Geum.ru

Урок по теме: "Моделирование физических процессов"

Вид материалаУрок

Содержание


Содействовать формированию умений анализа, выделения главного, аналогии.
Приветствуют учителя, готовятся к уроку.
Работа по аналогии за компьютерами.
Переходят к выполнению задания на компьютере.
Слушают рапорт командиров.
Записывают домашнее задание.
Подобный материал:
Урок по теме: "Моделирование физических процессов"

Кашапов Юнус Абдулхамитович, учитель информатики Рыбно-Слободской средней общеобразовательной школы №2

Цель урока: познакомиться моделированием физических процессов, научиться строить математические модели и использовать их .

Задачи образовательной ситуации:
  1. Осознание личностного и социального значения учебного труда и коллективного решения проблемы.
  2. Создание условий для проявления самовыражения и творческой активности.
  3. Формирование навыков работы в группе.
  4. Проверить знание учащимися основных понятий темы “электронные таблицы” и умение решать прикладные задачи с помощью электронных таблиц.

Продуктивная задача на тему: Проведение военно-тактических учений.

Взаимодействие и сотрудничество на этапе подготовки к учебному занятию:

Классу было предложено разделиться на 3 группы, в каждой группе проводилось обсуждение и выдвижение лидера (руководителя проекта), распределялись должности.

Учащимся было предложено придумать название и девиз для своей группы, а также создать визитки-бейджики для каждого.

Цели урока:
  • Образовательные: Формирование новых
    • понятий: моделирование;
    • терминов: дискретный процесс;
    • Способов и порядка действий при построении физической модели;

Продолжить формирование умений по заполнению и редактированию таблиц в Excel;
    • Организовать отработку навыков работы.
  • Воспитательные: способствовать созданию условий обеспечивающих понимание:

Патриотическое воспитание;

Ответственность.
  • Развивающие :

Содействовать развитию навыков общения в творческой группе;

Обеспечить формирование приемов составление плана работы ;

Содействовать формированию умений анализа, выделения главного, аналогии.

База знаний и место урока

К этому уроку учащиеся знают:
  • Что такое “электронные таблицы”, их виды, функции; назначение. Интерфейс табличного процессора Microsoft Excel.
  • Как использовать Мастер функций, изменять формат ячейки, решать задачи.
  • Арифметические действия в ЭТ, автосуммирование числовых данных, возможности использования встроенных функций.
  • Относительные и абсолютные ссылки.
  • Правила копирования формул.

Основные умения:
  • Умеют составлять и заполнять таблицы.
  • Умеют использовать Мастер функций для ввода данных.
  • Умеют изменять формат ячейки, размер, заливку, объединять ячейки.
  • Умеют копировать формулы.
  • Умеют использовать относительные и абсолютные ссылки.

Тип урока: Интегрированный урок

Вид урока: Комбинированный: Наглядно-демонстрационное изучение нового материала, Компьютерное моделирование (Военно-тактические учения).
  • По источнику знаний:
    • доказательные: объяснение;
    • наглядные: использование дидактического материала (карточки иллюстрирующие каждую задачу);
    • практические: тренировочные упражнения;
  • По характеру познавательной деятельности учащихся:
    • объяснительно-иллюстративные;
    • репродуктивные (воспроизведение действий по применению знаний на практике на репродуктивном уровне; деятельность по известному алгоритму).

Оборудование:
  • карточки: “Свободное падение тел”, «Полет ракеты», «Движение тела, брошенного под углом к горизонту» ;
  • Пакеты с заданиями;
  • табличный процессор Excel;
  • компьютеры;
  • проектор;
  • листы результатов, листы самоанализа.

Межпредметные связи: физика, ОБЖ.

Ход учений.

Учитель:

этап урока
Деятельность и речь учителя
Деятельность и ответы учащихся

Организационный этап (1 мин)
Здравствуйте товарищи ученики.

На предыдущих уроках мы рассмотрели основные понятия электронных таблиц. Сегодня вы должны показать, насколько хорошо владеете понятиями: ячейка, абсолютный и относительный адрес, видите сферу применения электронных таблиц и умеете решать прикладные задачи с их использованием.
Приветствуют учителя, готовятся к уроку.

Актуализация знаний (4 мин)
Какие задачи решаются с помощью электронных таблиц?

Что такое ссылка на ячейку?

Какие типы ссылок Вы знаете?

Как записывается Формула ?

Как копируется формула?
Отвечают на вопросы.

Объяснение нового материала (8 мин)
Сегодня мы проведем командно-штабные учения со следующими родами войск: Десантные , Артиллерийские, Космические (ракетные).

Для этой задачи нам не хватает определенных знаний.
Итак, тема нашего занятия “Моделирование физических процессов”.

Цель урока: мы должны познакомиться с процессом моделирования и самое главное научиться пользоваться моделью.

модель -- это некоторый материальный или идеальный (мысленно представляемый) объект, замещающий объект-оригинал, сохраняя его характеристики, важные для данной задачи.

Процесс построения модели называют моделированием.


Этапы моделирования следующие:

Определение целей моделирования,

Выделение существенных свойств объекта,

Поиск математического описания (формулы),

Математическая модель,

Выбор метода исследования,

Проведение исследования(эксперимент),

Анализ результата,

Уточнение модели…

Создание модели сопротивления тел различной формы.


Записывают в тетрадь число и тему урока.
Выясняют для себя цель урока.

Слушают рассказ учителя; делают записи в тетради.
Записывают этапы моделирования.


Работа по аналогии за компьютерами.

Закрепление нового материала (12 мин)
Для мирной и счастливой жизни нам необходимо быть готовыми к защите своей Родины. Есть почетная миссия – защита Родины. Мы знаем наших земляков, которые с достоинством выполняют эту почетную службу Родине: фамилии…………….

Сейчас вашим конструкторским отделам предстоит создать модели физических процессов: полет ракеты, падение тела (парашютиста) и расчет траектории движения тела под действием силы тяжести. Отчеты занесите в карточки. Командиры групп Вам необходимо будет вовремя доложить о результатах испытаний и тактических учениях. Руководить операцией буду сегодня я. Пакеты с заданиями у вас на столах и введены в компьютеры. Время пошло. Удачи .

Корректирует действия групп. Оказывает индивидуальную помощь.
Переходят к выполнению задания на компьютере.

Анализ

Рапорт командиров

(5 мин)
Итак, вы выполнили свою задачу. Для решения этой задачи, вы использовали математическую модель.

Командиры групп доложите об успешном проведении учений.
Слушают рапорт командиров.

Дополняют.

Итоги (5 мин)
Выясняю степень усвоенности нового материала ( с каждым индивидуально).

Выражение благодарности и награждение за отличную службу Родине.

Записываем домашнее задание:
  Записывают домашнее задание.

Сдают контрольные листы –самоанализ.

Задания для урока










































воздух









Диск
Полусфера
шар
капля



Динамическая вязкость

плотность среды q
Радиус тела R
Площадь поперечного сечения

с
1,11
0,55
0,4
0,045



0,0182
1,29
0,1
=ПИ()*J3*J3

k2
=1/2*C3*$K$3*$I$3
=1/2*D3*$K$3*$I$3
=1/2*E3*$K$3*$I$3
=1/2*F3*$K$3*$I$3















k1
=6*ПИ()*$H$3*$J$3
=6*ПИ()*$H$3*$J$3
=6*ПИ()*$H$3*$J$3
=6*ПИ()*$H$3*$J$3













































Скорость V
Сила сопротивления F2
Сила сопротивления F2
Сила сопротивления F2
Сила сопротивления F2



Сила сопротивления F1









0
=C$4*$B8*$B8
=D$4*$B8*$B8
=E$4*$B8*$B8
=F$4*$B8*$B8



=C$5*B8









2
=C$4*$B9*$B9
=D$4*$B9*$B9
=E$4*$B9*$B9
=F$4*$B9*$B9



=C$5*B9









4
=C$4*$B10*$B10
=D$4*$B10*$B10
=E$4*$B10*$B10
=F$4*$B10*$B10



=C$5*B10










Падение парашютиста

Масса

m=
80

Коэффициент сопротивления
к=
3

Приращение времени
dt=
0,2

Ускорение свободного падения
g=
9,81

Начальная скорость
V0=
30

Высота
h=
300













время
скорость
ускорение
расстояние

0
=D5
=D$4-D$2*B9*B9/D$1
=D6

=A9+D$3
=B9+C9*D$3
=D$4-D$2*B10*B10/D$1
=D9-(B9+B10)/2*D$3



Траектория полета снаряда

начальная скорость
V0
230

Угол бросания (град)
а
34

шаг изменеия времени
dt
0,3

Ускорение
g
9,81

координаты цели
х
15

 
у
10

Начальная горизонтальная скорость Vx
=D$1*COS(D$2*ПИ()/180)



Начальная вертикальная скорость Vy
=D$1*SIN(D$2*ПИ()/180)


















Время
Х
У

координаты цели
 
4679
200




0
=C$7*B12
=C$8*B12-D$4*B122/2




=B12+D$3
=C$7*B13
=C$8*B13-D$4*B132/2




=B13+D$3
=C$7*B14
=C$8*B14-D$4*B142/2



Полет ракеты

Начальная масса ракеты (кг)
m0=
2000



в=
0,000056

Расход топлива (кг/с)
a=
20









Сила тяги двигателя (Н)
F=
400000









Промежуток времени
dt=
0,5









Плотность среды (начальная)
q=
1,29









Начальная высота (м)
h=
1000









безразмерный коэффициент лобового сопротивления
c=
0,55









радиус корабля
R=
1,55









Площадь поперечного сечения
s=
=ПИ()*D82






























время
масса
высота
плотность
k2
Скорость



0
=D1
=D6
=D$5*10(-G$1*C12)
=1/2*D$7*D$9*D12
0



=A12+D$4
=B12-D$2*D$4
=C12+F12*D$4
=D$5*10(-G$1*C13)
=1/2*D$7*D$9*D13
=F12+(D$3-E12*F122)/B12*D$4



=A13+D$4
=B13-D$2*D$4
=C13+F13*D$4
=D$5*10(-G$1*C14)
=1/2*D$7*D$9*D14
=F13+(D$3-E13*F132)/B13*D$4







Полет ракеты (закон сохранения импульса)

Масса ракеты
Порции горючего
Скорость газов относительно ракеты
Начальная скорость ракеты
Конечная скорость ракеты
время

M
D
U
vr
Vs
dt

1000
30
-2000
0
7800
1



















время
Масса ракеты
скорость ракеты
Путь






t
M
Vr
s






0
=A3
=D3
0






=A7+F$3
=B7-B$3*F$3
=(B7*C7-B$3*F$3*C$3)/B8
=D7+C7*F$3