Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jaki jakościowy wpływ ma siła grawitacji Słońca na niejednostajny ruch planet po orbitach eliptycznych?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
IV. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:
3) analizuje jakościowo wpływ siły grawitacji Słońca na niejednostajny ruch planet po orbitach eliptycznych i siły grawitacji planet na ruch ich księżyców.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się,

• kompetencje cyfrowe.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. wyjaśni ruch planety wokół Słońca pod wpływem siły grawitacji,

2. uzasadni, że moment siły grawitacji działającej na planetę równy jest zeru i dlatego zachowany jest moment pędu planety,

3. przeanalizuje zmiany prędkości planety wraz odległością od Słońca wynikające z zasady zachowania momentu pędu,

4. przeanalizuje skutki działania składowych siły grawitacji stycznej i prostopadłej do toru planety.

Strategie nauczania:

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w grupach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

e‑materiał: „Jak definiuje się siły grawitacji?”, „Prawo powszechnego ciążenia”, „Jak wykorzystać zasadę zachowania momentu pędu w zadaniach?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Wprowadzenie zgodnie z treścią w części pierwszej „Czy to nie ciekawe?”.
Odwołanie do wiedzy uczniów o sile grawitacji.

Faza realizacyjna:

Uczniowie przypominają prawo powszechnego ciążenia. Nauczyciel wyjaśnia, że planety poruszają się po orbitach eliptycznych ze Słońcem w jednym z ognisk, rysując orbitę na tablicy. Uczniowie rysują na tablicy wektor siły grawitacji działającej na planetę w różnych punktach orbity i rozkładają go na składową styczną i prostopadłą do toru. Następnie w dyskusji uczniowie ustalają, jaki jest skutek działania obu składowych: prostopadła zmienia kierunek prędkości (jest siłą dośrodkową), a styczna zmienia wartość prędkości. Następnie uczniowie analizują ruch planety w różnych punktach orbity i dochodzą do wniosku, że w perihelium wartość prędkości jest największa, a w aphelium najmniejsza.
Uczniowie oglądają animację i odpowiadają na pytania w niej zawarte.
Następnie uczniowie przy pomocy nauczyciela przypominają zasadę zachowania momentu pędu i analizują, czy ta zasada jest spełniona dla planety na orbicie okołosłonecznej. Uzasadniają, dlaczego moment siły grawitacji równy jest zero i dochodzą do wniosku, że moment pędu planety jest zachowany, więc prędkość musi się zmieniać wraz z odległością od Słońca.

Faza podsumowująca:

W celu sprawdzenia przyswojenia materiału uczniowie w grupach rozwiązują zadanie 8 z zestawu ćwiczeń i dyskutują rozwiązanie na forum klasy.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, 1 i 2 obowiązkowo, do wyboru jedno z pozostałych zadań.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium bazowe może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.
Zadania z zestawu ćwiczeń można potraktować jako zadania domowe lub niektóre z nich rozwiązać na lekcji.