Imię i nazwisko autora:

Przemysław Michalski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak obliczyć pracę, gdy na pierwszy rzut oka nie można jej obliczyć?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;

6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;

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;

II. Mechanika. Uczeń:

10) posługuje się pojęciami pracy mechanicznej, mocy, energii kinetycznej, energii potencjalnej wraz z ich jednostkami; stosuje zasadę zachowania energii mechanicznej do obliczeń.

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;

6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi;

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;

II. Mechanika. Uczeń:

22) interpretuje pole pod wykresem zależności siły od drogi i pole pod wykresem zależności mocy od czasu jako wykonaną pracę.

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. interpretuje pracę jako pole pod wykresem zależności siły od drogi.

2. stosuje interpretację pracy i oblicza ją dla danego wykresu zależności siły od drogi.

3. analizuje wzór lub opis słowny i na jego podstawie rysuje wykres zależności drogi od czasu.

4. analizuje wykresy siły od czasu i na tej podstawie tworzy wykresy siły od przemieszczenia; oblicza pracę na tej podstawie.

Strategie nauczania:

Flipped classroom

Metody nauczania:

Zajęcia rachunkowe

Formy zajęć:

Praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

tablica

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Weryfikacja wiedzy uczniów zdobytej na podstawie e‑materiału. Wprowadzenie nauczyciela dotyczące ograniczeń w stosowaniu klasycznego wzoru na pracę – tj. zmiana siły w trakcie ruchu, zmiana kąta między siłą a przemieszczeniem. Sprawdzenie znajomości interpretacji wykresu zależności siły od drogi.

Faza realizacyjna:

Część 1 – rysowanie wykresów zależności siły od drogi.

Nauczyciel rozwiązuje z uczniami zadanie 5 z zestawu ćwiczeń i omawia sposób tworzenia wykresu. W tym przypadku wykres był tworzony na podstawie wzoru zależności. Następnie nauczyciel wprowadza „opisowy” sposób zmiany siły wraz z przemieszczeniem. Zadaniem uczniów jest narysowanie wykresu na podstawie jego opisu słownego stworzonego na podstawie zadania 7. Obydwa wykresy zostają na tablicy, wraz z miejscem na dalsze obliczenia.

Część 2 – obliczanie pracy na podstawie wykresów zależności siły od drogi.

Obydwa wprowadzone powyżej przypadki dotyczą zmieniającej się w trakcie ruchu siły. Nauczyciel prosi uczniów o wyznaczenie pracy w obydwu przypadkach. De facto, uczniowie rozwiązują w ten sposób zadanie 6 i 7.

Część 3 – przekształcanie innych wykresów.

Nauczyciel rozwiązuje i omawia z uczniami zadanie 8 z zestawu ćwiczeń. Jeśli udało się zrealizować wszystkie punkty i zostało jeszcze trochę czasu, nauczyciel może zaproponować inne zadanie związane z przekształceniem wykresu F(t) na F(s) lub przejść do części 4.

Część 4 – zmienny kąt między siłą a przemieszczeniem.

Nauczyciel prosi uczniów o rozważenie sytuacji, gdy długość wektora siły jest stała, ale w trakcie ruchu zmienia się kąt między siłą a przemieszczeniem. Jaki będzie kształt wykresu F(s) w tym przypadku?

Faza podsumowująca:

Podsumowanie i wyjaśnienie następuje po rozwiązaniu każdego zadania.

Praca domowa:

Samodzielne rozwiązanie zadań 1‑4 z zestawu ćwiczeń. Dla uczniów realizujących zakres rozszerzony – wykreślenie wykresu w arkuszu kalkulacyjnym oraz obliczenie pracy jako pola pod nim przy wykorzystaniu instrukcji w części „Dla bardziej dociekliwych” e‑materiału.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium bazowe może być wykorzystane na lekcji w celu sprowokowania do dyskusji lub po lekcji w celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości.