Imię i nazwisko autora:

Jan Kamiński

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Doświadczalne badanie zasady zachowania pędu

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.
II. Mechanika. Uczeń:
15) wykorzystuje zasadę zachowania pędu do opisu zachowania się izolowanego układu ciał.

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 cyfrowe,

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. omówi, w jaki sposób doświadczalnie można zweryfikować zasadę zachowania pędu;

2. zastosuje zasadę zachowania pędu do przewidywania wyniku zderzeń różnych obiektów;

3. za pomocą doświadczeń lub symulacji przeanalizuje, co się dzieje, gdy zderzają się ze sobą ciała o różnych masach i prędkościach.

Strategie nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna

Metody nauczania:

wykonywanie doświadczeń

Formy zajęć:

praca w grupach, współzawodnictwo, praca samodzielna

Środki dydaktyczne:

tor powietrzny lub ekran/projektor podłączony do komputera

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Przed lekcją uczniowie mają za zadanie zapoznać się z symulacją interaktywną i samodzielnie z nią poeksperymentować. Na początku lekcji nauczyciel pyta uczniów o ich wnioski z wykonanego zadania. Następnie krótko (bez tłumaczenia) przypomina pojęcie pędu i zasadę zachowania pędu.

Faza realizacyjna:

Potem należy podzielić uczniów na 4 grupy.
Uczniowie z pomocą nauczyciela wykonują szereg doświadczeń ze zderzeniami na torze powietrznym (w zależności od dostępności toru doświadczenia mogą być też wykonywane za pomocą symulacji interaktywnej) według schematu:

• nauczyciel przedstawia zagadnienie: np. wózek uderza sprężyście w drugi wózek o jednakowej masie;

• wybrana grupa uczniów ma za zadanie przygotować warunki eksperymentu (ustawić wózki, odpowiednio je obciążyć, uruchomić tor);

• wykonanie doświadczenia jest poprzedzone krótką burzą mózgów „co się stanie?” – uczniowie pracują w grupach, a ich pomysły są zapisywane na tablicy;

• doświadczenie jest wykonywane przez wybraną grupę uczniów; wynik doświadczenia jest porównywany z przewidywaniami uczniów zapisanymi na tablicy i grupy, które dobrze przewidziały wynik doświadczenia, otrzymują punkt.

Należy wykonać 4 doświadczenia opisane w niniejszym e‑materiale. Każde doświadczenie wykonuje inna grupa.

1. Zderzenie sprężyste ciał o jednakowych masach

2. Zderzenie sprężyste ciał o różnych masach

3. Zderzenie doskonale niesprężyste

4. Zderzenie doskonale niesprężyste ciał biegnących naprzeciw siebie

Faza podsumowująca:

W fazie podsumowującej wyniki jednego z doświadczeń konfrontujemy z zasadą zachowania pędu, np. obliczając początkowy i końcowy pęd na podstawie pomiarów czasu i drogi, a następnie porównując otrzymane wartości.

Praca domowa:

Jako pracę domową uczniowie wykonują zadania: 6 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Symulację interaktywną, poza przedstawioną propozycją, można wykorzystać:

• jako substytut toru powietrznego w szkole, gdzie nie jest on dostępny, do wykonania „wirtualnie” eksperymentów;

• jako narzędzie do weryfikacji wyników zadań obliczeniowych wykonywanych np. w ramach pracy domowej albo pracy na lekcji (sprawdzenia, czy otrzymany wynik ma sens).