Imię i nazwisko autora:

Anna Kaczorowska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Zderzenia niesprężyste w doświadczeniach

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:
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;
11) opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych.
II. Mechanika. Uczeń:
15) wykorzystuje zasadę zachowania pędu do opisu zachowania się izolowanego układu ciał;
16) rozróżnia i analizuje zderzenia sprężyste i niesprężyste.

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. stosuje przybliżenie modelu zderzenia niesprężystego do zjawisk dostrzeganych w praktyce;

2. wskazuje zastosowanie zasady zachowania pędu w zderzeniach niesprężystych;

3. analizuje przebieg doświadczenia, wykonuje pomiary i obliczenia;

4. doświadczalnie weryfikuje postawioną hipotezę badawczą.

Strategie nauczania:

IBSE - nauczanie przez odkrywanie

Metody nauczania:

nauczanie problemowe; odkrywanie praw fizyki w eksperymentach

Formy zajęć:

eksperyment fizyczny realizowany równym frontem, praca całej klasy

Środki dydaktyczne:

tor jezdny z wózkami pomiarowymi (taki, jak np. PASCO) albo powietrzny z fotokomórkami albo dwa wózki poruszające się z małym tarciem i dwa stopery

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wprowadza pojęcie zderzenia niesprężystego i pyta uczniów, czy w zjawiskach codziennie obserwowanych mogą podać przykłady takich, które można nazwać zaklasyfikować jako niesprężystye. Nauczyciel pyta uczniów, jaka jest definicja pędu, czy jest to wielkość wektorowa, czy skalarna. Następnie naprowadza uczniów na sformułowanie dwóch problemów:
1. Czy w zderzeniach niesprężystych jest zachowany pęd?
2. Czy w zderzeniach niesprężystych zachowana jest energia kinetyczna?

Faza realizacyjna:

Nauczyciel omawia technikę wykonania doświadczenia i pomiarów dla sprzętu, którym dysponuje. Pokazuje, jak wyznaczyć prędkość wózków. Po takiej prezentacji pyta uczniów, jak wykonać doświadczenia, które posłużyłyby do zweryfikowania problemów postawionych na początku lekcji. Uczniowie przedstawiają pomysły, z których wyłania się prawidłowy plan wykonania eksperymentu.
1. Należy zważyć wózki i tak je wyregulować, aby miały jednakowe masy. Te masy znamy.
2. Przeprowadzić serię 5‑6 zderzeń niesprężystych wózków, mierząc za każdym razem prędkość wózka najeżdżającego i wózków złączonych po zderzeniu. Drugi wózek przed zderzeniem pozostaje w spoczynku.
3. Sprawdzić relację pomiędzy pędem początkowym i pędem końcowym układu (w jednostkach umownych lub w układzie SI).
4. Na podstawie pomiarów obliczyć energię kinetyczną wózka przed zderzeniem i złączonych wózków po zderzeniu.

Uczniowie wykonują opis doświadczania, notują wyniki pomiarów, wykonują obliczenia, które pozwolą na sformułowanie wniosków.

Faza podsumowująca:

Na podstawie wyników doświadczeń uczniowie stwierdzają, że w zderzeniach niesprężystych zachowany jest pęd, a energia kinetyczna przed zderzeniem jest większa niż po zderzeniu. Oznacza to, że energia mechaniczna nie jest zachowana. Nauczyciel wstawia oceny do dziennika, oceniając aktywność uczniów na lekcji.

Praca domowa:

Rozwiązanie zadania 7 i 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film samouczek można wykorzystać do samodzielnej nauki uczniów. Film może posłużyć do realizacji lekcji, w której uczniowie zaprezentują dawne i współczesne sposoby wyznaczania prędkości pocisków.