Здравствуйте, друзья! Поздравляю всех с майскими праздниками! Большинство моих учеников на эти майские выходные отменили уроки, чтобы отдохнуть. Но есть среди моих учеников очень упорные и старательные, и парочку занятий я всё же провела. В этой статье расскажу про онлайн-урок, который я провела в выходные с девочкой-десятиклассницей. Поскольку спешить по программе нам было некуда, я решила дать ей задачки на повторение, связанные с майским отдыхом. Мы отправились на пикник, попили лимонада, поели шашлык и похулиганили на природе. С оформлением задач мы не заморачивались - на онлайн-доске это делать трудно, да и смысл урока вовсе не в этом.
Задание 1. Устойчивость вазы
В недавнем посте я писала о вазе с вербой, которую чуть не опрокинули кошки. Решила дать ученице задание, чтобы она посчитала угол, на который надо отклонить вазу. Параметры вазы взяты примерно, реального эксперимента я не проводила.
Ученица сразу сказала - примерно тридцать градусов. Она взяла кружку, стоящую на столе, и провела мини-эксперимент. А теперь посчитаем, сдаётся мне, что она верно оценила этот угол.
Ваза начнет падать, когда линия, опущенная вертикально вниз из центра масс, выйдет за пределы опоры. Сделав соответствующий чертеж, легко понять, как рассчитать этот угол: тангенс угла будет равен отношению радиуса дна к расстоянию до центра масс. Получается, что угол для данных параметров будет 27 градусов. Расстояние, на которое надо отклонить край вазы, считается через синус этого же угла, и получилось около 7 сантиметров. Полное решение на доске мы не оформляли, а зачем? С вазой всё будет в порядке, кошки так просто её не уронят. А за окном прекрасная погода, зачем сидеть дома, давайте отправимся на пикник!
Задание 2. Едем на автомобиле
Задание будет простое: определить по графику среднюю скорость машины. Ученица справилась с ним быстро, как говорится, "на чиле и релаксе".
Если давать такие задачи в школе, можно придумать несколько заданий для разных групп. Задания с графиками хороши для групповой работы - люди могут работать независимо с несколькими этапами движения. Но на групповую работу, конечно, и график, и задания должны быть посложнее.
Тем не менее мы уже доехали на место пикника, самое время расслабиться на природе.
Задание 3. Пьём лимонад
После долгой дороги хочется чего-нибудь выпить. Мы взяли с собой лимонад. Классическую задачу по газовым законам о пузырьке, поднимающемся со дна водоёма, можно адаптировать под нашу ситуацию. Поскольку стакан - это довольно-таки мелкий водоём, я спрашиваю о процентах.
Это задача об изотермическом процессе, при подъеме пузырька меняется давление, а значит, и объём. Считаем отношение объемов, а затем, извлекая корень кубический, и отношение диаметров. Получилось 0,3%. Конечно, визуально мы такого маленького изменения не увидим, но посчитать вполне реально.
Задание 4. Жарим шашлык
После лимонада хочется перейти к более существенной пище. Пожарим шашлык! Конечно, это будет задача по термодинамике. Тут довольно трудно придумать модель, позволяющую что-то рассчитать по школьным формулам, и я, похоже, в попытке оценить КПД мангала попала пальцем в небо. Тем не менее полезно вспомнить основные формулы, и хотя бы приблизительно посчитать интересующие нас практические величины.
Требуется определить, какое количество угля нужно для приготовления шашлыка.
Конечно, точно сказать, сколько джоулей надо для жарки мяса, по школьной физике не получится. В то же время мы не сильно ошибемся, если представим себе полезное тепло как нагрев воды и дальнейшее испарение части воды. Вода имеет достаточно большую теплоемкость и удельную теплоту парообразования, поэтому для оценки можно это использовать. Перемножив КПД сгорания угля и КПД мангала, мы получим общий КПД системы. Затраченное тепло - это тепло от сгорания угля. В результате расчетов ученица получила почти 36 килограмм угля.
На практике, это, конечно, много. Видно, я сильно недооценила КПД мангала. Но мы с ученицей решили, что лучше купить лишнего угля, и останется в запасе, чем кушать недожаренный шашлык.
Задание 5. Запускаем воздушный шар
После шашлыка у нас ещё осталось время, и надо организовать на отдыхе какое-то развлечение, культурную программу. С культурной программой у меня вышло несколько скомкано. Хотелось придумать такую задачку, чтобы и термодинамику вспомнить, и механику повторить. В ЕГЭ есть хорошие задачи на эти темы про воздушные шары, но откуда нам на пикнике взять воздушный шар? Сделаем его из мусорного пакета! Ну а тепло для нагрева воздуха возьмём от мангала - у нас ещё много угля осталось с прошлой задачи.
Тут у меня постановка задачи не совсем корректная. Поторопилась я в подготовке к уроку. Для школьной задачи важно продумать, каким будет процесс нагрева, и мы решили взять изобарный. Посчитали количество вещества и решили, что быстрее будет посчитать изменение температуры через теплоемкость. Но изменение температуры оказалось гигантским. Впрочем, это понятно - количество теплоты очень большое, а пакет маленький. Ученица сказала, что в реальном опыте пакет просто сгорит, и она права, так что мы и пробовать не будем хулиганить таким образом. Главное, вспомнили кое-какие формулы, а тут уже и урок закончился.
Выводы
Ученица сказала, что урок ей понравился. Мне тоже понравилось смотреть за ходом решения, обсуждать задачи вместе. Конечно, с задачами, близкими к практике, можно здорово ошибиться. Педантичные учителя скажут, что я должна была прорешать все эти задачи заранее, чтобы отточить корректность формулировок. Я этого не сделала, и за это можно меня поругать.
В свое оправдание могу сказать - решать на занятии заранее известную задачу и вести ученика по четко проложенному пути мне было бы просто неинтересно. Я конечно, иногда прорешиваю заранее задачи, если речь идёт о подготовке к ЕГЭ или ОГЭ, где надо в сжатые сроки дать четкую методику. А здесь мне тоже хотелось получить немного удовольствия от процесса познания нового. Послушать рассуждения учеников, обсудить с ними физические модели и методы решения - это здорово, особенно когда ученики сознательные и искренне хотят учиться. Они видят, откуда берутся физические задачи, и вместе с учителем учатся искать подходы к ним. А там уже недалеко до собственной постановки задач и научных исследований.
Возможно, кому-то из учителей будет интересно взять этот "маршрут" и пройти его со своими учениками. На обычный урок, я думаю, хватит четырех задач, начиная с поездки на пикник. У меня было часовое занятие и достаточно сильная ученица. С учениками послабее хватит и трех задач, логически связанных между собой.
Буду рада лайкам и комментариям, конструктивной критике - тоже.
На этом заканчиваю статью. Спасибо, что дочитали до конца! Ваш Великий Шизик.