движения тела и угла бросания..
Учитель: Какова траектория движения тела, если тело брошено горизонтально?
Ученики: Ветвь параболы.
Проверяется индивидуальное задание.
На сайте http://physics.nad.ru/ найдена демонстрация баллистического движения снаряда, показано, что максимальная дальность полета при 45 ° . Даны формулы для вычисления дальности и высоты полета тела.
Информацию о баллистическом движении вы можете в мультимедийном учебнике. Программа “Физика. Мультимедийный курс Х–ХI классы” Учебник §13.
Запишите формулы в бортовой журнал.
Учитель: Мы проводили эксперимент без учета силы сопротивления воздуха. Но влияние сопротивления воздуха на скорость движения тел весьма ощутимо.
Если начальная скорость пули равна 870 м/с и направлена к горизонту под углом 45 ° при отсутствии сопротивления воздуха дальность полета пули должна равняться 77 км. На самом же деле она не превышает 3,5 км. Во много раз уменьшается и наибольшая высота подъема пули. Уменьшить влияние сопротивления воздуха можно увеличением массы пули или снаряда, а также уменьшением начальной скорости. Первое используется в дальнобойной артиллерии, а второе в минометах.
Учитель: Попробуем применить полученные знания на практике.
В комедии Грибоедова “Горе от ума” есть слова “Строжайше б запретил я этим господам на выстрел подъезжать к столицам”.
Есть такое выражение “Не подпускать на пушечный выстрел” на какое это расстояние, мы сейчас и выясним.
Предположим, что выстрел сделан под углом 30 ° , а масса снаряда 20 кг. Верхняя точка траектории полета находится на высоте 3125 м (сопротивление воздуха не учитывать).
Совместно разрабатывается алгоритм решения задачи, затем учащиеся расчеты производят самостоятельно.
Учитель: Дома вам предстоит решить 3 задания, данные в бортовом журнале.
Подведем итог нашего занятия.
Учащиеся делятся на две группы. Рефлексия в форме интервью: вопрос по теме “Баллистическое движение” задает вопрос одна группа – отвечает вторая группа, затем группы меняются.
Учитель:
Знаем точно мы теперь, друзья. Многое зависит от угла бросания Хочешь дальше тело отправлять Так бросай его под сорок пять. Хочешь бросить выше камень свой Угол бросания должен быть прямой.