Реферат: Урок по теме: "Моделирование физических процессов"

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:

Осознание личностного и социального значения учебного труда и коллективного решения проблемы.

Создание условий для проявления самовыражения и творческой активности.

Формирование навыков работы в группе.

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*B12^2/2




=B12+D$3

=C$7*B13

=C$8*B13-D$4*B13^2/2




=B13+D$3

=C$7*B14

=C$8*B14-D$4*B14^2/2



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()*D8^2































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*F12^2)/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*F13^2)/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