Imię i nazwisko autora:

Dariusz Aksamit

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak zastosować zasady dynamiki dla ruchu obrotowego?

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
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji.

III. Mechanika bryły sztywnej. Uczeń:
4) stosuje zasady dynamiki dla ruchu obrotowego; posługuje się pojęciami przyspieszenia kątowego oraz momentu bezwładności jako wielkości zależnej od rozkładu mas, wraz z ich jednostkami.

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. poda przykłady wykorzystania zasad dynamiki do opisu ruchu obrotowego.

2. omówi pracę wiatraka od strony mechaniki bryły sztywnej.

3. zastosuje zasady dynamiki do analizy ruchu bryły sztywnej.

Strategie i metody nauczania:

eksperymentalno‑obserwacyjna

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

komputer z dostępem do Internetu i projektorem multimedialnym, walce lub kule o różnych masach i rozmiarach

Materiały pomocnicze:

brak

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prezentuje klasie film‑samouczek z niniejszego e‑materiału. Po obejrzeniu go, nauczyciel prosi uczniów o indywidualne rozwiązanie zadań 2 i 3, aby upewnić się, że przyswoili oni przekazaną treść. Następnie nauczyciel prosi o dobranie się w kilkuosobowe grupy i przeanalizowanie analogicznego przykładu, ale z walcem zamiast kuli. Po wykonaniu zadania przez większość grup nauczyciel prosi przedstawiciela jednej z nich o przedstawienie rozwiązania na tablicy, a resztę grup o zweryfikowanie tego rozwiązania. Po ewentualnej dyskusji nad rozbieżnościami, nauczyciel przechodzi do części doświadczalnej.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel rozdaje uczniom walce wykonane z różnych materiałów, po kilka dla każdej grupy. Uczniowie z płaskiej powierzchni (np. twardej okładki zeszytu) budują równię pochyłą o małym kącie nachylenia. Korzystając z kątomierza lub ekierki uczniowie wyznaczają kąt równi. Mierząc czas stoperem w telefonie lub w zegarku uczniowie przeprowadzają serię eksperymentów, aby potwierdzić otrzymaną na początku lekcji zależność – brak wpływu masy obiektu na przyspieszenie, z jakim się stacza z równi. Po wykonaniu eksperymentów nauczyciel prosi uczniów o zapisanie wniosków i zachęca do wspólnej dyskusji nad nimi.

Faza podsumowująca:

Na zakończenie nauczyciel prezentuje treść zadania 5 z zestawu ćwiczeń i daje chwilę na zastanowienie się nad odpowiedziami. Nauczyciel zapisuje na tablicy odpowiedzi: tak i nie oraz argumenty osób, które się z daną odpowiedzią zgadzają. Następnie nauczyciel podaje prawidłową odpowiedź, zadając jako pracę domową przeczytanie treści e‑materiału ze szczególnym uwzględnieniem fragmentu poświęconego wiatrakowi jako bryle sztywnej.

Praca domowa:

Zadania 1, 5, 6, 7 dla powtórzenia zasad dynamiki oraz 6 dla ugruntowania wiedzy zdobytej z e‑materiału.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Można zastosować strategię odwróconej klasy, prosząc uczniów o obejrzenie samouczka w domu, a więcej czasu poświęcić na eksperymenty z równią.