Применение ключевых ситуаций при решении задач по физике. Ключевые ситуации – это типичные учебные ситуации, вокруг которых группируются большинство задач по физике. В школьном курсе физики таких ключевых ситуаций несколько десятков на тысячи задач. В данной работе предложено применение двух ключевых ситуаций при решении задач в 7 классе: Задание 1. <1>Прямолинейное равномерное движение <2>Плотность: полые тела и сплавы Задание 2. Задача (1), составленная на основе <1> ключевой ситуации: Отправляясь в путешествие и двигаясь равномерно, мотоциклист за 2 часа проехал 144 км. а) Определить скорость его движения и выразить его в м/с.; б) Построить график скорости. Выразить скорость в м/с.; в) построить график пути мотоциклиста, если после 2-х часов езды, он 1 час отдыхал. Постройте график скорости за 2 часа движения. Выразите скорость в м/с.(Можно добавить: и график скорости за 1 час отдыха). Задача (2), составленная на основе <2> ключевой ситуации: Имеются куски меди и олова соответственно массами 100 г. и 30 г. а) Определить объёмы данных кусков; б) Определить, есть ли пустоты в кусках, если внешний объём меди 13 см 3 , внешний объём олова 4,1 см3. в) Найти плотность бронзы, для изготовления которой взяли эти куски. Задание 3. Методология решения этих задач с учениками. Фрагмент урока: Решение задач по теме «Прямолинейное движение». Задачу (1) следует решать после выполнения упражнения 5 из учебника физики для 7 класса автора А.В.Перышкина. Задача записывается на доске. Запись условия в буквенном виде и решение задач для случаев а), б), в) выполняются отдельно. Комментарии к каждому случаю: 1) Читаем условия задачи; 2) Запишем условия задачи в буквенном виде; 3) Выполняем решение. Вопросы ученикам при записи условия и при решении задачи: а, б, в- Какой буквой обозначается время? а, б, в- Как запишем, что время движения равно 2 часа? а, б, в- Какой буквой обозначается путь? а, б, в- Как запишем, что путь равен 144 км.? а, б, в- Какой буквой обозначается скорость? аКак запишем выражение: «Определите скорость движения»? а, б, в- Что необходимо знать, чтобы из единицы скорости ? перейти в единицу скорости м/с а,б,в Как переведем в систему СИ, т.е. в ? б, в – Какая линия является графиком скорости при прямолинейном равномерном движении? Как она проходит? в -Какая линия является графиком пути при прямолинейном равномерном движении? в- Как пройдёт прямая (отрезок прямой), если путь мотоциклиста будем рассматривать с отметки 0 км., а время отсчитывать с отметки 0 ч.? в- Как пройдёт прямая (отрезок прямой), если 1 час мотоциклист отдыхал? Оформление задач Задача (1) а) Дано: t= 2 ч. S= 144 км. V =? выразить скорость в м/с Решение км V= 72 ч 72000 м = 3600 с м = 20 с м Ответ: с V= 20 б) Дано: t= 2 ч. Решение S= 144 км. Комментарий учителя: Чтобы построить график скорости, 1. Построить график необходимо его вычислить по данным к задаче. скорости S 144 км. км 2. Выразить скорость в м/с V= t = = 72 ч 2 ч. км V= 72 ч 72000 м = 3600 с м = 20 с Комментарий учителя: Чтобы построить график скорости выберем координатные оси и выберем длину единичного отрезка. Вертикальная ось Оv - ось скорости; единичный отрезок 1 клетка- 10 км/ч. Горизонтальная ось Оt – ось времени; 2 клетки- 1 час. км V ч 0 1 70 60 50 40 30 20 10 2 t (ч) 2 в) Дано: t1= 2 ч. S1 = 144 км. t2= 1 ч. 1.Построить график пути за t1 и t2. 2.Построить график скорости за t1. 3.Выразить скорость в м/с Решение Комментарий учителя: Чтобы построить график пути выберем две координатные оси и выберем длину единичного отрезка: Вертикальная ось Оs – ось пути, единичный отрезок: 2 клетки- 20 км. Горизонтальная ось Оt – ось времени, единичный отрезок: 2 клетки- 1 час. S (км) t 0 2 s 0 144 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 t (ч) км V ч 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 t (ч) Фрагмент урока: Решение задач по теме «Плотность» 3 Урок является пятым по счёту. Задача записывается на доске. Запись условия в буквенном виде и решения для случаев а), б), в) выполняются отдельно. Комментарии к каждому случаю: 1. Читаем условия задачи; 2. Записываем условия задачи в буквенном виде; 3. Выполняем решение. Вопросы ученикам при записи условия и при решении задач. -Какой буквой обозначается масса?- а, б, в -Как запишем, что масса меди равна 100 г., масса олова равна 30 г.?- а, б, в -Что ещё необходимо знать, чтобы определить объём?- а -Какой буквой обозначается плотность? а, б, в -Откуда возьмём плотность? а, б, в -В каких единицах удобнее взять плотность, если масса дана в граммах?- а, б, в -Какой буквой обозначается объём? а, б, в -Как запишем: «Определить объёмы данных тел»?- а -Какую формулу надо записать, чтобы определить объём? –а, б, в -Какие величины даны в условии?- б -Все ли данные в задаче записаны? –б -Что спрашивается в условии задачи? –б -Как следует понимать: есть ли в детали пустоты? –б Если ученики затрудняются ответить на этот вопрос, то комментарий учителя: используя данные к задаче, определим плотность тел и сравним их с табличными. Если обнаружим, что они меньше табличных значений, то значит есть пустоты. -Как запишем вопрос в задаче в буквенном виде?- б -Как запишем вопрос: «Определить плотность бронзы»?- в Оформление задач а) Дано: mм= 100 г. mо= 30 г. ρ о = 7,3 г см3 ρ м = 8,9 г см3 Vo = ? Vм = ? Решение m V= ρ ; Vo = mo ρo ; Vм = mм ρм 30 г Vo = 7,9 г см3 = 4,1см3 100 г = 11,2см3 г 8,9 см3 Ответ: Vo = 4,1см3 ; Vm = 11,2см3 . Vm = 4 б) Дано: mм= 100 г. Vm = 13 см3 ρ м = 8,9 г см3 mо= 30 г. ρ о = 7,3 г см3 Решение ρ= m v ; ρм = г 7,7 100 г = 13 см3 mм Vм ≈7,7 г см3 г < 8,9 см 3 см3 ρм < ρ м – пустоты в куске меди есть. mо 30 г г ρо = Vo = 4,1 см3 =7,3 см3 Vo = 4,1см ρм = ? ρо = ? Есть ли пустоты в кусках? 3 г 7,3 см3 г см3 = 7,3 ρо = ρо – пустот в куске олова нет. Ответ: в куске меди есть пустоты; в куске олова нет пустот. Решение Комментарий учителя: Рассматривая сплавы, обычно предполагают, что объём сплава равен сумме объёмов составляющих его веществ. В таком случае плотность сплава равна: ρ= m1+ m2 V1+ V2 Для нашего случая: ρбр= mм+ mо Vm+ Vo ; mм Vm = ; ρм Vm - ? ; Vo- ? mо Vo = ρо 100 г Vm = 8,9 г см3 =11,2 см3; г см3 = 4,1 см3 30 г Vo = 7,3 100 г + 30 г =тогда ρ бр= 11,2 см3 + 4,1 см3 130 г = 15,3 см3 г =8,5 см3 Ответ: ρбр= 8,5 г см3 5