Использование средств ИКТ для решения задач на закон преломления света

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Использование средств ИКТ для решения задач на закон преломления света

ФИО (полностью)

Колмогорцев Евгений Александрович

Место работы

МОУ «Средняя общеобразовательная школа №5» г. Котласа

Должность

Учитель математики и информатики

Предмет

Информатика и физика

Класс

11

Цель урока: исследовать возможности применения электронных таблиц при решении расчетных задач на примере задач на закон преломления света.

Задачи:

- образовательные (формирование познавательных УУД):

научить в процессе реальной ситуации использовать средства электронных таблиц для решения расчетных задач других учебных дисциплин (на примере физики)

- воспитательные (формирование коммуникативных и личностных УУД):

умение участвовать в коллективном обсуждении проблем, воспитывать ответственность и аккуратность.

- развивающие (формирование регулятивных УУД)

1. умение обрабатывать информацию; представлять информацию в табличной форме, выбирать способы решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.

10.Тип урока Урок закрепления полученных знаний.

11.Формы работы учащихся: Фронтальная, парная, индивидуальная

12.Организация деятельности учащихся на уроке:

-самостоятельно выходят на проблему и решают её;

-самостоятельно определяют тему, цели урока;

-самостоятельно работают на компьютерах;

-отвечают на вопросы;

-решают самостоятельно задачи;

-оценивают себя и друг друга;

13.Необходимое техническое оборудование: Компьютеры, раздаточный материал (лабораторная работа)

14.Структура и ход урока

№

Этап урока

Время реализации этапа

Краткое содержание этапа

1

2

3

4

1

Организационный момент

5 минут

Приветствие учащихся; проверка готовности класса к уроку; организация внимания; инструктаж

2

Работа в группах

15 минут

Первая группа (наиболее подготовленные учащиеся) самостоятельно начинает работу в парах на компьютерах, используя текст л/р. При этом они самостоятельно находят способы решения задач и реализуют решение в электронной таблице. Вторая группа (менее подготовленные) работают с учителем. Задачи решаются у доски с подробным объяснением решений.

3

Смена групп, физ. Минутка

2 минуты

Группы меняются местами.

4

Работа в группах

15 минут

Вторая группа, используя способы решения, полученные на втором этапе урока, реализуют их в среде электронных таблиц. Первая группа работает с доской, проверяя правильность своих решений на компьютерах.

5

Домашнее задание

3 минуты

Учащиеся получают домашнее задание - самостоятельно реализовать решение расчетной задачи курса физики с помощью компьютера

6

Рефлексия

5 минут

Беседа с учащимися по итогам урока, оценка урока и самооценка учащихся.

Приложение

Лабораторная работа

Использование средств ИКТ для решения задач на закон преломления света

Цель: исследовать возможности применения электронных таблиц при решении расчетных задач на примере задач на закон преломления света.

Запустите редактор OpenOffice Calc. Для этого выполните: Пуск-Программы-OpenOffice-OpenOffice Calc.

После запуска у вас откроется окно программы.

Сохраните документ под своим именем. Для этого откройте диалоговое окно «Сохранить как» (меню Файл-Сохранить как).

Вместо имени файла введите свою фамилию. Тип файла не меняется. Выберите папку «Мои документы» в левой части окна. Нажмите кнопку «Сохранить».

Все решения будут выполняться в одном файле на отдельных листах.

Задача 1. Угол падения луча света на поверхность глицерина 60°. Определите угол преломления.

Закон преломления света записывается в виде формулы:

где n₁ и n₂ - показатели преломления сред, α - угол падения луча, β - угол преломления.

Т.к. показатель преломления воздуха ( равен 1,0003, то в данном случае, его можно не учитывать и полагать, что .

Т.е.

Угол падения известен из условия задачи, показатель преломления глицерина можно узнать из таблицы.

Выразим из данной формулы угол преломления β:

,

1. В редакторе OpenOffice Calc выполните двойной щелчок по вкладке Лист1 (в нижней левой части окна). Переименуйте его в «Задача 1».

2. Выделите ячейки А1-А9. Откройте контекстное меню щелчком правой кнопкой мыши, выберите пункт «Формат ячеек». Откройте вкладку «Выравнивание» и поставьте галочку у пункта «Переносить по словам». Примените изменения.

Аналогично выделите ячейки В1-В9. Выберите вкладку «Числа». Введите количество знаков в дробной части равное 3. Примените изменения.

3. Заполните таблицу так, как показано на рисунке.

Обратите внимание, что значения углов вводятся в градусной мере. Их необходимо будет перевести в радианы.

Для расчета будут использованы следующие функции, встроенные в редактор:

SIN(X) - значение синуса для угла X.

ASIN(X) - значение арксинуса для аргумента Х.

RADIANS(X) - перевод значения угла X, заданного в градусах, в радианы.

DEGREES(X) - перевод значения угла X, заданного в радианах, в градусы.

4. В ячейку В3 введите формулу =RADIANS(B2).

В ячейку В8 введите формулу для нахождения угла преломления =ASIN(SIN(B3)/B5).

Осталось преобразовать значение угла из радианной в градусную меру. Для этого в ячейку В9 введите формулу =DEGREES(B8).

5. В результате у вас получится значение 36,01 градуса.

Задача 2. Найти угол падения луча на поверхность кварцевого стекла, если известно, что угол преломления 30°.

Данная задача обратна предыдущей. Из формулы выведем формулу для нахождения угла α:

где α - угол падения луча, β - угол преломления луча, n - показатель преломления среды.

1. Для решения перейдите на Лист 2 и переименуйте его в «Задача2», как в пункте 1 предыдущего задания.

2. Задайте форматы ячеек аналогично пункту 2 предыдущей задачи. Заполните ячейки, как показано на рисунке.

3. В ячейку В3 введите формулу =RADIANS(B2).

В ячейку В8 введите формулу для нахождения угла падения =ASIN(SIN(B3)*B5).

В ячейку В9 введите формулу =DEGREES(B8) для перевода значения угла в градусную меру.

4. В результате у вас получится значение 46,803 градуса.

Задача 3. Зная скорость света в вакууме, найти скорость света в алмазе.

Абсолютный показатель преломления среды показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде, т.е.

где n - показатель преломления среды, с - скорость света в вакууме, v - скорость света в среде.

Скорость света в вакууме равна 3*10⁸ м/с.

Тогда, скорость света в среде (в нашей задаче - в алмазе) можно найти по формуле:

1. Перейдите на Лист 3 и переименуйте его в Задача3.

2. Задайте формат ячеек А1-А3 и В1 аналогично пунктам 2 предыдущих задач. Для ячейки В3 на вкладке Число укажите категорию - Научный и формат, как на рисунке:

3. Заполните ячейки согласно рисунку ниже:

4. В ячейку В3 введите формулу =(3*10^8)/B1. В результате, получим скорость света в алмазе, записанную в экспоненциальной форме: 1,24E+008.

Задача 4. В стеклянный стакан налита вода. Определите угол, под которым выйдет луч из стакана, если на поверхность воды луч падает под углом 45°.

В данной задаче преломление луча происходит три раза: на границе «воздух-вода», «вода-стекло», «стекло-воздух».

На расчета угла преломления на границе «воздух-вода» можно воспользоваться формулой из задач 1 и 2:

Однако, на границах «вода-стекло» и «стекло-воздух» для расчетов используем формулу:

Отсюда, угол преломления:

Задача 5. Под каким углом должен упасть луч на стекло, чтобы преломленный луч оказался перпендикулярным к отраженному?

Изобразим графически условие задачи:

По закону преломления света имеем:

1. Для решения перейдите на Лист 5 и переименуйте его в «Задача5».

2. Задайте форматы ячеек А1, А2, В1, В2 аналогично пункту 2 первой или второй задачи. Заполните ячейки, как показано на рисунке.

3. В ячейку В4 введите формулу =ATAN(B1). В ячейку В5 введите =DEGREES(B4). В результате в ячейке В5 вы получите ответ 60,945 градусов.

Сохраните изменения в документе.

После выполнения заданий лабораторной работы, запустите презентацию «Разминка» в папке «Мои документы».