Dla nauczyciela
Scenariusz lekcji:
Imię i nazwisko autora: | Dariusz Aksamit |
Przedmiot: | Fizyka |
Temat zajęć: | Wyznaczanie energii kinetycznej obracającej się bryły sztywnej |
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 I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: III. Mechanika bryły sztywnej. Uczeń: |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
|
Cele operacyjne: | Uczeń:
|
Strategie i metody nauczania: | eksperymentalno‑obserwacyjna |
Formy zajęć: | - pokaz, |
Środki dydaktyczne: | komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, rower, licznik rowerowy, miarka, kątomierz |
Materiały pomocnicze: | brak |
PRZEBIEG LEKCJI | |
Faza wprowadzająca: | |
Nauczyciel prosi zawczasu jednego z uczniów o przyniesienie na lekcję roweru. Nauczyciel prosi ucznia o ustawienie roweru w pozycji serwisowej, czyli o postawienie go na kierownicy i siodełku, aby koła mogły się swobodnie obracać. Nauczyciel wręcza właścicielowi roweru miarkę i prosi o zmierzenie promienia koła oraz ustala jego masę (uczeń może znać specyfikację, ale można również zdjąć koło z mocowania i zważyć). Każdy z uczniów proszony jest o samodzielne obliczenie na podstawie tych danych momentu bezwładności tego koła – dyskutując jaki model geometryczny przyjmiemy dla takiej konstrukcji (model obręczy cienkościennej). Następnie nauczyciel prosi ochotnika (użytkownika roweru) o wyjaśnienie, jak działa licznik rowerowy. | |
Faza realizacyjna: | |
W pierwszej części fazy realizacyjnej klasa sprawdza prawdziwość wskazań licznika. Na piaście koła rysowana jest w jednym punkcie markerem kropka, pozwalająca śledzić ruch obrotowy i gołym okiem stwierdzić, że koło wykonało pełen obrót. Jeden z uczniów proszony jest o powolne i równomierne kręcenie pedałem, drugi o odczytywanie wskazań licznika, a klasa o liczenie ile pełnych obrotów wykonało koło w zadanym odcinku czasu (np. dziesięciu sekund). Znając promień koła, a zatem jego obwód, oraz liczbę obrotów, uczniowie obliczają dystans przebyty przez punkt na obwodzie, a znając czas, jaki to zajęło, obliczają prędkość i porównują wynik ze wskazaniem licznika. W następnym kroku uczniowie przeprowadzają doświadczenie z hamowaniem koła – koło rozkręcane jest do znanej prędkości liniowej (uczniowie obliczają na tej podstawie prędkość kątową i energię kinetyczną ruchu obrotowego), po czym zaciskany jest hamulec w momencie, gdy kropka na piaście go mija. Następnie uczniowie mierzą kąt, o jaki obróciło się koło od momentu rozpoczęcia hamowania i zgodnie z wzorami podanymi w treści e‑materiału wyznaczają siłę hamowania. Uczniowie sprawdzają, czy przy większej sile hamowania droga hamowania koła się skraca. W miarę możliwości można zmierzyć temperaturę szczęk hamulca. | |
Faza podsumowująca: | |
Nauczyciel podsumowuje wnioski wyciągnięte z pomiarów, głównie w zakresie zasady zachowania energii i możliwości wykorzystania jej do wyznaczania innych parametrów ruchu. | |
Praca domowa: | |
Zapoznanie się z symulacją interaktywną i rozwiązanie zadań z części „Sprawdź się”. | |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium: | Symulacja interaktywna może być wykorzystana na wszystkich lekcjach dotyczących momentu pędu. |