Урок решения ключевых задач по теме Закон Кулона - 10 класс

Структурные элементы урока

Деятельность учителя

Ожидаемая (прогнозируемая) деятельность учащихся

I Организационный момент. Постановка цели урока.

Дидактическая цель:

Организовать начало урока. Подготовить учащихся к плодотворной работе на уроке.

Учитель приветствует учащихся, выявляет отсутствующих, проверяет готовность учащихся к уроку, наличие учебников.

Называет тему урока и раскрывает его цель.

Тема: Урок решения ключевых задач на закон

Кулона.

Цель урока: научиться применять физические

законы для решения задач, составить

алгоритм решения задач на закон Кулона.

Желательно чтобы учащиеся быстро включились в деловой ритм и записали тему урока в тетрадь.

II Повторение сформированных умений и навыков, являющихся опорой. Проведение проверочных упражнений.

Дидактическая цель:

Определить перечень опорных умений и навыков, необходимых для достижения целей урока.

Учитель проверяет сформированность умений учащихся при применении второго закона Ньютона, закона сохранения электрического заряда, взаимодействии одноименных и разноименных зарядов с помощью заданий, заготовленных заранее на доске.

Задание 1: Расставьте силы, действующие на заряженное тело, для следующих случаев:

• электрон движется по круговой орбите в атоме водорода;

• отрицательно заряженное тело находится на линии, соединяющей положительно заряженные тела;

• положительный заряд находится в одной из вершин равностороннего треугольника, в двух других вершинах располагаются равные ему заряды, а в центре треугольника помещен отрицательный заряд, чтобы вся система находилась в равновесии;

• два одинаковых шарика с равными одноименными зарядами подвешены к одной точке на одинаковых нитях.

Задание 2: Запишите второй закон Ньютона для выполненных рисунков.

Задание 3: Запишите математические формулы законов Кулона, сохранения электрического заряда, всемирного тяготения, Ньютона.

Учитель при необходимости корректирует выполненные задания учащимися.

Учащиеся должны привлечь свой познавательный (знания, умения, навыки) опыт, приобретенный и сложившийся в процессе учебной работы.

Учащиеся (по приглашению учителя) работают у доски, выполняют рисунки и записывают второй закон Ньютона для каждого предложенного случая.

Рис. 1

Рис. 2

q₁q₃q₂

F₁₃F₂₃

F_р = F₁₃ + F₂₃ = 0

Рис. 3

q₁

F_р = F₁₃ + F₂₃ + F₂₀= 0

q₂ q₃

F₂₃

F₂₀

F₁₂

Рис. 4

F_р = Т + F_к + mg = 0

Т

F_к

mg

III Ознакомление учащихся с различными типами задач, решаемых с применением закона Кулона и закона сохранения электрического заряда.

Составление алгоритма решения задач с применением данных законов. Тренировочные упражнения по образцу.

Дидактическая цель:

Закрепить усвоенные знания и умения по теме законы сохранения заряда и Кулона, выработать и совершенствовать навыки решения задач по данной теме.

Учитель предлагает учащимся классификацию задач, решаемых с помощью законов сохранения заряда и Кулона.

Типы задач:

• на сравнение кулоновской и гравитационной сил взаимодействия;

• на движение заряда по окружности;

• на нахождение величины заряда находящегося на линии взаимодействия двух других зарядов (система находится в равновесии);

• на нахождение величины заряда находящегося в одной из вершин какой либо геометрической фигуры (система находится в равновесии);

• на нахождение величины заряда в системе подвешенных на нитях тел;

• на нахождение неизвестных при перераспределении электрических зарядов.

Далее учитель предлагает учащимся решить 6 задач, соответствующих каждому типу и организовывает работу учащихся при решении задач, используя фронтальную, групповую и индивидуальную формы обучения учащихся.

Перед решением задач просит учеников сопоставить условия задач и задания, предложенные в начале урока.

Задачи:

1. Определите силу взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода, если расстояние между ними равно 0,5 · 10^-8 см? Во сколько раз сила кулоновского взаимодействия больше, чем сила гравитационная?

2. По первоначальным представлениям Бора, электрон в атоме водорода движется по круговой орбите. Вычислите скорость движения электрона и его кинетическую энергию, если радиус его орбиты равен 0,5 · 10^-8 см.

3. Два положительно заряженных тела с зарядами 1,67 и 3,33 нКл находятся на расстоянии 20 см друг от друга. В какой точке на линии, соединяющей эти тела, надо поместить третье тело с зарядом

- 0,67 нКл, чтобы оно оказалось в равновесии.

4. В центре равностороннего треугольника, в вершинах которого находится по заряду 7 · 10^-8 Кл, помещен отрицательный точечный заряд. Найти величину заряда, если результирующая сила равна нулю.

5. Два одинаковых небольших шарика массой 0,1 г каждый подвешены на нитях длиной 25 см. После того как шарикам были сообщены одинаковые заряды, они разошлись на расстояние 5 см. Определите заряды шариков.

6. Два маленьких заряженных шарика, одинаковых по размеру, притягиваются друг к другу с некоторой силой. После того, как шарики были приведены в соприкосновение и раздвинуты на расстояние в n раз больше, чем прежде, сила взаимодействия между ними уменьшилась в m раз. Каков был заряд первого шарика до соприкосновения, если второй шарик имел заряд q?

(Классификация задач и тексты предложенных задач имеются на каждой парте учащихся)

Все задачи решаются только в буквенном виде и до момента, когда получается система уравнений, имеющих решение.

После обсуждения и оформления всех задач, учитель создает проблемную ситуацию, попросив составить план (алгоритм), по которому можно решить все предложенные задачи.

Выслушивая предложения учащихся по составлению алгоритма, учитель конкретизирует и уточняет его, а затем формулирует алгоритм в целом.

(На каждую парту раздается готовый алгоритм. См. приложение к уроку№3)

Учащиеся, по предложению учителя, составляют в тетради таблицу из шести столбцов (в каждом столбце будет решение одного из типов задач).

1 тип

2 тип

3 тип

4 тип

5 тип

6 тип