1 Урок по теме: «Исследование модели криволинейного движения тела в среде программирования Delhi 7.0» Учитель: Беспалова Н.С. Класс: 11 Место проведения: ОГКОУ КШИ «ТКК», кабинет информатики № 209 Время проведения: 26 января 2012г. Продолжительность занятия: 2 урока Цели урока: 1. Сформировать представление о модели и моделировании. 2. Выполнять компьютерный эксперимент. 3. Анализировать математические модели и полученные экспериментальные данные. Задачи учителя: Учебные: 1. Познакомить учащихся с разнообразием форм представления информационных моделей; 2. . Научиться создавать и исследовать информационные модели; Развивающая: Развитие приемов умственной деятельности (обобщение, анализ, синтез, сравнение), памяти (лучше всего запоминается то, что связано с преодолением препятствия). Воспитательная: Развитие познавательных способностей кадет, средствами компьютерного моделирования в среде программирования Delhi 7.0. План 2 уроков: 90 мин. 1. Орг.момент.-3 мин. 2. Объявление темы и цели урока – 2мин 3. Текстовые ситуации, как следствие повторения изученного-10мин. 4. Повторение схемы исследования -3мин. 5. Проблемная задача и её обсуждение – 5мин. 6. Выполнение лабораторной работы №1. – 57 мин. 7. Итог лабораторной работы (со слайда)-(5мин.) 8. Итог урока (3мин.) 9. Домашнее задание (3мин.) 10.Общий итог урока - выставления оценок (3мин.) Ход урока: I. II. Организационный момент – рапорт(3 мин.) Вступительное слово учителя – объявление плана и целей урока(2 мин.) Здравствуйте! Тема нашего урока сегодня «Исследование модели криволинейного движения тела в среде программирования Delhi 7.0» 2 Цель: Сформировать представление о компьютерной модели и моделировании, а также научиться исследовать информационные модели, снимать и обрабатывать экспериментальные данные. Хочу пожелать всем хорошего настроения и достижений поставленной цели. III. Текстовые ситуации, как следствие повторения изученного (Работа по презентации) (10 мин.) В 1870 г. английское Адмиралтейство спустило на воду новый броненосец “Кэптен”. Корабль вышел в море и перевернулся. Погиб корабль. Погибли 523 человека. Это было совершенно неожиданно для всех. Для всех, кроме одного человека. Им был английский ученый-кораблестроитель В.Рид, который предварительно провел исследования на модели броненосца и установил, что корабль опрокинется даже при небольшом волнении. Но ученому, проделывающему какие-то несерьезные опыты с “игрушкой”, не поверили. И случилось непоправимое... О каких «несерьёзных» опытах идёт речь? IV Выполнение лабораторной работы (Учитель формулирует исследовательскую задачу: Описание задачи (полет барона Мюнхгаузена на пушечном ядре) Некий господин Р. Э. Распе утверждает, что барон Мюнхгаузен использовал пушечное ядро в качестве транспортного средства. Однако многие подвергают это сомнению и попросту не верят в возможность существования такого факта. Необходимо провести исследование, насколько этот факт достоверен, т.е. подтвердить или опровергнуть следующие гипотезы: 1. Действительно ли существует возможность использования пушечного ядра для полета на облако или для полета в соседнее государство? 2. Если же барон летал на облако (облако находится в 600 м от поверхности Земли) или в соседнее государство (расстояние до границы примерно 5000 м), то при каких условиях? (Учитель с использованием презентации совместно с обучающимися проводится обсуждение и выстраиваются цели, задачи, математические задачи) Цели моделирования Исследовать криволинейное движение тела, брошенного с определённой начальной скоростью под углом к горизонту с помощью компьютерной модели криволинейного движения. Подобрать начальные значения скорости и угла бросания так, чтобы брошенное тело долетело до цели. 3 Учебные задачи 1) изучить принцип работы компьютерной модели; 2) провести экспериментальное исследование криволинейного движения тела, брошенного с определённой начальной скоростью под углом к горизонту. Инструмент исследования Компьютерная программа «Исследование полета тела, брошенного под углом к горизонту» (…\КомпьютерноеМоделирование \Обеспечение\Лабораторная№1\Модель\Model.exe), реализующая математическую модель криволинейного движения тела, брошенного с заданной начальной скоростью под углом к горизонту. Математическая модель Математическая модель, описывающая траекторию криволинейного движения материальной точки в момент времени t, выпущенной под заданным углом к горизонту и с заданной начальной скоростью v0 (см. рис. 5.1) определяется следующим образом: x v0 t cos , gt 2 . y v0 t sin 2 (1) В данном случае мы пренебрегаем сопротивлением воздуха Fтр.воздуха 0 . Движение происходит в условиях гравитации, g 9.8 м/с2 . Пренебрегаем кривизной поверхности Земли и ее вращением вокруг собственной оси. У V0 0 Х Рис. 5.1. (Далее обучающиеся приступают к компьютерному эксперименту, у каждого ученика в электронном формате представлен сценарий лабораторной работы (без выводов, сравнительных характеристик, закономерностей)ученики в процессе выполнения компьютерного эксперимента выполняют задания и формируют отчёт по выполненной работе, после чего отправляют выполненный отчет в папку учителя на проверку). Исследование модели криволинейного движения тела Выполнил: кадет 11 класса _______________________________________________________Ф.И. Ход исследования 1. Компьютерная модель. 4 1.1. Откройте папку \КомпьютерноеМоделирование\Обеспечение\Лабораторная№1\Модель и запустите файл Model.exe. 1. 2. Ознакомьтесь, используя меню Справка, с функциональным назначением каждого элемента интерфейса программы. 2. Компьютерный эксперимент № 1. Исследование движения тела. Проведите компьютерный эксперимент при заданных начальных значениях параметров модели. Что в данной задаче является объектом моделирования? ________. Сделайте предположения, от чего может зависеть высота и дальность полета? _________________________________________________ _____________________________________________________________. 3. Компьютерный эксперимент № 2. Исследование движения тела при изменении начальной скорости. 3.1. Пусть угол бросания не изменяется (например, пусть 45 ). Исследуйте изменения высоты и дальности полета тела при разных значениях начальной скорости. Полученные данные занесите в таблице =° № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 v0 , 10 12 14 16 18 20 22 24 26 30 м/ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 с h, м d, м 3.2. По данным таблицы 5. 1 постройте два графика h, м v0 , м/с d, м v0 , м/с Рис.. Графики зависимости высоты и дальности полета от начальной скорости 5 3.3. Сделайте вывод по результатам эксперимента. На какую элементарную функцию похожи зависимости h v0 , d v0 ? ______________________________________________________ Как изменяются высота и дальность полета тела при изменении начальной скорости и неизменном угле бросания? ___________________ _____________________________________________________________. 4. Компьютерный эксперимент № 3. Исследование движения тела при изменении угла бросания. 4.1. Пусть начальная скорость полета не изменяется (например, пусть v0 150 м/с). Исследуйте изменения высоты и дальности полета тела при разных значениях угла бросания. Полученные данные занесите в таблице м/с v № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , ° 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 h, м d, м 4.2. По данным табл. 5.2 постройте два графика (рис. 5.3): 0 h, м , ° d, м , ° Рис.. Графики зависимости высоты и дальности полета от угла бросания y h , y d . 4.3. Сделайте вывод по результатам эксперимента. На какую элементарную функцию похожа зависимость __________________. h , d ? 6 Как изменяется высота и дальность полета тела при изменении угла бросания (при неизменной начальной скорости)? ________________ _____________________________________________________________. 5. Компьютерный эксперимент № 4. Используя математическую и компьютерную модели, подберите тактикотехнические характеристики пушки так, чтобы барон Мюнхгаузен улетел: на облако (минимальная высота облаков над Землей 600 м) _____; в соседнее государство на расстояние 5 км ___________________. Подведение итогов Подтвердите или опровергните гипотезы, выдвинутые в начале лабораторной работы. __________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________. V. Тестирование VI. Итог урока: выставление оценок, выражение благодарности детям за участие в уроке.(3-4 мин.)