Пояснительная записка

1. Характеристика класса

Согласно учебному плану школы на изучение физики  в 10б классе (универсальный профиль) отводится 5 учебных часов в неделю (углублённое изучение). 

По заявлению родителей в данном классе обучается десять человек: девять юношей и одна девушка.

1. Характеристика урока 

Урок физики «Движение тела, брошенного под углом к горизонту» является восьмым уроком в теме «Кинематика» (раздел – Механика). Данному уроку предшествовало рассмотрение движения тела с ускорением свободного падения по вертикали: свободное падение, движение тела, брошенного вертикально. Следующим уроком в соответствии с поурочным планированием предусмотрен урок-практикум по теме «Решение задач на движение тела с ускорением свободного падения».

Тип урока: урок «Открытия новых знаний».

Цель урока: поиск и присвоение обучающимися новых знаний о баллистическом движении.

Планируемые предметные результаты урока: сформировать понятие баллистического движения, исследовать параметры его движения; научить моделировать физические процессы с помощью ПК.

Структура урока

1.Организационный момент. Мотивационный модуль (формулируется тема и задачи урока)

2.Постановка проблемы (коллективная форма работы: фронтальная беседа, проблемный вопрос)

3.Компьютерное моделирование, ученики работают в парах в виртуальной лаборатории по теме «Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту» https://efizika.ru/html5/114/index.html

Индивидуальное задание (2 ученика): исследование зависимости  дальности полёта снаряда от угла бросания с  помощью баллистического  пистолета.

4.Формирующий контроль. Анализ результатов компьютерного моделирования и результатов эксперимента с баллистическим пистолетом.

5.Работа с дополнительными источниками информации (формирование функциональной грамотности: читательская, ЕНГ)

6.Получение кинематических формул баллистического движения. Теоретическая часть материала по теме отрабатывается в ходе совместной деятельности учителя и обучающихся, дети параллельно ведут записи в рабочих листах.

7.Тренировочный модуль. Выполнение упражнений для закрепления нового материала. Самоанализ, анализ достигнутых результатов. Тренировочное тестирование на платформе РЭШ: https://resh.edu.ru/subject/lesson/3024/main/

8.Контрольный модуль. Взаимопроверка. Выставление оценок.

Тест по теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту». 

9.Информация о домашнем задании (дано в виде вложения в электронном дневнике и носит вовлекающий характер, позволяя обучающимся делать самостоятельный выбор).

10.Рефлексия. Подведение итогов урока.

Подробнее с целями, задачами, планируемыми результатами и ходом урока можно познакомиться в «Методической разработке урока».

В качестве методического сопровождения представлены четыре приложения:

Приложение 1. Дополнительный материал «Баллистика — как раздел механики».

Приложение 2. Задания  группам к компьютерному моделированию.

Приложение 3. Тест  по теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту».

Приложение 4. Рабочий лист (памятка по теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»)

Приложение 5. Презентация к уроку «Баллистическое движение».

Освоение содержания программы по физике в данном классе построено на принципах системно-деятельностного подхода: это система самостоятельного поиска нового материала под руководством и в сопровождении педагога, и ученический эксперимент, включающий фронтальные ученические опыты, лабораторные работы и работы практикума.

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА

Учитель Прокушева Наталья Анатольевна

Тема урока: Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Класс: 10 класс, углубление.

УМК Физика, 10 класс: учебник для общеобразовательных организаций: базовый и углубл. уровни/ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под редакцией Парфентьевой Н.А., Москва «Просвещение».

Тип урока: урок «Открытия новых знаний».

Цель урока: поиск и присвоение обучающимися новых знаний о баллистическом движении.

Воспитательные цели: формировать материалистическое мировоззрение обучающихся, их познавательный интерес к физике и учебе в целом.

Формирование УУД (универсальных учебных действий)

Познавательные УУД: поиск и выделение новой информации по теме; нахождение ответов на вопросы, используя свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке; построение логической цепи рассуждений;

умение переносить и применять знания в новых условиях (функциональная грамотность).

Регулятивные УУД: умение высказывать свое предположение, ориентироваться в своей системе знаний; оценивать правильность выполнения действия; умение корректировать действие после его завершения; развитие контроля и самоконтроля.

Коммуникативные УУД: умение «оформлять» и представлять свои мысли в устной и письменной форме.

Личностные УУД: развивать способность к самооценке на основе критерия успешности учебной деятельности; развитие логического мышления, памяти, наблюдательности, внимания; расширение кругозора обучающихся.

Планируемые результаты урока

Предметные: сформировать понятие баллистического движения, исследовать параметры его движения; научить моделировать физические процессы с помощью ПК;

Метапредметные: развитие умения генерировать идеи; выявлять причинно-следственные связи; работать в малых группах; пользоваться альтернативными источниками информации; формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом.

Методы обучения: проблемный, репродуктивный, частично-поисковый.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, работа в парах.

Виды педагогических технологий, применяемые на данном уроке: технология смыслового чтения; информационная технология; обучение на основе учебных ситуаций; элементы проблемного обучения.

Технические средства: проектор, ноутбуки. ИКТ: презентация в Power Point

Цифровые образовательные ресурсы: 

1. https://resh.edu.ru/subject/lesson/3024/main/ Физика — Российская электронная школа
2. Виртуальная лабораторная работа по физике «Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту» https://efizika.ru/html5/114/index.html

Оборудование: баллистический пистолет, лента измерительная, 2-3 листа белой бумаги, 2-3 листа копировальной бумаги.

Демонстрация движения водяной струи по параболе.

Технологическая карта урока

Этап урока,  время	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Формируемые  УУД	Формы работы (индивидуальная, групповая, фронтальная)	Средства  обучения
Организационный момент. 1 минута.	Приветствует учеников.	Отвечают на приветствие учителя.	Коммуникативные	фронтальная
1. Мотивационный модуль 2 минуты.	Подготовка к формулировке темы урока. осознанию целей и задач, создает мотивацию	Формулируют тему урока, ставят задачи урока.	Регулятивные	фронтальная
2.Постановка проблемы 3 минуты.	Беседа, фронтальный опрос	Отвечают на заданные вопросы.	Предметные, регулятивные	фронтальная
3.Первичное усвоение новых знаний. Компьютерное моделирование,  реальный эксперимент 15 минут		Следят за экспериментом, делают вывод.	Предметные, Регулятивные, коммуникативные	индивидуальная, групповая, фронтальная	Презентация
		Пытаются самостоятельно сформулировать определение и записать его в тетрадь.
		Рисуют схему,
		Следят за экспериментами, делают выводы и записывают их в тетрадь.
		записывают  в тетрадь.
		записывают  в тетрадь.
		Выполняют эксперимент. Делают выводы.
					ЭОР
4. Формирующий контроль 5 минут		Работают с учебником. Отвечают на вопросы.	Предметные, Регулятивные,	индивидуальная, фронтальная	ЭОР
Работа с дополнительным источником информации  2 минуты		Выполняют упражнения	Личностные	индивидуальная,	Презентация
5.Первичное закрепление. Тест. 5 минут		Выполняют тест.	Предметные, Регулятивные,	индивидуальная,	Карточки с заданием
6.Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция. 3 минуты	Корректирует ошибки.	Взаимопроверка. Выставление оценок.	Предметные, Регулятивные,	индивидуальная,
7. Получение кинематических формул баллистического движения
8. Тренировочный модуль.
9. Контрольный модуль.
7.Рефлексия. 2 минуты	Подводить к итогам занятия, предлагает осуществить самооценку достижений.	Участвуют в беседе по обсуждению достижений.	Личностные, Коммуникативные, Регулятивные	фронтальная
8. Информация о домашнем задании. 2 минуты	Информирует о домашнем задании.  Раздает инструкцию по выполнению	Записывают домашнее задание.	Регулятивные	фронтальная

Ход урока

• Организационный момент. Формулировка темы урока и постановка задач урока (мотивация и формулировка цели урока).

Слайд2. Учитель: Добрый день! Свой вопрос вам задаёт наш виртуальный гость, известный футболист, вы узнали его? (Кака). Как вы думаете, что объединяет представленные на слайде изображения? 

Дети: Снаряды, так же как и футбольный мяч, и ядро легкоатлета, при полёте движутся по параболе (баллистической траектории).

Слайд3. Учитель: Вы правы, давайте понаблюдаем за траекторией струи жидкости, убедимся в том, что она является параболой, и сформулируем тему нашего урока…«Движение тела, брошенного под углом к горизонту» (записана на доске)

Слайд4.  Учитель: А на какие вопросы вы бы хотели найти ответ в рамках обозначенной темы?

Дети: от чего зависит дальность, высота и время полета тела при броске под углом к горизонту.

Учитель: Это и будут основные задачи на сегодняшний урок. Очевидно, что эти вопросы важны как при конструировании, так и при использовании современных межконтинентальных ракет, ракетных комплексов и установок. 

Слайд5.   Ответ на все эти вопросы даёт раздел механики, который называется  Баллистика. Первые расчеты траекторий снарядов были сделаны ещё в XVI веке. Исследуя движение пушечного ядра, Галилей выяснил, что криволинейное баллистическое движение тела можно рассматривать как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по оси x и равнопеременного движения по оси y

Позже И. Ньютон доказал, что траектория движения тела, брошенного под углом к горизонту, является параболой или эллипсом только при отсутствии сопротивления воздуха.

• Постановка проблемы (коллективная форма работы: фронтальная беседа, проблемный вопрос).

Слайд6. Учитель: предлагаю начать с задачи, моделирующей реально возможные ситуации, например, бросание спортивного диска, прыжки с шестом и т.д.

«На слайде показаны начальные скорости двух тел, одновременно брошенных под углом к горизонту, причем v01 равно v02 . 1. Какое из тел упадет на землю дальше от точки отсчета? 2. Какое из тел упадет на землю раньше? 3. Сравните высоту полёта». Каковы будут ваши гипотезы?

Учащиеся выдвигают гипотезы

• Компьютерное моделирование 

Слайд7. Учитель: Для проверки гипотез проведем ряд компьютерных экспериментов. Чтобы смоделировать баллистическое движение тела, условимся считать, что оно является материальной точкой; значение g не зависит от высоты подъема тела; сопротивление воздуха мало; и не будем учитывать кривизну поверхности Земли и её вращение вокруг собственной оси.

Индивидуальное задание (2 ученика). Используя баллистический пистолет, исследовать зависимость  дальности полёта снаряда от угла бросания. Сделать вывод. Обратите внимание на ТБ (не направлять на учащихся).

Остальные ученики работают в парах, открываем на ноутбуках вкладку — Виртуальная лабораторная работа по физике «Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту» https://efizika.ru/html5/114/index.html

Две группы фиксируют дальность, высоту полета и время, изменяя угол бросания при постоянном значении скорости. 

Эксперимент №1	Скорость броска, м/с	Угол броска, 0	Дальность полёта, м	Высота полёта, м	Время полёта, с
1	20	15 0
2		30 0
3		45 0
4		60 0
5		75 0
6		90 0

Остальные группы фиксируют дальность, высоту полета и время, при постоянном значении угла бросания, изменяя скорость с шагом 5 м/с.  

Эксперимент №2	Скорость броска, м/с	Угол броска, 0	Дальность полёта, м	Высота полёта, м	Время полёта, с
1	15	300
2	20
3	25
4	30
5	35
6	40

Дети  выполняют компьютерный эксперимент в парах, 5 минут

• Формирующий контроль. Анализ результатов компьютерного моделирования 

Слайд8. Учитель:Каковы результаты эксперимента, для тела брошенного под углом к горизонту с различной начальной скоростью, при постоянном угле вылета

Дети: с увеличением начальной скорости вылета снаряда, при постоянном угле вылета, дальность, высота полёта снаряда и время полёта увеличиваются.

Учитель: Что происходит с увеличением угла вылета снаряда, при одинаковой начальной скорости (1 эксперимент)? 

Дети: Высота полёта снаряда и время полёта увеличиваются, а дальность полёта сначала увеличивается (до 45 градусов), а затем уменьшается. 

Учитель: уточните, при каких условиях можно достичь максимальной дальности и максимальной высоты? 

Дети – 45 и 90 градусов

Учитель:  заметили ли вы ещё какие-нибудь закономерности? 15-75; 30-60 —  дальность полёта при бросании под углами, дополняющими друг друга до 90 градусов – одинакова.

Слайд9. Учитель: Верны ли были наши гипотезы? – Обсуждение.

• Обсуждение результатов эксперимента с баллистическим пистолетом

Слайд10. Учитель: под каким углом нужно стрелять для достижения максимальной дальности полёта?

Дети -45

Учитель: в реальной жизни наблюдается значительное расхождение  идеальной и реальной кривых. 

• Работа с дополнительным источником информации (функциональная грамотность: читательская, ЕНГ)

Учитель: в статье  «Баллистика, как раздел механики» — информационные листы лежат у вас на столах,  найдите примеры этих расхождений, а также информацию о том как  можно уменьшить эту разницу.

Дети: Если скорость пули равна 870 м/с и она направлена под углом 45° к горизонту, то при отсутствии сопротивления воздуха максимальная дальность полета пули должна равняться 77 км. На самом же деле она не превышает 3,5 км и достигается при угле вылета 30-40°.  

 Уменьшить влияние сопротивления воздуха можно увеличением массы пули или снаряда, а также уменьшением начальной скорости. Первое используется в дальнобойной артиллерии, а второе в минометах.

Учитель: Формулы баллистического движения сложны, поэтому на практике применяются специальные таблицы, которые позволяют находить форму баллистической траектории с достаточной точностью без сложных расчётов.

• Получение кинематических формул баллистического движения

(теоретическая часть материала по теме отрабатывается в ходе совместной деятельности учителя и обучающихся, дети параллельно ведут записи в памятках по уроку-рабочих листах)

Слайд11. Учитель: нам с вами необходимо получить формулы для расчёта высоты, дальности и времени полёта тела, брошенного под углом к горизонту, поскольку в кодификаторе ЕГЭ они отсутствуют, и при решении задач по данной теме, их придётся выводить!

Слайд12. Учитель: для начала вспомним формулы проекций скорости и координат в равноускоренном движении: … vx= v0x+ axt 

vy= v0y+ ayt

х(t)=х0 + v0xt + (axt2)/2

у(t) =у0 + v0yt + (ayt2)/2

Слайд13. Разложим вектор скорости на составляющие по оси ОХ и ОУ: v0x = v0cosα ;   v0y = v0sinα.

Слайд14.  Дальность полёта найдём из условия равномерного движения вдоль оси ОХ:  l=хmax= v0 (cosa)t

Слайд15. Время подъема — время, которое требуется телу, чтобы достигнуть верхней точки траектории. В этой точке проекция скорости на ось ОУ равна нулю: vy = 0. vy = v0 sinα – gt= 0. Отсюда время подъёма tпод = v0 sinα/g 

Слайд16. Время всего полёта будет в 2 раза больше: tпол =2v0 sinα/g

Слайд17.Для вычисления дальности полета подставим в формулу полное время полета: 

Слайд18.Наибольшая высота подъема вычисляется по формуле: 

• Тренировочный модуль. Работа в парах. Проверка понимания. Обсуждение допущенных ошибок и их коррекция. Самоконтроль. 

Учитель: Для закрепления полученных знаний откройте на ноутбуках вторую вкладку и пройдите тренировочное тестирование на платформе РЭШ:  

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3024/main/ Физика.  У вас 8 вопросов и 5 минут на решение.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, относительно горизонтальной оси является: равномерным

1. Снаряд вылетел из орудия под некоторым углом к горизонту и находился в воздухе 10 с. Максимальная высота подъёма снаряда (ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2): 125 м. Решение: h=(gt2)/2; t=5с.

3.Мячи бросают под разными углами к горизонту с одной и той же начальной скоростью. При увеличении угла, под которым бросили мяч: проекция начальной скорости на горизонтальную ось OX  уменьшается: v0x = v0cosα;  cos уменьшается (cos300=0.87;cos600=0.5).  Ошибка в ответах – УВЕЛИЧИВАЕТСЯ

4. Метательный диск брошен под углом 53° к горизонту. Проекции начальной скорости на горизонтальную и вертикальную оси соответственно 9 и 12 м/с. Дальность полёта диска (ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2): 21.6 м. Подсказка: sin1060 = 0.96

Решение: = 15;  дальность полёта равна= 21.6 м.

5. Максимальная дальность полёта тела, брошенного под углом к горизонту, соответствует углу: 45° Ошибка в ответах – 30° (подобные задания в контрольных вопросах предполагают ответ при отсутствии сопротивления воздуха, т.е. 45°).

1. Верно ли следующее утверждение? При одном и том же значении начальной скорости величина проекции  будет тем больше, чем больше угол α. vy = v0 sinα – gt ; утверждение верно.
2. Тело при своём подъёме движется Равнозамедленно и его проекцию скорости в момент времени t можно определить по формуле: vy=v0y−gt. Ответ заложен некорректно: пропускает первое вписываемое слово только с заглавной буквы.
3. С увеличением угла α величина проекции   Уменьшается. Система пропускает вписываемое слово только с заглавной буквы.

Дети решают. Спустя 5 минут проговариваются правильные ответы, ликвидируются ошибки (при наличии), подробно рассматривается  решение № 2 и 4 (решения заранее записаны на доске).

• Контроль усвоения. Взаимопроверка. Выставление оценок.

 Тест по теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»

1. Информация о домашнем задании (дано в виде вложения в электронном дневнике)

1. Параграф 13-14, стр 54 — решить  задания ЕГЭ.
2. Решить задачу на выбор:

 а) Вратарь, выбивая мяч от ворот (с земли), сообщает ему скорость 20 м/с, направленную под углом 300 к горизонту. Найти время полёта мяча, максимальную высоту поднятия и горизонтальную дальность полёта. 

б) Пожарный направляет струю воды на крышу дома высотой 15 м. Над крышей дома струя поднимается на 5 м. На каком расстоянии от пожарного (считая по горизонтали) струя упадет на крышу, если она вырывается из ствола брандспойта  со скоростью 25 м/с? (Сопротивление воздуха не учитывать).

3. По желанию составить и решить задачу по приведённому графику

1. Мини-проекты (по желанию).

• Баллистическая экспертиза как вид судебно-криминалистической экспертизы.
• Баллистика – как военно-техническая наука. 

1. Рефлексия.  Подводим итог урока:

-Что было на уроке важным?

-Что было новым?

-Что было интересным?

Изучение баллистического движения имеет большое практическое значение:

— в спорте: для вратаря, выбивающего мяч от ворот, при метании гранаты, прыжки   в высоту и длину, прыжки с трамплина;

— для пожарного направляющего струю воды на крышу дома;

— для военных: при запуске баллистических ракет, мин, снарядов, пуль.