Решение задач с использованием физического эксперимента и компьютерной измерительной системы L - micro
Решение задач с использованием физического эксперимента и компьютерной измерительной системы L - micro
План-конспект урока
ТЕМА 2.2 Уравнение состояния идеального газа
Экспериментальное решение задач
УРОК № 12 Решение задач
ТИП УРОКА: комбинированный
ВИД УРОКА: традиционный в сочетании с программными педагогическими средствами
ЦЕЛЬ УРОКА:
ПЕРВАЯ ЧАСТЬ
1. Опытным путём осуществить зависимость между объёмом, давлением и температурой данной массы газа, используя традиционное оборудование.
2. Аналитически проверить справедливость уравнения состояния идеального газа.
3. По результатам опыта построить график зависимости давления газа от температуры.
ВТОРАЯ ЧАСТЬ
С помощью лаборатории L – micro, персонального компьютера, измерительного блока, программы L – micro со сценариями экспериментов, приборов «Изотерма», датчиков объёма и абсолютного давления установит зависимость между двумя термодинамическими параметрами при неизменном третьем. Экспериментально проверить справедливость закона Бойля – Мариотта.
Произвести анализ полученных зависимостей, сравнивая их друг с другом и с теоретической.
Научиться проводить сложные и интересные опыты, автоматизировать
процесс сбора, обработки и преобразования физической информации.
ЗАДАЧИ УРОКА
Образовательные: выявить уровень усвоения формул законов и их применения.
Воспитательные: показать значение и применение компьютерной лаборатории L – micro что это новый этап в развитии натурного эксперимента в отличие от компьютерного моделирования.
Развития мышления: пробудить исследовательские способности, творческий поиск - физика открытая наука, но в ней имеется масса незавершенных и почти не начатых исследований.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: компьютер, компьютерный измерительный блок, программа L -micro со сценарием эксперимента «Изотермический процесс», прибор «Изотерма» с встроенным датчиком объёма газа, датчик абсолютного давлениядавления, штатив с принадлежностями (лапки, муфты), мультимедийный проектор, сильфон 5 шт., манометр 5 шт., термометр.
ХОД УРОКА
Теория Состояние данной массы газа характеризуется тремя параметрами объёмом V, давлением P и термодинамической температурой T. Уравнение, определяющее эту связь, называют уравнением состояния. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим. В природе и технике изменение всех величин происходит одновременно, но при этом соблюдается
закономерность, выраженная состоянием газа: при m = const.
Для данной массы газа произведение объёма на давление, делённое на термодинамическую температуру - величина постоянная. Давление газа при неизменной температуре меняется обратно пропорционально его объёму. Кривая, выражающая эту связь является равносторонней гиперболой, асимптоты которой координатные оси; её уравнение , где c – постоянная. Закон сжатия газа был открыт в 1662 году Бойлем. Опытное исследование произвёл Мариотт в1676 году. Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя прибор для изучения газовых законов.
Первая часть
Выполнение задания
Собрать установку по схеме, рисунок,1 слайд № 3
Определить цену деления шкалы манометра.
Рассчитать изменение давления воздуха, если его объём уменьшится на 0,8, 0,6, 0,4 и 0,2 условных единиц. Ответ проверить на опыте.
Записать в таблицу №1 значения давления воздуха в сильфоне в паскалях, объём в условных единицах, слайд № 4.
Вычислить постоянную C для каждого опыта.
Сравнить результаты измерений и сделать вывод.
Построить график зависимости давления от его объёма в координатных осях P,V, рисунок 2, слайд № 5.
Вторая часть
1. Собрать установку по схеме, рисунок 1,слайд №7, №8
2. Запустить программу L – micro “Молекулярная физика», раздел «Газовые законы» - эксперимент «Изотермический процесс». Выбирать сценарий. Медленно вращая рукоятку винта, сжать газ и перевести поршень в другое предельное положение. Кривые и цифровые индикаторы на экране компьютера показывают изменение давления и объёма газа.
3. Кнопка «Функция» выведет на экран компьютера аппроксимирующую кривую – гиперболу вместе с уравнением этой кривой рисунок 3, слайд № 9.
4. Кнопка «далее» переведёт к режиму обработки, перестроит те же самые полученные в эксперименте точки в координатах . Для изотермического процесса такая зависимость является линейною.
5. Кнопа «прямая» - на экране компьютера строится прямая линия и выводится её уравнение
Коэффициент является постоянной из уравнения для изотермы , рисунок 4, слайд №10.
6. Кнопка «далее» - на экране компьютера таблица данных эксперимента, рисунок 5, слайд №10.
7. Кнопка «архив» - сохранение полученных данных.
Подведение итогов урока
Выставление оценок:
Оценки за работу во время опроса.
Оценки за решение задач.
Домашнее задание: вычислить объём исследуемого газа в кубических метрах, учитывая, что диаметр сильфона равен 100 мм, а расстояние между двумя соседними делениями шкалы прибора – 15 мм, слайд №6
Список литературы
Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика -10 Москва «Просвещение», 2010
Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов Физика для средних специальных заведений «Альянс» Москва 2010
С.В. Хоменко, А. В. Чарушин, Е.Б. Петрова Руководство по выполнению работ - Москва МГИУ, 2007
Р. А. Дондукова. Руководство по проведению лабораторных работ по физике. – К., Высшая школа, 1993
Приложения:
Слайд №1 Задание
Слайд №2 Прибор для изучения газовых законов
Слайд №3 Таблица №1
Слайд №4График зависимости между давлением и объёмом при постоянной температуре
Слайд №5Контрольное задание домашнее
Слайды №7и №8 установка «Изотерма»
Слайды №9 и №10 Обработка данных эксперимента и таблица данных
Ильина Т. В.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Решение задач с использованием физического эксперимента и компьютерной измерительной системы L - micro »
Министерство образования Московской области ГБОУ СПО МО Подмосковный колледж «Энергия»
ПЛАН - КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА
ИЛЬИНОЙ ТАТЬЯНЫ ВАСИЛЬЕВНЫ
Тема: Уравнение состояния идеального газа
Решение задач с использованием физического эксперимента
и компьютерной измерительной системы L - micro
ГБОУ СПО МО Подмосковный колледж «Энергия»
1 курс по специальности Коммерция (по отраслям)
Урок проведен « 25 » марта 2014 г.
Протокол открытого урока № 135 от « » _________2014 г.
Электроугли
План-конспект урока
ТЕМА 2.2 Уравнение состояния идеального газа
Экспериментальное решение задач
УРОК № 12 Решение задач
ТИП УРОКА: комбинированный
ВИД УРОКА: традиционный в сочетании с программными педагогическими средствами
ЦЕЛЬ УРОКА:
ПЕРВАЯ ЧАСТЬ
1. Опытным путём осуществить зависимость между объёмом, давлением и температурой данной массы газа, используя традиционное оборудование.
2. Аналитически проверить справедливость уравнения состояния идеального газа.
3. По результатам опыта построить график зависимости давления газа от температуры.
ВТОРАЯ ЧАСТЬ
С помощью лаборатории L – micro, персонального компьютера, измерительного блока, программы L – micro со сценариями экспериментов, приборов «Изотерма», датчиков объёма и абсолютного давления установит зависимость между двумя термодинамическими параметрами при неизменном третьем. Экспериментально проверить справедливость закона Бойля – Мариотта.
Произвести анализ полученных зависимостей, сравнивая их друг с другом и с теоретической.
Научиться проводить сложные и интересные опыты, автоматизировать
процесс сбора, обработки и преобразования физической информации.
ЗАДАЧИ УРОКА
Образовательные: выявить уровень усвоения формул законов и их применения.
Воспитательные: показать значение и применение компьютерной лаборатории L – micro что это новый этап в развитии натурного эксперимента в отличие от компьютерного моделирования.
Развития мышления: пробудить исследовательские способности, творческий поиск - физика открытая наука, но в ней имеется масса незавершенных и почти не начатых исследований.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: компьютер, компьютерный измерительный блок, программа L -micro со сценарием эксперимента «Изотермический процесс», прибор «Изотерма» с встроенным датчиком объёма газа, датчик абсолютного давлениядавления, штатив с принадлежностями (лапки, муфты), мультимедийный проектор, сильфон 5 шт., манометр 5 шт., термометр.
ХОД УРОКА
Теория Состояние данной массы газа характеризуется тремя параметрами объёмом V, давлением P и термодинамической температурой T. Уравнение, определяющее эту связь, называют уравнением состояния. Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим. В природе и технике изменение всех величин происходит одновременно, но при этом соблюдается
закономерность, выраженная состоянием газа: при m = const.
Для данной массы газа произведение объёма на давление, делённое на термодинамическую температуру - величина постоянная. Давление газа при неизменной температуре меняется обратно пропорционально его объёму. Кривая, выражающая эту связь является равносторонней гиперболой, асимптоты которой координатные оси; её уравнение , где c – постоянная. Закон сжатия газа был открыт в 1662 году Бойлем. Опытное исследование произвёл Мариотт в1676 году. Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя прибор для изучения газовых законов.
Первая часть
Выполнение задания
Собрать установку по схеме, рисунок,1 слайд № 3
Определить цену деления шкалы манометра.
Рассчитать изменение давления воздуха, если его объём уменьшится на 0,8, 0,6, 0,4 и 0,2 условных единиц. Ответ проверить на опыте.
Записать в таблицу №1 значения давления воздуха в сильфоне в паскалях, объём в условных единицах, слайд № 4.
Вычислить постоянную C для каждого опыта.
Сравнить результаты измерений и сделать вывод.
Построить график зависимости давления от его объёма в координатных осях P,V, рисунок 2, слайд № 5.
Вторая часть
1. Собрать установку по схеме, рисунок 1,слайд №7, №8
2. Запустить программу L – micro “Молекулярная физика», раздел «Газовые законы» - эксперимент «Изотермический процесс». Выбирать сценарий. Медленно вращая рукоятку винта, сжать газ и перевести поршень в другое предельное положение. Кривые и цифровые индикаторы на экране компьютера показывают изменение давления и объёма газа.
3. Кнопка «Функция» выведет на экран компьютера аппроксимирующую кривую – гиперболу вместе с уравнением этой кривой рисунок 3, слайд № 9.
4. Кнопка «далее» переведёт к режиму обработки, перестроит те же самые полученные в эксперименте точки в координатах . Для изотермического процесса такая зависимость является линейною.
5. Кнопа «прямая» - на экране компьютера строится прямая линия и выводится её уравнение Коэффициент является постоянной из уравнения для изотермы , рисунок 4, слайд №10.
6. Кнопка «далее» - на экране компьютера таблица данных эксперимента, рисунок 5, слайд №10.
7. Кнопка «архив» - сохранение полученных данных.
Подведение итогов урока
Выставление оценок:
Оценки за работу во время опроса.
Оценки за решение задач.
Домашнее задание: вычислить объём исследуемого газа в кубических метрах, учитывая, что диаметр сильфона равен 100 мм, а расстояние между двумя соседними делениями шкалы прибора – 15 мм, слайд №6
Список литературы
Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика -10 Москва «Просвещение», 2010
Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов Физика для средних специальных заведений «Альянс» Москва 2010
С.В. Хоменко, А. В. Чарушин, Е.Б. Петрова Руководство по выполнению работ - Москва МГИУ, 2007
Р. А. Дондукова. Руководство по проведению лабораторных работ по физике. – К., Высшая школа, 1993
Приложения:
Слайд №1 Задание
Слайд №2 Прибор для изучения газовых законов
Слайд №3 Таблица №1
Слайд №4График зависимости между давлением и объёмом при постоянной температуре
Слайд №5Контрольное задание домашнее
Слайды №7и №8 установка «Изотерма»
Слайды №9 и №10 Обработка данных эксперимента и таблица данных
при m = const.
, где c – постоянная. Закон сжатия газа был открыт в 1662 году Бойлем. Опытное исследование произвёл Мариотт в1676 году. Проверить эту зависимость экспериментально можно, используя прибор для изучения газовых законов.
