Урок физики в 9 классе.Тема: Законы движения планет – законы Кеплера.

  • Законы движения планет
  • Первый закон



  • Дата14.10.2017
    Размер71.2 Kb.


    Алматинская обдасть Каратальский район СШ имени Р.Кошкарбаева с ДМЦ Урок физики в 9 классе «Законы движения планет – законы Кеплера.…» учитель физики Ким Тамара Владимировна Тема: Законы движения планет – законы Кеплера.
    Каратальский район (каз. Қаратал ауданы) - административная единица на севере Алматинской области Казахстана. Название района - по одноименной реке Каратал. Административный центр - город Уштобе. Также на территории района находятся населённые пункты Жанаталап, Каражиде, Ескельди би, Акжар, Кальпе, Копбирлик, Бастобе, Тастобе и др.
    Закон движения - математическая формулировка того, как движется тело или как происходит движение более общего вида или набор зависимостей, которые выявляют все данные о движении точки.
    Законы Кеплера Зако́ны Ке́плера - три эмпирических соотношения, интуитивно подобранных Иоганном Кеплером на основе анализа астрономических наблюдений Тихо Браге. Описывают идеализированную гелиоцентрическую орбиту планеты.
    Цели урока: формирование основных законов движения тел; создание условий для того, чтобы обучающие учились самостоятельному поиску информации; формулированию эмпирических закономерностей. Задачи урока: 1.Обучающая: ввести новые понятия:  о космическом явлении – движении космических тел в центральном поле тяготения и их траекториях; использовать решение задач для продолжения формирования расчетных навыков о небесной механике космических скоростях.2.
    Гравитацио́нное по́ле, или по́ле тяготе́ния - физическое поле, через которое осуществляется гравитационное взаимодействие между всеми материальными телами.
    Реше́ние зада́ч - процесс выполнения действий или мыслительных операций, направленный на достижение цели, заданной в рамках проблемной ситуации - задачи; является составной частью мышления. С точки зрения когнитивного подхода процесс решения задач является наиболее сложной из всех функций интеллекта и определяется как когнитивный процесс более высокого порядка, требующий согласования и управления более элементарными или фундаментальными навыками.
    Небе́сная меха́ника - раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения движения небесных тел. Небесная механика занимается предвычислением положения Луны и планет, предсказанием места и времени затмений, в общем, определением реального движения космических тел.
    Развивающая: формировать элементы творческого поиска на основе приёма обобщения; развивать наблюдательность, умение сравнивать и анализировать учебный материал; формировать умения решать задачи на применение законов движения космических тел и формул космических скоростей. 3. Воспитывающая: воспитывать самостоятельность у учащихся через индивидуальную работу; воспитывать умения и навыки коллективной работы, через работу в парах и группах. Показать, что открытие законов Кеплера и их уточнение Ньютоном – пример познаваемости мира и его закономерностей. Формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей человеческого познания и объяснения причин небесных явлений, обусловленных движением космических тел; политехническое и трудовое воспитание в ходе изложения материала о практических способах применения знаний небесной механики в космонавтике. Тип урока: комбинированный Методы: наглядный, частично-поисковый, приемы критического мышления, проектная деятельность.
    Научная картина мира - одно из основополагающих понятий в философии науки - особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих свойствах и закономерностях мира, научная картина мира существует как сложная структура, включающая в себя в качестве составных частей общенаучную картину мира и картины мира отдельных наук. Картины мира отдельных наук, в свою очередь, включают в себя соответствующие многочисленные концепции - определённые способы понимания и трактовки каких-либо предметов, явлений и процессов объективного мира, существующие в каждой отдельной науке.
    Небесное явление (астрономическое явление) - интересный с точки зрения астрономии феномен, связанный с одним или более небесным телом. Примерами небесных явлений являются фазы Луны, метеорные потоки, кометы, солнечные и лунные затмения, соединения и покрытия планет, вспышки сверхновых.
    Критическое мышление (англ. critical thinking) - система суждений, которая используется для анализа вещей и событий с формулированием обоснованных выводов и позволяет выносить обоснованные оценки, интерпретации, а также корректно применять полученные результаты к ситуациям и проблемам.
    Оборудование: карандаши, фломастеры, флипчарт, клей, ножницы, раздаточный материал, мультимедийный комплекс. «Одна вещь наполняет душу всегда новым и все более сильным удивлением и благоговением, чем чаще и продолжительнее мы размышляем оней, – это звездное небо надо мной».Иммануил Кант Ход урока. Психологический настрой. Физминутка «Бегемотик». Введение карточки самоконтроля. Карточка самоконтроля __________________________________________ Определение экваториальных координат Солнца Закрытый тест на знание ПКЗН Проект Решение задач Дидактическая игра «Веришь –не веришь» Оценка за урок Вызов. Мозговой штурм.
    Мозговой штурм - оперативный метод решения проблем на основе обсуждения любых возможных гипотез и вариантов.
    Повторение домашнего задания. Что такое календарь Какие виды календарей бывают По какому летоисчислению мы живем Для чего нужен календарь Упр.32 ответы h=90-ф δ 30о02 ф =90- h δ 66о08 δ = -90 ф h 1о30 Работа в паре 1. Определение экваториальных координат Солнца по подвижной карте звездного неба. Определите положение Солнца: 22 января: α= , δ= созвездие: 22 декабря: α= , δ= созвездие: 22 марта: α= , δ= созвездие: 1 сентября: α= , δ= созвездие: 2. Закрытый тест на знание ПКЗН. (Взаимооценка.) Критерии выставления оценки: «5» 9 – 11 баллов «4» 6 – 8 баллов «3» 4 – 5 балла Заполнение карточки самоконтроля. 3. Объявление темы урока. Ребята! Все мы живем на Земле – небольшой планете, затерянной в бескрайних просторах Вселенной. Все мы живем под одним и тем же небом – снова и снова манящим к себе. Тысячи и тысячи лет люди смотрят на звездное небо. Как же разобраться в этой звездной россыпи, как установить порядок и разгадать тайны Урании – древнегреческой музы астрономии  Как вы думаете, подчиняется ли движение планет Солнечной системы законам, подобным тем, которым подчиняется движение тел на Земле ..... Да, верно! Такие законы существуют и действуют, действуют с момента начала существования Солнечной системы.  После открытия Коперником гелиоцентрической системы мира начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца.
    Солнечная система Со́лнечная систе́ма - планетная система, включающая в себя центральную звезду - Солнце - и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.
    Гелиоцентрическая система мира Гелиоцентрическая система мира - представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Противоположность геоцентрической системе мира. Возникло в античности, но получило широкое распространение с конца эпохи Возрождения.
    Датский астроном Тихо Браге, многие годы, наблюдая за движением планет, накопил многочисленные данные, но не сумел их обработать. Это сделал его ученик Иоганн Кеплер. Им были открыты три закона движения планет вокруг Солнца. Постановка цели урока.
    Целеполагание - процесс выбора одной или нескольких целей с установлением параметров допустимых отклонений для управления процессом осуществления идеи. Часто понимается как практическое осмысление своей деятельности человеком с точки зрения формирования (постановки) целей и их реализации (достижения) наиболее экономичными (рентабельными) средствами, как эффективное управление временным ресурсом, обусловленным деятельностью человека.
    Вопрос: Как вы думаете, ребята, какова цель нашего урока Вызов. Работа по группам. 1)Распределение учащихся по группам. 2)Распределение обязанностей в группе тайм менеджер - контролирует время репортер – собирает информацию руководитель – оценивает работу, вносит коррективы спикер – презентует мнение всей команды секретарь – записывает мнение всех членов группы 3)Повторение правил работы в группе. 4)Выполнение задания (выбор темы и дополнительной информации учащимися): Составить проект по темам: 1 группа – «1 закон Кеплера» 2 группа – «2 закон Кеплера» 3 группа – «3 закон Кеплера» 6 Законы Кеплера Исследование движения планет показало, что это движение вызвано силой притяжения к Солнцу. Используя тщательные многолетние наблюдения датского астронома Тихо Браге, немецкий ученый Иоганн Кеплер в начале XVII в. установил кинематические законы движения планет — так называемые законы Кеплера. Первый закон Кеплера Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Эллипсом (рис. 3.3) называется плоская замкнутая кривая, сумма расстояний от любой точки которой до двух фиксированных точек, называемых фокусами, постоянна.
    Первый закон - это фэнтезийная серия британского писателя Джо Аберкромби. Серия включает трилогию: три самостоятельных романа и несколько повестей, действие которых разворачивается в том же мире.
    Крива́я или ли́ния - геометрическое понятие, определяемое в разных разделах математики различно.
    Эта сумма расстояний равна длине большой оси АВ эллипса, т. е. FtP F2P = 2b, где F1 и F2 – фокусы эллипса, а b — его большая полуось;
    Орби́та (от лат. orbita - колея, дорога, путь) - траектория движения материальной точки в наперёд заданной системе пространственных координат для заданной в этих координатах конфигурации поля сил, которые на неё действуют.
    О — центр эллипса. Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием, а самая далекая от него точка — Рис. 3.3 афелием. Если Солнце находится в фокусе Fx (см. рис. 3.3). то точка А — перигелий, а точка В — афелий. Рассмотрим важнейшие точки и линии эллипса а – большая полуось,b – малая полуось,F1, F2 – фокусы, r – радиус вектор,А – афелий,П – перигелий.
    Э́ллипс (др.-греч. ἔλλειψις - опущение, недостаток, в смысле недостатка эксцентриситета до 1) - замкнутая кривая на плоскости, которая может быть получена как пересечение плоскости и кругового цилиндра или как ортогональная проекция окружности на плоскость.
    Большая полуось - это один из основных геометрических параметров объектов, образованных посредством конического сечения.
    Перигелий – ближайшая к Солнцу точка орбиты, а афелий – самая удаленная от Солнца точка орбиты. Обе эти точки лежат на большой оси орбиты по разные стороны от Солнца. Степень вытянутости эллипса характеризуется эксцентриситетом е . с – расстояние от центра до фокуса, а – большая полуось. При совпадении фокусов с центром (слайд 11) (е = 0) эллипс превращается в окружность, при е = 1 становится параболой, при е > 1 – гиперболой. Орбиты планет – эллипсы (слайд 12), мало отличаются от окружностей, так как их эксцентриситеты малы. Например, еЗемли=0,017, еМарса= 0,091. II закон Кеплера (закон равных площадей)  Радиус-вектора планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Радиус-вектор планеты – это расстояние от Солнца до планеты. Площади S1 и S2 равны, если дуги описаны за одно и тоже время. Дуги, ограничивающие площади различны, следовательно, линейные скорости движения планет будут разными.
    Ско́рость (часто обозначается v → }} , от англ. velocity или фр. vitesse, исходно от лат. vēlōcitās) - векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта; по определению, равна производной радиус-вектора точки по времени.
    Чем ближе планета к Солнцу, тем ее скорость больше. В перигелии скорость планеты максимальна, а в афелии – минимальна. Таким образом, второй закон Кеплера количественно определяет изменение скорости движения планеты по эллипсу. Первый и второй закон Кеплера были опубликованы в 1608-1609 годах. Оба закона решают задачу движения каждой планеты в отдельности. Совершенно естественно у Кеплера возникла мысль о существовании закономерности, связывающей все планеты в единую стройную планетную систему. Только в 1618 году Кеплер нашел и опубликовал в книге “Гармония мира” эту закономерность, известную под названием третьего закона Кеплера. III закон Кеплера  Квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит. Т1, а1 – звездный период обращения и большая полуось одной планеты, а Т2, а2 – другой планеты Большая полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу расстояний: 1 а. е. = 149000000000 м.
    Эллиптическая орбита - в астродинамике и небесной механике кеплерова орбита с эксцентриситетом меньше 1. Круговая орбита является частным случаем эллиптической орбиты при нулевом эксцентриситете. В более строгом определении эллиптической орбиты круговые орбиты исключаются; таким образом, эллиптические орбиты имеют эксцентриситет строго больше нуля и меньше единицы.
    Плане́тная систе́ма - система звезд и различных незвёздообразных астрономических объектов: планет и их спутников, карликовых планет и их спутников, астероидов, метеороидов, комет и космической пыли, которые обращаются вокруг общего центра масс (барицентра).
    Сидери́ческий пери́од обраще́ния (от лат. sidus, звезда; род. падеж sideris) - промежуток времени, в течение которого какое-либо небесное тело-спутник совершает вокруг главного тела полный оборот относительно звёзд.
    Астрономи́ческая едини́ца (русское обозначение: а.е.; международное: с 2012 года - au; ранее использовалось обозначение ua) - исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии. Исходно принималась равной большой полуоси орбиты Земли, которая в астрономии считается средним расстоянием от Земли до Солнца:126.
    Земля́ - третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.
    Звездный период Земли 1 год = 365 суток. Этот закон имеет огромное значение для определения относительных расстояний от Солнца, так как звездный период нетрудно вычислить по известному синодическому периоду.
    Синоди́ческий пери́од обраще́ния (от греч. σύνοδος - соединение) - промежуток времени между двумя последовательными соединениями Луны или какой-нибудь планеты Солнечной системы с Солнцем при наблюдении за ними с Земли.
    Кеплер лишь описал, как движутся планеты, но не объяснил причин движения. Это удалось сделать лишь во второй половине 17 века Ньютону. Защита проектов Осмысление. Решение расчетных задач. Рассмотрим пример решения задачи на сто.193 Индивидуальная работа (учащиеся решают задачи самостоятельно на местах, 2 ученика за закрытой доской). Задача №1.  Противостояния некоторой планеты повторяются через 2 года. Чему равна большая ось ее орбиты Ответ: 1,59а.е. Задача №2.  Какова продолжительность сидерического периода вращения Юпитера вокруг Солнца, если он в 5 раз дальше от Солнца, нежели Земля 2) Сравнивание правильности решения задачи с решением на доске.
    Период вращения космического объекта - это время, которое требуется объекту для совершения полного оборота вокруг своей оси относительно звёзд.
    3) Оценивание работы. Критерии оценивания расчетных задач № пп Задания Расчетная задача. Критерии оценивания Балл выполнения проверяемого элемента Бал за выполнение задания 1 Противостояния некоторой планеты повторяются через 2 года. Чему равна большая ось ее орбиты Правильно составленное условие задачи 1 балл 4 баллов Правильно записана формула для неизвестной величины 1 балл Правильно записана дополнительная формула 1 балл Правильно проведены вычисления и получен правильный ответ 1 балл 2 Какова продолжительность сидерического периода вращения Юпитера вокруг Солнца, если он в 5 раз дальше от Солнца, нежели Земля Правильно составленное условие задачи 1 балл 4 балла Правильно записана формула для неизестной величины 1 балл Правильно записана дополнительная формула 1 балл Правильно проведены вычисления и получен правильный ответ 1 балл Общая сумма баллов: 8 баллов Процент выполнения заданий Количество баллов Оценка 89-100 7-8 «5» 72-88 5-6 «4» 55-71 3-4 «3» 0-54 0-2 «2» Шкала перевода баллов в оценки Закрепление Дидактическая игра “Веришь – не веришь”  Учитель читает утверждение, если ученик с ним согласен, то записывает в тетради “5”, если не согласен – “0”. Орбиты всех планет Солнечной системы имеют общий фокус. Законы Кеплера применимы к искусственным спутникам планет. При движении планеты от перигелия к афелию скорость планеты возрастает. Потенциальная энергия планеты максимальна в афелии.
    Потенциальная энергия U ( r → ) })} - скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении.
    Отношение кубов больших полуосей орбит двух планет равно 16. Следовательно, период обращения одной планеты больше периода другой в 4 раза. Проверка утверждениий (самоконтроль). Правильные ответы: 55055. 10. Подведение итогов урока. Домашнее задание.
    Домашнее задание - задание, задаваемое учителем (преподавателем) ученику (студенту) для самостоятельного выполнения после уроков (пар). Домашнее задание призвано предупредить забывание нового изученного на уроке материала, усвоение которого носит концентрированный характер[источник не указан 1368 дней].
    Выставление оценок за урок. Комментирование. (Работа по карточкам самоконтроля). 14.Рефлексия. «Одним словом». Закончите одним словом: Сегодняшний урок – это… Сегодня на уроке я … Мишень Самоанализ урока физики в 9 «Б» классе учителя СШ имени Дзержинского с ДМЦ Ким Тамары Владимировны по теме «Законы движения планет – законы Кеплера» Цели урока: формирование основных законов движения тел; создание условий для того, чтобы обучающие учились самостоятельному поиску информации; формулированию эмпирических закономерностей. Задачи урока: 1.Обучающая: ввести новые понятия:  о космическом явлении – движении космических тел в центральном поле тяготения и их траекториях; использовать решение задач для продолжения формирования расчетных навыков о небесной механике космических скоростях.2. Развивающая: формировать элементы творческого поиска на основе приёма обобщения; развивать наблюдательность, умение сравнивать и анализировать учебный материал; формировать умения решать задачи на применение законов движения космических тел и формул космических скоростей. 3. Воспитывающая: воспитывать самостоятельность у учащихся через индивидуальную работу; воспитывать умения и навыки коллективной работы, через работу в парах и группах. Показать, что открытие законов Кеплера и их уточнение Ньютоном – пример познаваемости мира и его закономерностей. Формирование научного мировоззрения в ходе знакомства с историей человеческого познания и объяснения причин небесных явлений, обусловленных движением космических тел; политехническое и трудовое воспитание в ходе изложения материала о практических способах применения знаний небесной механики в космонавтике. Тип урока: комбинированный Методы: наглядный, частично-поисковый, приемы критического мышления, проектная деятельность. Оборудование: карандаши, фломастеры, флипчарт, клей, ножницы, раздаточный материал, подвижная карта звездного неба, мультимедийный комплекс. При планировании данного урока были учтены индивидуальные особенности учащихся, все возможности для развития личности ребенка, его активного интеллектуального роста, качественного усвоения знаний, для формирования его нравственных основ. В начале урока проводился психологический настрой «Макарена». Ознакомила с листами самоконтроля – цель - научить детей оценивать себя самостоятельно. Получилось хорошо, так как были разработаны ко всем видам работ критерии. Дети адекватно оценили свою деятельность на уроке. Была применена оперативная обратная связь с целью управления деятельностью учащихся, в ходе которой проверялись знания, умения и навыки - фронтальный опрос проводился в паре, который позволил выяснить умеют ли ребята определять экваториальные координаты Солнца и работать по подвижной карте звездного неба или нет. Всесторонняя проверка знаний позволила сделать вывод, что учащиеся затрудняются в определении экваториальных координат. Много времени ушло на «Мозговой штурм», нужно было уменьшить количество заданий на определение экваториальных координат Солнца с 4 до 2. Один из путей формирования критического мышления - это использование метода проектов, которые учащиеся защищали в группах.
    Ме́тод прое́ктов - это способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы (технологию), которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом, оформленным тем или иным образом (проф. Е. С. Полат)
    Главный акцент на уроке был сделан на самостоятельное изучение темы урока, работу в группах. Работая самостоятельно в группах, оценивание осуществлялась по выработанным правилам (критериям) и распределенным обязанностям в группе. При такой методике происходит троекратное повторение и закрепление материала изученного самостоятельно и его объяснение ребятам в группе, которые что – то не поняли. Проекты ребятами были созданы замечательные, использовались различные ресурсы – учебник, энциклопедия и еще дополнительный материал. Хорошая защита проекта была у первой группы ( руководитель Хасханова Мадина). Выступления остальных, двух групп были оценены на «хорошо», хотя в карточках самоконтроля они завысили оценки. Надо работать над развитием грамотной устной и письменной связной речи и научить составлять законченные смысловые ответы, применяя терминологию языка физики и астрономии. Осмысление законов Кеплера проходило при решении расчетных задач, для которых мною были разработаны критерии, они позволили учащимся правильно оценить свою работу и показать пробелы в знаниях. Один ученик за закрытой доской выполнял (решал) задачи, а другие на местах самостоятельно, затем шло сравнение правильности решения задач и выставления баллов. Закрепления пройденного материала - дидактическая игра “Веришь – не веришь” (учитель читает утверждение, если ученик с ним согласен, то записывает в тетради “5”, если не согласен – “0”) понравилась ребятам, но им пришлось немного задуматься над ответами. Контроль усвоения знаний, умений и навыков был организован, как в устной, так и в письменной форме на стикерах учащиеся отметили: «Одним словом».
    Пи́сьменность - знаковая система, предназначенная для формализации, фиксации и передачи тех или иных данных (речевой информации и др. элементов смысла безотносительно к их языковой форме) на расстоянии и придания этим данным вневременного характера.
    Закончите одним словом:Сегодняшний урок – это…Сегодня на уроке я … Рефлексия проведена при использовании приема «Мишень», который понравился детям.Активно работал, было интересно, узнал новое, было понятно – дети оценивали по 5-ти бальной шкале свою деятельность на уроке. В основном баллы были «4»и «5» по всем критериям, только несколько человек (Сайлауханов Кайрат, Нураков Тимур, Дуз-оглы Ахмет, Дуз-оглы Руслан оценили свою активность на 3 балла) Оценивание: «5» - три, «4» - восемь, «3» - семь. Считаю, что урок своих целей достиг, необходимо работать над рациональностью использования времени на уроке. учитель физики Т.Ким