Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Na czym polega związek między energią i masą dla cząstki w ruchu?

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:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
2) posługuje się związkiem między energią całkowitą, masą cząstki i jej prędkością, posługuje się pojęciem energii spoczynkowej.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

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

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. wyjaśnia różnice między klasyczną i relatywistyczną energią kinetyczną,

2. tłumaczy, dlaczego klasyczny wzór na energię kinetyczną ma ograniczone zastosowania,

3. analizuje i interpretuje wzór opisujący relatywistyczną energię kinetyczną.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

wykład problemowy, burza mózgów

Formy zajęć:

praca zespołowa, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

tablety do dyspozycji każdego ucznia, grafika porównująca zależność energii kinetycznej od prędkości dla wzoru klasycznego i relatywistycznego, zestawy zadań

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Pytanie nauczyciela:

• Co to jest energia kinetyczna?
  Oczekiwana odpowiedź: Jest to energia poruszającego się ciała i wynika z pracy włożonej na rozpędzenie spoczywającego ciała.

• Jak można wyprowadzić wzór na energię kinetyczną?
  Oczekiwana odpowiedź: wyznaczamy pracę włożoną przez wypadkową sił zewnętrznych na rozpędzenie ciała.

Faza realizacyjna:

Uczniowie wspólnie z nauczycielem przypominają uogólnioną postać II zasady dynamiki i wzór opisujący pęd relatywistyczny.
Uczniowie analizują metodę wyprowadzenia wzoru na energię kinetyczną, nauczyciel opowiada o konsekwencji zastąpienia wzoru klasycznego na siłę wzorem relatywistycznym i podaje wzór relatywistyczny na energię kinetyczną.
Uczniowie analizują konsekwencje wzoru relatywistycznego na przykładzie.
Uczniowie analizują wykres ilustrujący zależności klasyczną i relatywistyczną energii kinetycznej od prędkości.
Sformułowanie wniosku o granicy stosowalności wzoru klasycznego.

Faza podsumowująca:

W celu zweryfikowania zdobytej wiedzy, uczniowie rozwiązują zadania 1, 3, 6, 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

W celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 2, 4, 5, 7, 9, 10 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film może być wykorzystany przy powtarzaniu wiadomości i innych lekcjach na temat Szczególnej Teorii Względności.