Исследование физической модели с помощью электронной таблицы Тема нашего урока «Построение и исследование физических моделей»




Скачать 134.21 Kb.
НазваниеИсследование физической модели с помощью электронной таблицы Тема нашего урока «Построение и исследование физических моделей»
Дата публикации10.05.2013
Размер134.21 Kb.
ТипИсследование
odtdocs.ru > Математика > Исследование

Построение и исследование физической модели с помощью электронной таблицы

Тема нашего урока «Построение и исследование физических моделей».


Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия. Наглядные модели часто используются в процессе обучения (глобус – модель Земли, модели молекул и кристаллических решеток).

Модели играют важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов. Без предварительного чертежа невозможно изготовить даже простую деталь.

Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов.

Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей.  

Моделирование это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.

Каждый объект имеет большое количество различных  свойств. В процессе построения   модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства.

Разные науки  исследуют   объекты и процессы под разными углами зрения и строят разные типы моделей.  В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии - их химический состав, в биологии – строение и поведение   живых организмов и т.д.  

Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.  

Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.  

^ Модели бывают материальные (натурные) – это физическое подобие объекта и информационные – это описание объекта

Информационные модели бывают следующих типов:  вербальные, графические, табличные, математические.

^ II.Повторение и закрепление

Так как мы будем решать задачу с помощью электронной таблицы, повторим основные понятия, в частности запись формул.

Электронная таблица-это комплекс программ, используемых для обработки таблиц.

Повторим  ввод данных в электронную таблицу:

^ Числа и текст – без признака

Перед формулой ставится знак = и указываются ссылки на адреса ячеек.

Так как в формулах используются ссылки на адреса ячеек, вспомним, что существуют относительные и абсолютные ссылки.

Относительные используются для указания адреса ячейки, относительно той, в которой находится формула. При копировании они обновляются в зависимости от нового положения формулы.

Абсолютные используются для указания фиксированного адреса ячейки. При копировании – не изменяются.

На доске записан фрагмент Электронной таблицы:

 

Необходимо выяснить,  что будет в ячейках С1-С3, D1-D3, Е1-Е3

Ответ:

III. Контроль знаний

Для контроля знаний по электронной таблице выполните задания (выделите другим цветом правильные варианты)
^

Тест «Электронная таблица».


Дана электронная таблица:

 

А

В

С

D

1

1

3

4

 

2

4

2

5

 

3

3

1

2

 

В ячейку D1  введена формула, вычисляющая выражение по формуле=(A2+B1-C1).

В результате в ячейке D1 появится значение…

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

2. Значение в ячейке С3 электронной таблицы

 

А

В

С

1

3

9

 =В2+$A$1

2

7

15

3

3

45

4

 =C1-C2

равно

1)  27               2)  15               3)  34                4)  27

^ 3. Значение С6 электронной таблицы

 

А

В

С

1

3

3

=СУММ(В2:С3)

2

0

2

6

3

=СТЕПЕНЬ(А5;2)

5

3

4

6

 =МАКС(В1:В3)      

7

5

5

4

35

6

 

 

=А3/В4+С1

равно

1)  22              2)  39                   3)  26                    4)  21

4. Дана электронная таблица:

 

А

В

С

D

1

1

3

4

8

2

3

2

5

 

3

7

1

2

 

Значение в ячейке С1 заменили на 7. В результате этого значение в ячейке D1 автоматически изменилось на 11. Можно предположить что в ячейке D1 ……

1)      записана формула В1+С1

2)      при любом изменении таблицы значение увеличивается на 3

3)      записана формула  СУММ(А1:С1)

4)      записана формула СУММА(А1:А3)

 

^ 5. Дан фрагмент электронной таблицы:

 

А

В

С

1

3

2

5

2

7

1

        

3

4

4

 

Значение ячейки С1 вычисляется по формуле =В1+$A$1

После копирования формулы  значение в ячейке С3 будет равно

1)  10                 2) 6                 3) 7                4) 8

IV. Постановка проблемы.

Рассмотрим процесс построения и исследования модели на примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.

В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное  место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в мишень определенного размера, находящуюся на известном расстоянии.

Из условия задачи можно сформулировать следующие предположения:

  • Мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

  • Изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной g=9,8 м/с2 и движение по оси OY можно считать равноускоренным;

  • Скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси ОХ можно считать равномерным.

Используем известные из физики формулы равномерного и равноускоренного движения.

При заданной начальной скорости V0 и угле бросания А значения координат дальности полета Х и высоты Y от времени Т можно описать следующими формулами:

X=V0 *COS(A)*T

Y=V0*SIN(A)*T-G*T2/2

Пусть мишень высотой Н размещается на расстоянии S от автомата. Из первой формулы выражаем время, которое потребуется мячику для преодоления расстояния S.

T=S/(V0*COS(A))

Подставляем значение  в формулу для Y и получаем высоту мячика над землей на расстоянии S

L=S*TAN(A)-G*S2/(2*V02*COS2(A))

Формализуем условие попадания мячика в мишень.

Попадание произойдет, если 0<=L<=H

Если L<0 – недолет,       L>H - перелет

V. Практическая работа
^

«Построение и исследование физической модели»


Цель работы: научиться строить и исследовать компьютерные модели.

Рассмотрим процесс построения и исследования модели движения тела, брошенного под углом к горизонту.

 Технология работы.

  1. Объединить ячейки с А1 по С1.

  2. Поместить туда текст «Движение тела, брошенного под углом к горизонту»

  3. Расширить колонки В и С, так, чтобы заголовок поместился в ячейках с А1 по С1

  4. Ввести в ячейки А2, А3 и А4  соответственноV0= , A=, G=  

  5. В ячейки С2, С3 и С4 ввести м/сек, град, м/сек^2  соответственно

  6. Для ячеек В2,  В3 и В4 установить формат числовой, установив число десятичных знаков – 1

  7. Ввести в ячейки В2, В3 и В4 соответственно значения 18,0;  35,0;  9,8

  8. Ввести в ячейки А5 –Т, В5X=V0*COS(A)*T,  С5 – Y=V0*SIN(A)*T-G*T^2/2

  9. Выделить ячейки с А6 по С19 и установить числовой формат с числом десятичных знаков – 1

  10. В ячейку А6 ввести число 0,0

  11. Выделить ячейки с А6 по А19 и заполнить их значением времени с интервалом 0,2

  12. В ячейку В6 ввести формулу  =$B$2*COS(радианы($B$3))*A6

  13. В ячейку C6 ввести формулу  =$B$2*SIN(радианы($B$3))*A6 - $B$4*A6^2/2

  14. Скопировать формулы в ячейки В7:В19 и С7:С19 соответственно

  15. Выделить ячейки с А5 по С19 и установить границы таблицы:

  16. Визуализируем модель, построив график зависимости координаты Y от координаты Х    (траекторию движения тела)

Поместить график рядом с таблицей.



  1. Сохранить работу в своей папке под именем «Физическая модель»
^

Исследование модели.


Исследуем модель и определим с заданной точностью 0,1  диапазон изменений угла, который обеспечивает попадание в мишень, находящуюся на расстоянии 30 м. И имеющую высоту 1 м., при заданной начальной скорости 18 м/сек.

Воспользуемся методом Подбор параметра

  1. Установить для ячеек В21:В25 точность один знак после запятой

  2. Ввести в ячейки В21, В22, и В23 значения расстояния до мишени S=30 м, начальной скорости V0=18 м/сек и угла А=350



  1. В ячейку В25 ввести формулу для вычисления высоты мячика над землей на расстоянии для заданных начальных условий:

L=S*TAN(A)-G*S2/(2*V02*COS2(A))

Вместо переменных писать ячейки, в которых расположены их значения

Для заданных начальных условий определим углы, которые обеспечивают попадание в мишень на высотах 0 и1 м.

  1. Выделить ячейку В25 и ввести команду:

Сервис/Подбор параметра

На появившейся диалоговой панели ввести в поле Значения: наименьшую высоту попадания в мишень (то есть 0).  В поле Изменяя значение ячейки: ввести адрес ячейки, содержащей значение угла (в данном случае $B$23)



В ячейке В23 появится значение 32,6.

Повторить процедуру подбора параметра для максимальной  высоты попадания в мишень  - в ячейке В23 получим значение 36,1.

Таким образом, исследование компьютерной модели показало, что существует диапазон значений угла бросания от 32,6 до 36,10, который обеспечивает попадание в мишень высотой 1 м., находящуюся на расстоянии 30 м., мячиком, брошенным со скоростью 18 м/сек.

VI. Задание для самостоятельного выполнения:

Повторить процедуру определения диапазона углов, которые обеспечивают попадание в мишень, имеющую высоту 2 метра  при начальном значении 55

 Полученные значения и выводы записать в тетрадь.

VI. Итог урока

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Социологическое исследование
Социологическое исследование (СИ) – это инструмент социологического изучения социальных явлений в их конкретном состоянии с помощью...

Пояснительная записка в новом образовательном стандарте на третьей...
В новом образовательном стандарте на третьей ступени общего образования, т е в старшей школе (10 – 11 классы), предусмотрено изучение...

План урока: Организационный момент (1 мин) Изложение нового материала...
Тема нашего урока «Построение диаграмм при помощи электронных диаграмм». На этом уроке мы подробно познакомимся с использование функций...

Исследование пассивного последовательного колебательного контура
Исследование влияния значений параметров элементов контура на его характеристики

Урок в 8 классе Тема урока: «Построение изображения в линзе»
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, авторская презентация «Построение изображения в линзах»

Тема: Электронные таблицы Цель урока
Электронные таблицы — программы для обработки числовой информации, представленной в табличном виде

Исследование потребителя
Аутентификация Установление подлинности, мера безопасности, состоящая в проверке подинности идентификатора (преимущественно с помощью...

Лабораторная работа №3 по микроэлектронике «Исследование схем усилителя с общим эммитером»
Цель работы: экспериментальное исследование схемы усилителя с общим эмиттером; измерение параметров усилителя

Доклад По физической культуре Тема: «Основы проведения урока физической культуры в школе»
Актуальность доклада. В настоящее время в системе физкультурного образования выделяются три основных направления современного урока...

Тип урока
Культура труда. Техника безопасности на уроках технологии. Построение прямоугольника с помощью линейки

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
odtdocs.ru
Главная страница