Сила. Виды сил
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока научиться распознавать силу как физическую величину, определять её вид в предложенной ситуации и изображать силу на рисунке стрелкой с указанием направления действия.
- Сформировать представление о механических силах и их проявлениях: силе тяжести, силе упругости, силе трения и реакции опоры.
- Научить устанавливать причину возникновения силы и соотносить жизненную ситуацию с соответствующим видом силы.
- Развивать умение наблюдать физические явления, выделять существенные признаки, работать в паре и аргументировать свой ответ.
- Воспитывать внимательное отношение к явлениям окружающего мира, ответственность при выполнении опыта и уважение к мнению одноклассников.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к объяснению знакомых явлений с помощью физических понятий.
- Осознают значение физических знаний для безопасного поведения, техники и будущей профессиональной деятельности.
- Принимают необходимость точного описания наблюдений и добросовестной проверки собственного вывода.
- Уважительно относятся к мнению партнёра, умеют корректно соглашаться или возражать с обоснованием.
Метапредметные
- Познавательные: выделяют причину действия силы, классифицируют силы по их проявлению и работают с таблицей наблюдений.
- Коммуникативные: распределяют роли в паре, задают уточняющие вопросы и формулируют общий вывод.
- Регулятивные: принимают учебную задачу, планируют последовательность действий, сверяют результат с критериями.
- Работают с информацией, представленной в виде текста, рисунка, наблюдения и схемы; преобразуют её в краткую таблицу.
Предметные
- Знать, что сила является физической величиной, характеризующей действие одного тела на другое.
- Знать основные виды сил, изучаемые на уроке: силу тяжести, силу упругости, силу трения и реакцию опоры.
- Уметь приводить примеры действия каждой силы в быту и технике.
- Уметь определять направление действия силы и изображать её в виде направленного отрезка — вектора.
- Уметь объяснять, что действие силы может изменить скорость движения или вызвать деформацию тела.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную значимость изучения сил для понимания работы транспорта, спортивного инвентаря и бытовых устройств.
- Проявляют готовность самостоятельно выбирать способ представления ответа: устное объяснение, схема или таблица.
- Формируют ответственное отношение к соблюдению правил безопасной работы с оборудованием.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса и планируют шаги её достижения.
- Контролируют правильность определения вида силы по причине её возникновения.
- Проверяют направление вектора силы по условию задачи и исправляют обнаруженные ошибки.
- Оценивают собственное продвижение по листу самооценки и формулируют затруднение.
Познавательные УУД
- Наблюдают действие силы в простых опытах и фиксируют результат наблюдения.
- Сравнивают силу тяжести, упругости, трения и реакцию опоры по причине возникновения и направлению.
- Строят простую модель взаимодействия тел с помощью стрелки-вектора.
- Классифицируют жизненные примеры и обосновывают выбранную категорию.
Коммуникативные УУД
- Работают в паре по ролям: экспериментатор и наблюдатель, затем меняются ролями.
- Формулируют ответ полным предложением по модели: «Сила возникает потому, что... и направлена...».
- Слушают партнёра, задают вопрос «Почему?» и корректно предлагают исправление.
- Представляют общий результат пары классу и учитывают замечания одноклассников.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару динамометр, небольшой груз, резиновую ленту или пружину, деревянный брусок и лист бумаги.
- Подготовить карточки с шестью ситуациями: падение мяча, растяжение пружины, торможение велосипеда, книга на столе, движение санок, натяжение верёвки.
- Распечатать по одному листу наблюдений на каждую пару и по одному листу самооценки на каждого ученика.
- Подготовить три набора карточек для дифференциации: обязательный, базовый и повышенный; разложить по одному набору на парту.
- Вывести на экран фотографии или рисунки: яблоко, сжатая пружина, подошва обуви, книга на столе и движущийся автомобиль.
- Записать на доске тему, проблемный вопрос «Почему тело может начать двигаться или изменить форму?» и памятку «Сила — причина изменения движения или деформации».
- Подготовить схему вектора силы: точка приложения, направление, линия действия; оставить место для стрелок.
- Проверить исправность динамометров и безопасность пружин, заранее обозначить порядок работы с оборудованием.
- Подготовить таймер на 2–3 минуты для парной работы и сигнальные карточки зелёного, жёлтого и красного цвета.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и вызвать интерес к объяснению знакомых явлений через понятие силы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня нам понадобятся тетрадь, ручка и внимательный взгляд исследователя. Проверьте, чтобы на парте не было лишних предметов, а оборудование пока не трогайте. Запишите дату и тему урока: «Сила. Виды сил»." | Готовят тетради и ручки, записывают дату и тему урока, проверяют наличие оборудования. |
2 мин | Учитель показывает на экране изображение мяча, лежащего на столе, и мяча, который отскакивает от пола: "Посмотрите на два рисунка. В одном случае мяч покоится, в другом — меняет скорость и направление. Что должно произойти, чтобы изменение стало возможным? Подумайте несколько секунд, обсудите ответ с соседом и поделитесь формулировкой. Это приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»." | Индивидуально формулируют предположение, одну минуту обсуждают его в паре, предлагают ответы: «На мяч подействовало другое тело», «Возникла сила». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что за изменением движения или формы тела стоит взаимодействие. Сегодня выясним, какие силы действуют в разных ситуациях и как их правильно изображать."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о взаимодействии тел, движении и деформации как основе изучения силы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель задаёт вопросы эвристической беседы: "Что называют механическим движением? Может ли тело изменить скорость само по себе? Что происходит с телом, если его растягивают или сжимают? Приведите по одному примеру движения и деформации." | Отвечают: «Механическое движение — изменение положения тела», «Для изменения скорости нужно взаимодействие», «При деформации меняются форма или размеры тела»; приводят примеры. |
3 мин | Учитель раздаёт парам две мини-карточки: «Дверь открыли рукой» и «Мяч остановился в сетке». "Определите, какие тела взаимодействуют и что изменилось. Не называйте пока вид силы, а опишите результат действия. Запишите по одному предложению на каждую карточку." | В парах выделяют взаимодействующие тела и результат: «Рука действует на дверь, дверь поворачивается»; «Сетка действует на мяч, мяч замедляется и деформирует сетку». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы уже умеете находить взаимодействующие тела и замечать изменение движения или формы. Теперь нам нужно точнее назвать физическую величину, которая описывает это действие."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: обнаружить затруднение в классификации сил и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает четыре ситуации: яблоко падает, пружина растянута, санки тормозят, книга лежит на столе. "Во всех случаях мы говорим о действии силы. Но одинакова ли причина взаимодействия? Можно ли одной фразой объяснить падение яблока и торможение санок? Что нам необходимо узнать?" | Сравнивают ситуации и формулируют затруднение: «Силы действуют по-разному», «Нужно узнать виды сил и их направления». |
2 мин | Учитель записывает на доске ответы и направляет постановку цели: "Сформулируйте цель так, чтобы в ней был видимый результат. К концу урока вы должны не просто перечислить силы, а распознать их в ситуации и показать стрелкой направление действия. Запишем общий план: наблюдать, выделить признаки, классифицировать, проверить на задачах." | Записывают цель и план урока, предлагают формулировку: «Научиться определять вид силы по ситуации и изображать её направление». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема поставлена: одинаковое слово «сила» скрывает разные причины взаимодействия. Перейдём к наблюдениям и выясним, по каким признакам эти силы можно различать."
Этап 4. Открытие нового знания. Наблюдение и классификация сил (12 мин)
Цель этапа: через наблюдение и обсуждение вывести признаки основных видов сил и правила изображения силы векторами.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт оборудование и объясняет инструкцию: "Работаем в парах. Экспериментатор выполняет действие, наблюдатель записывает, что изменилось; затем поменяйтесь ролями. Сначала подвесьте груз к динамометру, затем слегка растяните пружину и проведите бруском по столу. Не тяните резко и не направляйте пружину на соседа. Заполните три строки листа наблюдений: действие, причина, результат." | Выполняют три наблюдения: груз растягивает пружину динамометра; резиновая лента изменяет форму; брусок замедляется при движении по столу. Записывают результаты и меняются ролями. |
4 мин | Учитель организует обсуждение: "Что общего у наблюдений? В первом случае Земля притягивает груз — это сила тяжести. Во втором тело деформировано — возникает сила упругости. В третьем поверхности препятствуют движению — это сила трения. Книга на столе не проваливается вниз: со стороны стола действует реакция опоры. Запишите названия и причины в таблицу на доске." | Сопоставляют наблюдения с видами сил, заполняют таблицу: сила тяжести — притяжение Землёй; сила упругости — деформация; сила трения — соприкосновение и препятствие движению; реакция опоры — действие опоры на тело. |
4 мин | Учитель демонстрирует схему вектора: "Силу изображают стрелкой. Начало стрелки показываем в точке приложения, направление стрелки совпадает с направлением действия силы. Сила тяжести направлена вертикально вниз, реакция опоры — от опоры, сила трения — противоположно движению, сила упругости — в сторону восстановления формы. Почему одну и ту же силу нельзя рисовать произвольно?" | Рисуют четыре схемы в тетради, подписывают направления стрелок и объясняют: «Направление показывает, как сила действует на тело; без него рисунок неполный». |
Запись в тетрадях
Сила — физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия тел; обозначается $F$, единица измерения — ньютон, $1\ Н$. Сила может изменить скорость движения тела или вызвать его деформацию. Основные силы: сила тяжести, сила упругости, сила трения, реакция опоры. Силу изображают вектором: начало стрелки — точка приложения, стрелка показывает направление действия.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вывели главный признак каждой силы — её причину и направление. Теперь проверим новое знание на конкретных ситуациях и научимся быстро обосновывать свой выбор."
Этап 5. Первичное закрепление. Работа в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить распознавание видов сил и их направлений через парное решение учебных ситуаций.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточки с ситуациями: «Камень падает», «Резинка растянута», «Шина соприкасается с дорогой при торможении», «Книга покоится на столе». "Для каждой ситуации назовите силу, укажите причину её возникновения и направление. Используйте шаблон: «Это ... сила, потому что ...; она направлена ...»." | В парах распределяют четыре карточки, записывают ответы по шаблону и рисуют по одной стрелке на каждой карточке. |
3 мин | Учитель предлагает взаимопроверку: "Обменяйтесь карточками с соседней парой. Найдите в каждом ответе три элемента: название силы, причина, направление. За каждый элемент поставьте условный знак плюс; ошибку подчеркните и напишите короткую подсказку." | Проверяют работу другой пары, отмечают наличие трёх элементов, формулируют подсказки: «У силы трения направление противоположно движению». |
2 мин | Учитель разбирает спорный пример: "Автомобиль движется вперёд, но тормозит. Какая сила изменяет его скорость и куда направлена? Почему это не сила тяжести?" | Отвечают: «Сила трения направлена назад, противоположно движению; сила тяжести направлена вниз и не объясняет торможение». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проверка показала, что вид силы определяется не внешним видом тела, а причиной взаимодействия. Теперь каждый индивидуально проверит, умеет ли применять этот алгоритм без подсказки партнёра."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (9 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное понимание темы и научить использовать критерии самопроверки.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель предлагает выбрать один из двух вариантов: "Вариант А — обязательный: определите вид силы в трёх ситуациях и нарисуйте направление одной силы. Вариант Б — повышенный: для тела на горизонтальной поверхности укажите силу тяжести, реакцию опоры и силу трения, если тело движется вправо. Работайте самостоятельно, время — пять минут." | Индивидуально выполняют выбранный вариант. В варианте А классифицируют ситуации; в варианте Б изображают три вектора и подписывают их. |
2 мин | Учитель выводит на экран эталон: «Падающий мяч — сила тяжести вниз; растянутая пружина — сила упругости к восстановлению формы; торможение — сила трения против движения». "Сверьте ответы по трём критериям: названа причина, верно направление, есть пояснение." | Сверяют ответы с эталоном, ставят отметки напротив трёх критериев, исправляют одну обнаруженную ошибку. |
2 мин | Учитель проводит быструю диагностику «Светофор»: "Покажите зелёную карточку, если уверенно различаете силы; жёлтую — если путаете направление; красную — если нужна помощь. Запишите один вопрос, который остался." | Поднимают карточку самооценки, записывают вопрос или затруднение: «Не всегда понимаю направление силы упругости». |
Эталон решения
Для тела на горизонтальном столе: 1) сила тяжести возникает из-за притяжения Землёй и направлена вертикально вниз; 2) реакция опоры возникает из-за действия стола на тело и направлена вертикально вверх; 3) при движении тела вправо сила трения возникает при соприкосновении поверхностей и направлена влево, противоположно движению. Если тело движется равномерно, эти силы могут уравновешиваться по направлениям и значениям, но каждая сила имеет собственную причину.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы проверили себя по понятным критериям и увидели, где требуется повторение. Осталось собрать знания в систему и применить их к реальным предметам, с которыми вы встречаетесь каждый день."
Этап 7. Включение в систему знаний и рефлексия (5 мин)
Цель этапа: обобщить изученное, соотнести силы с жизненными ситуациями и оценить достижение цели урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает изображение велосипеда и спрашивает: "Назовите не менее трёх сил, действующих на велосипед или велосипедиста при движении. Объясните, какая сила помогает двигаться, какая мешает, а какая удерживает тело на поверхности." | Называют силу тяжести, реакцию опоры и силу трения; уточняют, что трение между шиной и дорогой помогает передавать движение, а сопротивление движению может его замедлять. |
2 мин | Учитель раздаёт лист самооценки: "Закончите три фразы: «Сегодня я узнал...», «Теперь я умею...», «Мне нужно повторить...». Затем ответьте на проблемный вопрос с доски: почему тело может изменить движение или форму?" | Заполняют лист самооценки, формулируют вывод: «Изменение движения или формы происходит при взаимодействии тел, которое характеризуется силой». |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание и просит ответить на контрольные вопросы: "Что является причиной силы? Чем сила трения отличается от силы тяжести? Что показывает стрелка вектора?" | Отвечают устно или записывают кратко: «Причиной является взаимодействие тел»; «Силы имеют разные причины и направления»; «Стрелка показывает направление действия силы». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы не просто запомнили названия сил, а научились находить их причину, направление и проявление в реальной ситуации. Это и есть физический способ объяснять окружающий мир."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно определены виды сил во всех четырёх карточках или выполнены все пункты повышенного варианта, для каждой силы указаны причина и направление, векторы изображены корректно.
- «4» — правильно определены не менее трёх видов сил, допущена одна неточность в объяснении причины или направлении, но общий алгоритм применён верно.
- «3» — правильно определены не менее двух видов сил, есть понимание взаимодействия тел, однако допущены ошибки в направлении векторов или классификации.
- Оценка может быть повышена при чётком устном объяснении спорной ситуации и корректной взаимопроверке работы партнёра.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о силе как физической величине? | Выявление осознания связи силы с взаимодействием тел, изменением движения и деформацией. |
Как по причине возникновения отличить силу трения от силы упругости? | Проверка понимания классификационного признака, а не механического запоминания названий. |
Какое направление вектора силы оказалось самым трудным? | Выявление конкретных точек затруднения в построении моделей взаимодействия. |
Как вы оцените свою работу в паре и самостоятельное задание? | Формирование навыка самооценки и получение обратной связи о степени освоения темы. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы выяснили, что сила — это характеристика взаимодействия тел, а не просто обозначение любого движения. Мы научились различать силу тяжести, силу упругости, силу трения и реакцию опоры по причине их возникновения. Помните о типичной ошибке: направление силы нельзя выбирать произвольно, его нужно связывать с действием конкретного тела. Дома закрепите алгоритм на новых примерах, а на следующем уроке будем подробнее изучать измерение силы и работу с динамометром."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу из четырёх строк: сила тяжести, сила упругости, сила трения, реакция опоры. Для каждой указать причину возникновения, направление и два жизненных примера. Дополнительно изобразить вектора сил для книги, лежащей на столе. | Закрепляет определения, классификацию и правило изображения направления; при проверке обратить внимание на связь силы с причиной взаимодействия. |
Средний (повышающий) | Решить 4–5 качественных задач: определить силы, действующие на падающий мяч, растянутую резинку, санки при торможении и книгу на наклонной или горизонтальной поверхности; для каждой дать объяснение полным предложением. | Развивает применение и анализ; при проверке смотреть, различает ли ученик силу по причине, а не по внешнему результату. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить мини-исследование «Силы вокруг меня»: выбрать один объект — велосипед, дверь, спортивный снаряд или рюкзак — и составить схему не менее чем с четырьмя силами, указав их направления и влияние на движение или деформацию. | Формирует умение моделировать реальную ситуацию и обосновывать несколько взаимодействий; при проверке учитывать полноту схемы и качество аргументации. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что называют силой? Какие четыре вида сил мы рассмотрели? Как направлена сила тяжести? В какую сторону направлена сила трения при движении тела вправо? Что показывает начало стрелки-вектора?»
