Подготовка к ГИА с использованием ключевых учебнных ситуаций.
методическая разработка по физике (9 класс) по теме

Подготовка к ГИА с использование  ключевых учебных ситуаций. Методическая разработка урока физики в 9 классе с использованием ключевых учебных ситуаций.

1. Выделите и проанализируйте две ключевые ситуации в одном из разделов школьного курса  физики  9-го класса.

Ключевая учебная ситуация №1 «Движение тела под действием силы тяжести»

При движении тела по вертикали вверх или вниз на тело действует одна постоянная сила – это сила тяжести! Сила тяжести направлена вертикально вниз. Вниз направлено и ускорение свободного падения. Направление ускорения всегда совпадает с направлением силы!

То есть абсолютно неважно, вверх или вниз движется тело - ускорение свободно падения  всегда направлено вертикально вниз, так же как и сила тяжести. Характер движения тел разный, так как меняется направление начальной скорости.

Если тело брошено под углом к горизонту, то и в этом случае в любой точке траектории ускорение  направлено вертикально вниз. Тело движется по криволинейной траектории, так как  начальная скорость и ускорение направлены не вдоль одной прямой. В верхней точке траектории  ускорение перпендикулярно скорости, и скорость меняется только по направлению. И это тоже движение с ускорением. Впоследствии это можно использовать при изучении движения тела по окружности и введении центростремительного ускорения.

 Необходимо  хорошо запомнить: ускорение и равнодействующая сила сонаправлены!

Ключевая учебная ситуация №2 «Проявление закона сохранения  энергии на примере падения тела».

Главный физический смысл понятия «энергия» состоит в том, что это сохраняющаяся физическая величина, единая для всех физических явлений.

 Тело, находящееся на высоте, обладает запасом потенциальной энергии.  В этот момент его кинетическая  энергия равна нулю. При падении тела происходит  превращение энергии: потенциальная энергия уменьшается, кинетическая – увеличивается. Полная сумма этих энергий не меняется. Но  если учитывать сопротивление воздуха, энергия будет уменьшаться за счет того, что часть начальной энергии переходит во внутреннюю энергию и падающее тело должно нагреться! Но это происходит не всегда.  При падении дождевой капли с большой высоты сама капля не нагревается, так как передает окружающему воздуху часть своей энергии в процессе теплопередачи и затрачивается энергия на испарение воды. Вот почему капли дождя не теплые.

2.Составить по всему курсу физики основной школы:

а) тестовое задание с выбором ответа:

Какие из величин: скорость, равнодействующая сила, ускорение, перемещение при механическом движении тела – всегда совпадают по направлению?

1) ускорение и перемещение

2) ускорение и скорость

3) сила и скорость

4)сила и ускорение;

 б) одно задание с кратким ответом:

Тело массой 5 кг упало  с некоторой высоты. Найти кинетическую энергию в средней точке его пути, если оно падало в течение 2с?

в) одну задачу с полным решением:

Металлический шар упал с высоты 26м  на свинцовую пластину массой 1кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 30С.  Чему  равна масса шара, если на нагревание пластины пошло 80% выделившегося количества теплоты?

3.Описать методологию выполнения этих заданий с учениками.

     Цель урока: повторение курса физики основной школы, формирование навыков               решения задач (самостоятельно анализировать условие задачи, искать дополнительные   данные), контроль знаний, подготовка к ГИА.

       А) Выполнение  тестового задания  с выбором ответа.

В КИМах  достаточно часто встречаются  задания на движение тела под действием силы тяжести.

Учитель: Какая сила действует на тело при его движении по вертикали вверх и вниз ?Будет ли это движением с ускорением? Как направлена сила тяжести? А ускорение свободного падения? Всегда ли совпадает направление силы и ускорения? Как изменится сила тяжести, если тело брошено вниз? вверх? Под углом к горизонту? Будет ли при этом меняться направление ускорения? Как будет меняться направление скорости в этих движениях?

Учащиеся приходят к выводу, что направление скорости меняется в зависимости от вида движения, а ускорение свободного падения и сила тяжести всегда направлены вертикально вниз. Сила тяжести и ускорение свободного падения сонаправлены.

А  как будут направлены равнодействующая  сила и ускорение?

Они тоже будут сонаправлены.

А теперь проанализируем следующую задачу:

Какие из величин: скорость, равнодействующая сила, ускорение, перемещение при механическом движении тела – всегда совпадают по направлению?

1) ускорение и перемещение, 2) ускорение и скорость, 3) сила и скорость,

4)сила и ускорение;

Направление ускорения  перемещения силы или скорости  не всегда совпадают по направлению -  зависит от вида движения. Следовательно, правильный ответ -  4) сила и ускорение.

Б) Выполнение задания с кратким ответом.

Тело массой 5 кг упало  с некоторой высоты. Найти кинетическую энергию в средней точке его пути, если оно падало в течение 2с?

Учитель: Какой энергией обладало тело на высоте?  От чего зависит эта энергия? Что с ней происходило при уменьшении высоты? Чему была равна первоначальная  скорость тела? Что  с ней происходило при уменьшении высоты? Какая энергия зависит от скорости движения? Как связаны потенциальная и кинетическая энергии во время падения тела? Меняется ли сумма этих энергий?

Учащиеся сами формулируют закон сохранения энергии и применяют его для  решения задачи. Высоту h, с  которой упало тело, определяют по формуле для свободного падения.

Тогда h =20м, а  в средней точке h1 =10м.                                                    Ответ: 500Дж.

В)  Задача с полным решением.

Металлический шар упал с высоты 26м  на свинцовую пластину массой 1кг и остановился. При этом пластина нагрелась на 3 0C. Чему  равна масса шара, если на нагревание пластины пошло 80% выделившегося количества теплоты?                      

Учитель: Каким видом энергии обладал падающий шар? Как менялась потенциальная энергия  при уменьшении высоты? В какой вид энергии перешла потенциальная энергия, когда шар коснулся земли? В результате чего пластина нагрелась? В какую энергию превратилась кинетическая энергия? Вся ли кинетическая  энергия перешла во внутреннюю энергию  пластины? Как записать закон сохранения энергии в данном случае? По какой формуле рассчитывается количество теплоты, затраченное на нагревание тела? Каких  табличных данных нам  не хватает?

Ответив на поставленные вопросы и найдя в таблице удельную теплоемкость свинца, учащиеся приступают к решению задачи.

Дано:                           Решение:

m2=1кг                        Q=E    Q2=0,8Q =0,8E

h=26м                         E=m1gh   Q2=cm2∆t

∆t=3 0C                    0,8m1gh=cm2∆t

c=140                 m1=

кпд=0,8                      m1=

m1=?                            Ответ: m1=2кг                        

Таким образом, на уроке использовались две ключевые ситуации: «Движение тела под действием силы тяжести» и «Закон сохранения энергии в применении к механическим и тепловым процессам».