Открытое занятие (физика + астрономия) на тему "Вычисление линейных скоростей точек земной поверхности, находящихся в различных местах земного шара" (7-й класс)

Ребята, сегодня на уроке нам понадобятся наши знания небесной сферы, основных точек, нанесенных на небесную сферу. Сегодня на уроке, зная небо, мы будем решать вполне земные задачи.

II. Актуализация прежних знаний.

У вас на столе есть рисунки трех небесных сфер (круги, нанесенные на лист бумаги).

Задание № 1. Отметить на круге точки:

а) полюс = 90°; б) экватор = 0°; в) средние широты < 90°.

Рассказать о суточных путях звезд на полюсе, экваторе, средних широтах, пользуясь рисунками.

Работаем с подвижной картой звездного неба, определяем моменты восхода и захода звезды? Большого Пса 22 декабря. (Тзахода = 5 ч., Твосхода = 20 ч. 30 мин.), определяем моменты восхода и захода звезд, которые видны у нас 5марта 2008 г.

Эти задания ребята выполняют самостоятельно, работают в парах, совещаются, помогают друг другу. Для успешного выполнения задания демонстрируется презентация “Звездное небо марта”; ребята делятся своими впечатлениями от наблюдения звездного неба марта.

III. Постановка проблемы.

Ребята, мы с вами хорошо знаем круг небесной сферы, т.е. небо. А теперь давайте опустимся на землю. Сегодня на уроке мы будем определять линейные скорость точек, находящихся в разный частях Земли (полюс, экватор, средние широты).

Найдем скорость точек Российского флага, находящегося на северном полюсе Земли. Для этого на круге изображаем линию горизонта и ось вращения Земли.

Как видно из рисунка скорость этой точки равна 0.

Найдем скорость точек стелы, находящихся на экваторе.

Из рисунка видно, что = 2 R/t, R = 6400 км, t = 24 ч.

Получаем численный ответ = 1675 км/ч.

Найдем скорость точек мечети Кул-Шариф, находящейся в Казани, = 56°.

Ребята рисуют рисунок, на этом этапе многие ошибаются, когда встает вопрос о вычислении скорости, это вызывает затруднение.

IV. Построение проекта выхода из затруднения (этим процессом руководит учитель).

Ребята мы с вами столкнулись с затруднением, мы не можем привычным способом определить скорость. Давайте подумаем вместе, что нам нужно для этого сделать? Ребята высказывают предложения. Нужно изобразить на рисунке радиус окружности, по которой движется эта точка; нужно написать формулу, но мы не знаем, как выразить r.

1. По какому радиусу движется наша точка? (Это видно из рисунка).
2. По какой формуле можно вычислить скорость? ( = 2 r/t).
3. Мы не знаем r, но знаем R и угол , значит, надо получить формулу, которая содержит R, t и параметры угла .
4. Давайте исследуем полученные раннее формулы для точек полюса и экватора. Наша формула должна быть общей, из нее мы должны получить и скорость точек на полюсе, и скорость точек на экваторе.

Я выслушиваю предложения ребят, после дискуссии ребята предлагают ввести в формулу переменную х.

V. Реализация данного проекта.

Полюс = 90?, = 0, значит, х = 0, r = 0.

Экватор = 0, = 2 r/t, х = 1, r = R,

Средние широты = 2 r/t.

Начинаем дискуссировать, какой вид может иметь х, ясно, что это должно быть выражение, содержащее R и r. Выясняем, что х = r/R. Таким образом, получаем формулу: = 2 r/tR.

Снова применяем ее для вычисления скорости точек на полюсе и на экваторе. По рисунку даем определение r/R (отношение прилежащего катета к гипотенузе) и вводим функцию угла cos( ). Мы получили формулу для вычисления линейной скорости движения точки, находящейся в любом месте земного шара.

VI. Первичные закрепления с проговаривании во внешней речи.

Проговариваем формулу, вычисляем скорость точек мечети, используя таблицу косинусов. Проговариваем, что скорости точек возрастают от полюса к экватору, а на экваторе скорость самая большая.

VII.Самостоятельная работа, с самопроверкой по эталону.

Я предлагаю решить задачу:

1. С какой линейной скоростью вращается шпиль адмиралтейства в городе Санкт-Петербурге, если верхняя кульминация звезды Капелла ( = 46°) бывает на высоте 76°?

Я проверяю, как ребята справились с задачей, отмечаю ситуацию успеха, которая возникла, т.к. все справились с решением задачи.

VIII. Включение в систему знаний.

Я предлагаю ответить на вопросы:

1. Почему почти все спутники запускаются с запада на восток?

2. Почему в северном полушарии реки подмывают правый берег?

Замечу, что при ответе на вопрос нужно применить свои знания в новой ситуации. Отмечаю, что ребята перебирают различные варианты, наблюдаю ситуацию успеха, которая возникает, когда дети отвечают на вопросы.

IX. Рефлексия учебной деятельности на уроке.

Ведется обсуждение: чему научились, где можно применить полученные знания, отмечаем, что весь урок мы работали как исследователи. Оцениваем собственную деятельность на уроке, выставляем оценки. Обсуждаем и записываем домашнее задание.