Горнолыжный склон

• Ознакомьтесь с учебными онлайн-материалами для учащихся. Используйте проектор, чтобы продемонстрировать учащимся эти материалы.
• Перед началом урока обязательно изучите с детьми второй закон Ньютона.
• Оцените способности и подготовку всех учащихся. Адаптируйте задания, чтобы сделать их интересными для всех. В разделе Индивидуальный подход ниже собраны советы и рекомендации по адаптации материала.

• Посмотрите обучающее видео, представленное здесь или в разделе учебных онлайн-материалов для учащихся.

• Коротко обсудите, какие силы действуют на лыжника на горнолыжном склоне.
• Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
  • Благодаря какой силе лыжник движется вниз по склону? (Сила тяжести)
  • Как вес лыжника влияет на его движение? (Больший вес создаёт больший импульс.)
• Расскажите учащимся, что они будут строить модель горнолыжного спуска.
• Раздайте наборы: по одному для каждой группы.

• Разбейте учеников на пары для сборки модели «Горнолыжный склон». Пока один учащийся подбирает нужные элементы, второй выполняет сборку. После каждого этапа работы они меняются ролями.
• Ниже приведены полезные Советы, если в процессе сборки кому-то понадобится помощь.
• Остановите работу через 20 минут. К этому моменту дети должны собрать лыжников и пандус со шкалой для измерения углов (до шага 23 на стр. 45 буклета-инструкции). Позже, если позволит время, они могут добавить к своей модели пневматическую систему.

• Учащиеся должны найти гладкую поверхность длиной не менее 1 метра и разместить свои модели на одном её конце.
• Продемонстрируйте, как провести соревнования лыжников таким образом, чтобы получить справедливые результаты. Здесь можно использовать понятие инерциальной системы отсчёта.
• Задайте детям следующие вопросы. Если бы мы провели это испытание в самолёте, летящем со скоростью 800 км/ч, оно прошло бы так же? (Да. Даже сейчас, когда мы думаем, что стоим на месте, Земля вращается со скоростью около 1600 км/ч. Если ваша инерциальная система отсчёта — класс, где вы находитесь, модель движется медленно. Если же ваша инерциальная система отсчёта — Солнце, она движется сверхбыстро.)

Испытание 1:

• Попросите учащихся установить горнолыжный склон под углом 20 градусов и спустите лыжников вниз по одному.
• Пусть учащиеся измерят расстояние, пройденное каждым лыжником, и отметят его в своих рабочих листах или рабочих тетрадях. Оптимально будет выполнить по три спуска для каждого лыжника и в каждом случае рассчитать среднее расстояние.

• Соберите всех вместе, чтобы обсудить результаты работы.
• Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
  • Почему самый тяжёлый лыжник проехал дальше всех? (Масса тяжёлого лыжника больше, поэтому его импульс тоже будет больше и его хватит на более долгое скольжение.)
  • Что произойдёт, если вы снимете лыжи с самого тяжёлого лыжника?
  • Соберите учащихся вокруг одной из моделей и продемонстрируйте, что она пройдёт меньшее расстояние. (Наличие изогнутых лыж, которые, в отличие от элемента с резким прямым углом, обладают меньшим трением, значительно повлияет на расстояние, которое проедет лыжник.)

Испытание 2:

• Пусть дети увеличат угол склона до 30 градусов и попробуют спрогнозировать, где остановятся их лыжники. Прогнозируемые расстояния можно отметить разноцветными кубиками, поставленными возле линейки.
• После этого попросите учащихся спустить каждого лыжника вниз и проверить свои прогнозы. Они должны рассчитать среднее расстояние для каждого лыжника, как и в предыдущем испытании. Напомните ученикам, что им необходимо записывать полученные расстояния в свои рабочие листы или рабочие тетради.

• Соберите учащихся вместе, чтобы проанализировать и обсудить ход и результаты испытаний.
• Задавайте наводящие вопросы, например следующие.
  • Какие закономерности вы увидели в движении лыжников, когда меняли высоту склона? (Чем выше угол склона, тем дальше уезжали лыжники.)
  • Смогли ли вы правильно спрогнозировать, что произойдёт дальше?
• Если позволяет время, предложите учащимся описать это явление своими словами в рабочих тетрадях.
• Оставьте немного времени, чтобы ученики успели разобрать свои модели, рассортировать кубики, сложить их обратно в лотки и убрать свои рабочие места.

• Предложите детям обдумать принцип движения своих моделей в процессе сборки.
• Смогут ли они поднять и опустить пандус, пользуясь пневматическим насосом, управляемым пусковой рукояткой?
• Дайте оценку работе каждого учащегося.
• Предложите учащимся самостоятельно оценить свою работу.
• Для упрощения этой задачи см. раздел «Оценки».

Лист наблюдений

• Оцените умение ваших учеников объяснить, как увеличение воздействующей на объект силы влияет на его движение (приводит к значительным изменениям).
• Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие поставленным задачам. Например:
  1. Учащийся нуждается в дополнительной поддержке.
  2. Ребёнок может работать самостоятельно.
  3. Учащийся может чему-то научить других.

Самостоятельная оценка

• Попросите каждого ребёнка выбрать кубик, который, по его мнению, наилучшим образом соответствует качеству его работы на занятии.
  • Зелёный: С некоторой помощью я могу объяснить, что чем больше импульс, тем сильнее изменится движение объекта.
  • Синий: Я могу объяснить, что чем больше импульс, тем сильнее изменится движение объекта.
  • Фиолетовый: Я могу объяснить, как и почему больший импульс вызывает большие изменения в движении объекта.

Взаимная оценка

• Предложите своим ученикам дать оценку работы друг друга.
  • Пусть дети оценят работу друг друга, используя шкалу цветных кубиков, приведенную выше.
  • Пусть ученики прокомментируют изложенные другими идеи и предоставят друг другу конструктивную обратную связь.

СОВЕТЫ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МОДЕЛЕЙ

• Учащимся понадобится малярный скотч, чтобы отметить линию старта. Также они могут выстроить свои модели в ряд у отметки на столе или на полу, чтобы убедиться, что горнолыжный склон при каждом испытании сохраняет неизменное положение.
• Чтобы заставить лыжника съехать с горы, ученик должен поместить его на вершину горнолыжного склона и отпустить. Длина моделей может варьироваться, поэтому измерение проводится от вершины склона до точки, где остановился лыжник.

Способы упростить задание

• Пусть учащиеся исследуют движение только одного лыжника по пандусу с двумя разными углами наклона.

Способы сделать задание ещё интереснее

• Повторите испытание на другой поверхности (например, положив большой лист бумаги прямо перед горнолыжным склоном).
  • В качестве дополнительного творческого задания попросите учеников перед заездом снять лыжи с самого тяжёлого лыжника и посмотреть, что произойдёт.
• Предложите учащимся собрать собственные модели лыжников, сделать прогнозы и в ходе испытаний выяснить, смогут ли они проехать ещё дальше.

(Примечание. Для выполнения этого задания требуется дополнительное время.)
Для развития математических навыков попросите учащихся рассчитать и сравнить импульс каждого лыжника:

• P (Импульс), M (Масса), V (Скорость)
• P = M x V
  • (маленький лыжник) P1 = 5 г x ? м/с
  • (большой лыжник) P2 = 62 г x ? м/с
• V = V (ускорение свободного падения для них одинаково; есть незначительная разница в трении при скольжении, но в целом их скорость можно считать одинаковой)
• P2 > P1

ФГОС ООО 11.3 - Развитие умений применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера и задач из смежных дисцип