Ceļvedis skolotājam Informācija par tematu. Plānotie skolēnam sasniedzamie rezultāti: D.O.3.1.1., D.O.11.4.1., D.O.11.5.2., D.O.11.9.1., D.O.12.3.1. Mācību līdzekli ieteicams izmantot saistībā ar Fizika I pamatkursa programmas paraugu vispārējai vidējai izglītībai. Temats ir iekļauts izdevumā Fizika I. Pamatkurss Mācību līdzeklis vispārējai vidējai izglītībai. ISBN 978-9934-597-66-4. Mācību līdzekli Eiropas Sociālā fonda projekta Kompetenču pieeja mācību saturā ietvaros izstrādāja Latvijas Universitāte. Autori: Uldis Dzērve, Larisa Koroševska, Elza Liniņa, Anda Priedīte, Anita Vēciņa, Valdis Zuters. Datorgrafiķe: Baiba Puriņa. Mācību līdzeklī izmantoti Valda Zutera un Baibas Puriņas attēli. Valsts izglītības satura centrs ESF projekts Nr.8.3.1.1/16/I/002 Kompetenču pieeja mācību saturā. 1
Pirms temata apguves ieteicams skolotājam iepazīties ar mācību priekšmeta programmas parauga Fizika 8. 9. klasei 8. klases 2. tematu, lai noskaidrotu, ko skolēni par šo tematu jau ir apguvuši pamatskolā. Tematu ieteicams plānot kopā ar Matemātika I pamatkursa 2. tematu Līnijas vienādojums. Tematā iekļautie mācību materiālu piemēri un ieteikumi to izmantošanai Temata atsegums skolēnam Vārdnīca Atgādne Kļūdas novērtēšana tiešajā mērīšanā Atgādne Eksperimenta izvērtēšana Atgādne Kļūdas novērtēšana netiešajā mērīšanā Materiālu var izmantot gan temata sākumā, iepazīstinot skolēnus ar šī temata mācību saturu, gan arī temata nobeigumā, lai gūtu atgriezenisko saiti kas ir izdevies, ko nepieciešams uzlabot. Šo materiālu skolēni var izmantot arī mācību procesa laikā, realizējot pašvadīto mācīšanos un patstāvīgi atzīmējot tajā jau apgūtos jēdzienus. Skolēnus var aicināt temata apguves laikā materiālā veikt savas satura piezīmes un pierakstīt komentārus. Vārdnīcu skolēns var izmantot tematā apgūto jēdzienu nostiprināšanai. Skolotājs to var izmantot arī temata beigās kā materiālu, lai pārliecinātos, kā skolēni apguvuši tematā iekļautos jēdzienus. Kļūdu novērtēšana tiešajā mērīšanā nav jāapgūst viena temata laikā. Šajā tematā aktuāla ir nemainīga fizikāla lieluma mērījumi. Skolēniem jāvērš uzmanība uz to, ka, līdzīgi kā atšķiras fizikālā lieluma mērīšanas precizitāte, atšķiras arī kļūdas novērtēšanas precizitāte. Jo vairāk mums ir informācijas (vairāk fiksētu mērījumu), jo precīzāk mēs varam noteikt fizikālo lielumu un novērtēt tā kļūdu. Ja, veicot mērījumu vienu reizi, kļūdas novērtējums iznāk mazāks nekā tad, ja mēra vairākas reizes, tas nenozīmē, ka kļūda ir mazāka, ir bijis ierobežots informācijas daudzums, lai novērtētu mērījuma kļūdu. Izmantojot šo atgādni, jāpievērš uzmanība, ka katrā eksperimentā nav aktuāli visi eksperimenta izvērtēšanas soļi, te tie ir apkopoti, lai veidotu kopainu par eksperimenta izvērtēšanu. Līdz ar to eksperimenta izvērtēšanas prasmes apgūšana nav viena temata uzdevums. Dodot skolēniem uzdevumu strādāt ar šo atgādni, sākotnēji vēlams norādīt, ar kuriem soļiem attiecīgajā reizē strādāt, lai skolēns neapjuktu daudzos soļos un jautājumos. Atgādnē dotais eksperimenta izvērtēšanas piemērs ir izmantojams stundā, lai aktualizētu un pilnveidotu eksperimenta izvērtēšanas prasmi. Skolēniem eksperimenta izvērtēšanā ir ierasts uzskaitīt lietas, kas nav izdevušās, tāpēc arī atgādnes pirmajā solī ir minēts, ka jānorāda, kas izdevās labi un ļoti labi. Kļūdu novērtēšana netiešajā mērīšanā arī nav jāapgūst viena temata laikā. Šajā tematā aktuāla ir kļūdas noteikšana netiešajā mērīšanā, kur mērskaitļi tiek reizināti vai dalīti, jo tematā ir eksperimentāli jānosaka vidējais ātrums, attālumu dalot ar laiku. Absolūtās un relatīvas kļūdas aprēķins vidējam ātrumam ir dots kā piemērs. 2
Uzdevumi/ vingrinājumi Vienmērīgas kustības ceļa un koordinātas aprēķini Uzdevumi/ vingrinājumi Vienmērīga taisnlīnijas kustība Uzdevumi izmantojami gan kā formatīvās vērtēšanas uzdevumi, gan kā uzdevumi pašpārbaudei. Uzdevumiem ir atbalsta materiāls Norādes uzdevumu izpildei, lai skolēni var darboties arī bez skolotāja palīdzības. Uzdevumi ir veidoti tā, ka tajos pieaug grūtības pakāpe, tādēļ, piemēram, izmantojot uzdevumus pašpārbaudei, skolēns var nerisināt visus uzdevumus, bet sākt ar tiem, kurus uzskata par savam zināšanu un prasmju līmenim atbilstošiem. 1. pielikumā ievietotas uzdevuma atbildes. Darba Vienmērīga taisnlīnijas kustība veikšana aprakstīta Fizika I pamatkursa programmas 2. temata apguves norises sadaļā Lineāras funkcijas lietojums fizikālu procesu aprakstīšanai. 2. pielikumā ievietotas uzdevumu atbildes. 3
1. pielikums Uzdevumi/vingrinājumi atbildes Vienmērīgas kustības ceļa un koordinātas aprēķini Sasniedzamais rezultāts: analizēju vienmērīgu taisnlīnijas kustību, izmantojot koordinātu kā kustības raksturlielumu, grafikus un stroboskopiskos attēlus. Uzdevums Izmantojot doto informāciju, nosaki kustības beigu koordinātu un veikto ceļu! Izmantotie apzīmējumi: t kustības laiks, v ātrums, x 0 sākuma koordināta, x beigu koordināta, l veiktais ceļš. Nr. Aprēķinātais l, m Aprēķinātais 1. 24 32 2. 750 765 3. 96 90 4. 765 770 5. 84 54 6. 1050 1090 7. 85 84 8. 400 250 4
2. pielikums Uzdevumi/vingrinājumi atbildes Vienmērīga taisnlīnijas kustība Sasniedzamais rezultāts: aprakstu vienmērīgu taisnlīnijas kustību, izmantojot funkcijas formulu un grafiku. Uzdevumi 1. Saskatīt sakarību, kā ķermeņa kustības koordināta mainās atkarībā no laika vienmērīgā taisnlīnijas kustībā. 2. Uzzīmēt koordinātas, ceļa un ātruma grafikus; izveidot funkcijas sakarību (formulu). 3. Prognozēt kustības raksturlielumu izmaiņu laikā. Vienmērīga kustība x ass virzienā 1. Atver simulāciju The Moving Man (pieejams: https://phet.colorado.edu/en/simulation/movingman)! 2. Lapā (Introduction) ievadi izvēlēto sākuma koordinātu (Position) un ātrumu (Velocity), ieraksti šos lielumus 1. tabulā! Pētot kustību, sākuma koordināta visā pētījumā būs fiksētais lielums. Paātrinājuma (Acceleration) vērtību atstāj nemainīgu (0 m/s 2 ), jo šajā gadījumā apskatīsi vienmērīgu kustību! 3. Palaid simulāciju, ik pēc neliela brītiņa to apturi un ieraksti 1. tabulā laiku un koordinātu! 5
1. tabula. Kustības raksturlielumu maiņa (v = 2 m/s) Nr. v, m/s l, m 1. 0 2 0 2. 1 4 2 3. 2 2 6 4 4. 3 8 6 5. 4 10 8 v ātrums, t laiks, x koordināta, l ceļš 4. Atjauno simulācijas sākotnējos iestatījumus (Reset All)! 5. Ievadi 2. darba gaitas punktā izvēlēto sākuma koordinātu (Position), bet ātrumu (Velocity) šoreiz izvēlies lielāku nekā iepriekš, ieraksti šos lielumus 2. tabulā! 6. Palaid simulāciju, laika un koordinātas vērtības ieraksti 2. tabulā! 2. tabula. Kustības raksturlielumu maiņa (v = 5 m/s) Nr. v, m/s l, m 1. 0 2 0 2. 1 7 5 3. 5 2 12 10 4. 3 17 15 5. 4 22 20 v ātrums, t laiks, x koordināta, l ceļš 7. Attēlo ķermeņa novietojumu abos gadījumos uz koordinātu ass katrā fiksētajā laika momentā! Abām koordinātu asīm izvēlies vienādu mērogu un sākumpunktu! 6
8. Aprēķini ķermeņa veikto ceļu dažādos laika momentos abām kustībām un rezultātus ieraksti 1. un 2. tabulā! 9. Attēlo ātruma vektorus katrā no ķermeņa pozīcijām! t 1 t 2 t 3 t v v v 4 v t 5 v v = 2 m/s 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 t 1 v t 2 v t 3 v t 4 v t 5 v v = 5 m/s 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 10. Uzzīmē koordinātas, ceļa un ātruma grafikus katrai kustībai! Uzraksti virs grafika atbilstošās funkcijas sakarību! 1. grafiks. Koordinātas atkarība no laika (v = 2 m/s). 20 10 x =2 +2 t 7
2. grafiks. Ceļa atkarība no laika (v = 2 m/s). l, m 20 10 l =2 t 3. grafiks. Ātruma atkarība no laika (v = 2 m/s). v, m/s 4 2 8
4. grafiks. Koordinātas atkarība no laika (v = 5 m/s). 20 10 x =2 +5 t 5. grafiks. Ceļa atkarība no laika (v = 5 m/s). l, m 30 20 l =5 t 10 9
6. grafiks. Ātruma atkarība no laika (v = 5 m/s). v, m/s 6 4 2 Vienmērīga kustība pretēji x ass virzienam 1. Atver simulāciju The Moving Man (pieejams: https://phet.colorado.edu/en/simulation/movingman)! 2. Ieraksti simulācijā iepriekšējā eksperimentā izvēlēto sākuma koordinātu (Position), bet ātrumu (Velocity) izvēlies tikpat lielu kā 1. tabulā, bet pretēji x ass virzienam! Ieraksti izvēlētos lielumus 3. tabulā! 3. Palaid simulāciju, ik pēc neliela brītiņa to apturi un ieraksti 3. tabulā laiku un koordinātu! 10
3. tabula. Kustības raksturlielumu maiņa (v = 2 m/s) Nr. v, m/s l, m 1. 0 2 0 2. 1 0 2 3. 2 2 2 4 4. 3 4 6 5. 4 6 8 v ātrums, t laiks, x koordināta, l ceļš 4. Atjauno simulācijas sākotnējos iestatījumus (Reset All)! 5. Ieraksti simulācijā iepriekšējo sākuma koordinātu (Position)! Ātrumu (Velocity) šoreiz izvēlies tādu kā 2. tabulā, bet pretēju ass virzienam! Ieraksti izvēlētos lielumus 4. tabulā! 6. Palaid simulāciju, ik pēc neliela brītiņa to apturi un ieraksti 4. tabulā laiku un koordinātu! 4. tabula. Kustības raksturlielumu maiņa (v = 5 m/s) Nr. v, m/s l, m 1. 0 2 0 2. 1 3 5 3. 5 2 8 10 4. 3 13 15 5. 4 18 20 v ātrums, t laiks, x koordināta, l ceļš 7. Attēlo ķermeņa novietojumu abos gadījumos uz koordinātu ass katrā fiksētajā laika momentā! 11
Abām koordinātu asīm izvēlies vienādu mērogu un sākumpunktu! 8. Aprēķini ķermeņa veikto ceļu dažādos laika momentos abās kustībās un rezultātus ieraksti 3. un 4. tabulā! 9. Attēlo ātruma vektorus katrā no ķermeņa pozīcijām! t 5 v v t 4 v t 3 v t 2 v t 1 v = 2 m/s 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 v t 5 v t 4 v t 3 v t 2 v t 1 v = 5 m/s 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 10. Uzzīmē koordinātas, ceļa un ātruma grafikus katrai kustībai! Uzraksti virs grafika līnijas atbilstošās funkcijas sakarību! 12
7. grafiks. Koordinātas atkarība no laika (v = 2 m/s). 20 16 12 8 x =2 2 t 4 0 4 8 1 2 3 4 8. grafiks. Ceļa atkarība no laika (v = 2 m/s). l, m 30 20 10 l =2 t 13
9. grafiks. Ātruma atkarība no laika (v = 2 m/s). v, m/s 4 2 10. grafiks. Koordinātas atkarība no laika (v = 5 m/s). 12 8 4 0 4 8 12 16 x =2 5 t 1 2 3 4 14
11. grafiks. Ceļa atkarība no laika (v = 5 m/s). l, m 30 20 10 l =5 t 12. grafiks. Ātruma atkarība no laika (v = 5 m/s). v, m/s 6 4 2 15
Secinājumi 1. Attēlo visus koordinātu un ceļu grafikus vienā koordinātu plaknē! 2. Formulē secinājumus par grafikiem! Pamato savus secinājumus, lietojot matemātikas jēdzienus! l, m 20 10 0 1 2 3 4 10 20 16