Конспект урока «Технология решения физических задач в электронных таблицах» по информатике

Конспект урока

Тема: Технология решения физических задач в электронных таблицах.

Учитель информатики Ковалева Галина Федоровна.

Цель:

Продемонстрировать учащимся технологию решения задачи в ЭТ EXCEL.

План урока:

1. Краткий устный опрос.

2. Новая тема

3. Закрепление новой темы (Решение задачи на компьютере).

4. Подведение итогов.

Ход урока

В начале урока провожу краткий устный опрос.

1. Дать понятие формулы.

2. Какой символ стоит в ячейке перед формулой?

3. Какие формулы входят в математическую категорию?

4. Для чего нужны диаграммы.

5. Что такое сила Архимеда?

Уточняем:

Формула – краткая запись некоторой последовательности действий, приводящей к конкретному результату.

В ячейке перед формулой стоит символ «=».

Числовые данные наглядно можно показать с помощью диаграмм.

Силу, выталкивающую тело из жидкости называют силой Архимеда.

Записываем формулу.

Fa=g*ρ*V тела, где ρ- плотность тела, g = 9,8

Следовательно, сила Архимеда зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объема самого тела Vтела.

Рассмотрим технологию решения физических задач на конкретном примере. В школе Вы проводите опыты по физике, химии, биологии. Обычно для этого используются специально созданные установки. Лабораторные и натурные эксперименты требуют больших материальных затрат и времени.

С развитием компьютерной техники появился новый уникальный метод исследования – компьютерный эксперимент. В помощь, а иногда на смену экспериментальным образцам, испытательным стендам пришли компьютерные исследования моделей.

В нашем случае мы, используя электронную таблицу EXCEL, также можем провести компьютерный эксперимент, в так называемой виртуальной лаборатории.

Нам поставлена задача: исследовать поведение конкретного тела в разных жидкостях.

Возьмем для исследования кирпич. Чтобы исследовать поведение кирпича в разных жидкостях, необходимо определить выталкивающие силы, действующие на кирпич в разных жидкостях. Сравнить их. Определить, когда тело будет тонуть, плавать внутри жидкости и всплывать.

Первый этап – создать формальную модель. Для формализации модели используем известные из курса физики формулы.

Из курса физики мы знаем, что на тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз и сила Архимеда, направленная вверх.

Возможны три случая:

1. Если сила тяжести меньше силы Архимеда, то тело всплывает.

2. Если сила тяжести равна силе Архимеда, то тело плавает внутри жидкости.

3. Если сила тяжести больше силы Архимеда, то тело тонет.

Итак, нам необходимо для решения задачи вычислить:

1. Силу тяжести

2. Силу Архимеда

3. Равнодействующую

Этап 2

1. Открыть программу EXCEL

2. На листе1 подписать «твердое тело»

3. В ячейку А1 занесите текст – «твердое тело»

4. В ячейки А2 – А6 занесите несколько видов:

   • Свинец

   • Серебро

   • Медь

   • Кирпич

5. В ячейку В1 занесите текст – «плотность твердого тела»

6. В ячейки В2 – В6 занесите числовые данные плотности тела, ед. измерения –кг/м³ из справочника.

   • Свинец - 11300

   • Серебро - 10500

   • Медь - 8900

   • Кирпич 1800

7. В ячейку С1 занесите текст – «объем тела», в метрах

8. В ячейку С2 занесите - 0,5

9. Маркером заполнения распространите на ячейки С2-С6

10. В ячейку D1 занесите текст – «масса тела»

11. В ячейку D2 занесите формулу - =В2*С2 и распространите маркером на ячейки D3 – D6

12. В ячейку Е1 занесите текст – «сила тяжести»

13. В ячейку Е2 занесите формулу - =Е2*9,8 и распространите маркером на ячейки Е3 – Е6

Вид полученной таблицы после заполнения и вычисления

Перейдите на лист2 в этой же книге.

1. В ячейку А1 занесите текст «жидкость»

2. В ячейки А2 –А16 занесите несколько видов жидкости

   • Ртуть

   • Серная кислота

   • Мед

   • Вода морская

   • Вода чистая

   • Масло машинное

   • Керосин

   • Спирт

   • Жидкое олово

3. В ячейку В1 занесите текст «плотность жидкости», единицы измерения - кг/м³

4. В ячейки В2 –В16 занесите числовые данные плотности для каждой жидкости

   • Ртуть - 13600

   • Серная кислота -1800

   • Мед - 1350

   • Вода морская - 1030

   • Вода чистая - 1000

   • Масло машинное - 900

   • Керосин - 800

   • Спирт - 800

   • Жидкое олово – 6800

5. В ячейку С1 занесите текст «объем тела»

6. В ячейку С2 занесите числовое значение – 0,5

7. Маркером заполнения распространите на ячейки С3 – С16

8. В ячейку D1 занесите текст «Сила Архимеда»

9. В ячейку D2 занесите формулу: =В2*С2*9,8, нажмите ENTER и появится результат

10. Маркером заполнения распространите на ячейки D3 – D16

11. В ячейку Е1 занесите текст «равнодействующая сила»

12. В ячейку D2 занесите формулу: =Fa – F t . Но сила тяжести находится на 1 листе, а мы знаем, как связать в ЭТ листы.

    • Выделяем нужную ячейку, в данном случае Е2

    • Внести символ «=»

    • Нажать на ячейку, где расположено числовое значение силы Архимеда

    • Поставить знак минус

    • И перейти на 1 лист книги

    • Выделит ячейку со значением силы тяжести, оформить ее как абсолютную ссылку, для этого нажать F4 и нажать клавишу ENTER

    • В ячейке Е2 второго листа будет результат = D2-листжидкости$E$6

    • Маркером заполнения распространить формулу на остальные ячейки

    • Получим таблицу со следующими результатами

Строим диаграмму

Из гистограммы мы видим, что равнодействующая сила для ртути и жидкого олова положительна, следовательно, выполняется условие Fa>Ft, тело всплывает.

Для серной кислоты равнодействующая сила равна 0, следовательно, тело (кирпич) будет плавать внутри жидкости.

В остальных жидкостях наш кирпич будет тонуть, так как равнодействующая отрицательна.

Теперь мы можем также проверить и остальные твердые тела. Проделайте эти варианты самостоятельно.

Сила Архимеда (выталкивающая) - это вес жидкости (или газа) взятой в объёме тела: 
Fа = ρ(ж) g V(т) 

Подведение урока

Домашнее задание