РАЗРАБОТКА УРОКА-ИССЛЕДОВАНИЯ НА ТЕМУ:

«ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ: ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА ШАРИКА,

ПУЩЕННОГО ГОРИЗОНТАЛЬНО, ТЕМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ БОЛЬШЕ

ВЫСОТА ПУСКА»

1. Введение

Данный

урок

направлен

на

формирование

у

учащихся

навыков

научного

исследования

через

проверку

гипотезы

о

зависимости

дальности полета тела, брошенного горизонтально, от высоты его

пуска.

Урок

сочетает

теоретический

анализ

с

экспериментальной

деятельностью, что позволяет учащимся не только усвоить физические

закономерности,

но

и

развить

критическое

мышление,

умение

планировать эксперимент и анализировать результаты.

Гипотеза

исследования

формулируется

следующим

образом:

«Дальность полета шарика, пущенного горизонтально, увеличивается

с ростом высоты пуска». Для ее проверки учащиеся должны провести

серию экспериментов, измерить зависимость дальности полета от

высоты и объяснить полученные результаты с точки зрения законов

механики.

2. Цели и задачи урока

2.1. Образовательные цели:

•

Изучение

закономерностей

движения

тела,

брошенного

горизонтально.

•

Формирование

умения

выдвигать

гипотезы

и

проверять

их

экспериментально.

•

Развитие

навыков

работы

с

измерительными

приборами

(линейка, секундомер).

2.2. Развивающие цели:

•

Развитие

аналитического

мышления

через

интерпретацию

экспериментальных данных.

•

Формирование

умения

аргументировать

выводы

на

основе

полученных результатов.

•

Совершенствование

навыков

командной

работы

при

проведении опытов.

2.3. Воспитательные цели:

Воспитание аккуратности и точности при проведении измерений.

Формирование научного мировоззрения через понимание причинно-

следственных связей в физических процессах.

3. Теоретическая часть

3.1.

Физические

основы

движения

тела,

брошенного

горизонтально

Движение

тела,

брошенного

горизонтально,

представляет

собой

комбинацию двух независимых движений:

Равномерного движения по горизонтали (поскольку сопротивление

воздуха

не

учитывается,

горизонтальная

скорость

остается

постоянной).

Свободного

падения

по

вертикали

(ускорение

равно

ускорению

свободного падения).

Время полета тела определяется исключительно высотой, с которой

оно

было

брошено,

так

как

вертикальное

движение

описывается

уравнением равноускоренного движения без начальной скорости. Чем

больше высота, тем дольше тело находится в полете.

Дальность полета зависит от начальной горизонтальной скорости и

времени падения. Поскольку время падения увеличивается с высотой,

логично

предположить,

что

при

одинаковой

начальной

скорости

дальность полета будет расти с увеличением высоты пуска.

3.2. Формулировка гипотезы и ожидаемые результаты

Гипотеза урока основана на теоретической зависимости времени

падения от высоты. Если шарик пускают с большей высоты, он дольше

летит, а значит, при неизменной горизонтальной скорости пролетает

большее

расстояние.

Таким

образом,

ожидается,

что

экспериментальные

данные

подтвердят

прямую

зависимость

дальности полета от высоты пуска.

4. Экспериментальная часть

4.1. Оборудование и материалы

Для проведения эксперимента потребуется:

•

Шарик (например, металлический или пластиковый).

•

Устройство для горизонтального запуска (желоб, пушка для

шариков

или

иное

приспособление,

обеспечивающее

одинаковую начальную скорость).

•

Линейка

или

рулетка

для

измерения

высоты

и

дальности

полета.

•

Секундомер

(опционально, для

дополнительного измерения

времени полета).

•

Устойчивая подставка с регулируемой высотой.

4.2. Методика проведения эксперимента

Подготовка установки:

•

Закрепить устройство для запуска шарика на подставке.

•

Убедиться, что шарик запускается строго горизонтально (можно

проверить с помощью уровня).

Проведение измерений:

•

Установить высоту пуска (например, 20 см, 40 см, 60 см).

•

Запустить шарик и зафиксировать точку его падения.

•

Измерить дальность полета от точки старта до места падения.

•

Повторить

эксперимент

для

каждой

высоты

3–5

раз

для

исключения случайных погрешностей.

Фиксация данных:

•

Записать

средние

значения

дальности

полета

для

каждой

высоты.

4.3. Возможные источники погрешностей

•

Неидеальная горизонтальность запуска (шарик может иметь

небольшую начальную вертикальную скорость).

•

Неточность

измерения

дальности

(особенно

если

шарик

отскакивает от поверхности).

•

Влияние

сопротивления

воздуха

(хотя

для

небольших

скоростей оно незначительно).

Минимизировать погрешности можно за счет:

•

Использования

направляющего

желоба

для

стабильного

запуска.

•

Проведения серии измерений и расчета среднего значения.

•

Запуска шарика в помещении без сквозняков.

5. Анализ результатов и выводы

5.1. Интерпретация экспериментальных данных

После

проведения

опытов

учащиеся

должны

сопоставить

полученные значения дальности полета с высотой пуска. Ожидается,

что с увеличением высоты дальность будет возрастать.

Пример возможных результатов:

•

При высоте 20 см – дальность 30 см.

•

При высоте 40 см – дальность 45 см.

•

При высоте 60 см – дальность 60 см.

Эти данные подтверждают гипотезу: чем выше точка пуска, тем

больше дальность полета при одинаковой начальной скорости.

5.2. Объяснение результатов с точки зрения физики

Увеличение

дальности

связано

с

тем,

что

время

падения

определяется высотой:

•

Чем выше начальная точка, тем дольше шарик находится в

свободном падении.

•

Горизонтальная

скорость

постоянна,

поэтому

за

большее

время шарик пролетает большее расстояние.

•

Таким

образом,

экспериментальные

данные

согласуются

с

теоретическими предсказаниями.

5.3. Формулировка выводов

На

основании

проведенного

исследования

можно

сделать

следующие выводы:

•

Гипотеза подтвердилась: дальность полета шарика, пущенного

горизонтально, действительно увеличивается с ростом высоты

пуска.

•

Зависимость

носит

нелинейный

характер,

так

как

время

падения зависит от высоты по квадратичному закону.

•

Для более точных результатов необходимо минимизировать

погрешности, связанные с методикой эксперимента.

6. Практическое применение исследования

Понимание

зависимости

дальности полета

от

высоты важно

не

только в учебном контексте, но и в реальных ситуациях:

•

В спорте (например, расчет траектории мяча в баскетболе или

теннисе).

•

В баллистике (определение дальности полета снарядов).

•

В инженерии (проектирование катапульт, роботизированных

механизмов).

7. Заключение

Проведенный

урок-исследование

позволяет

учащимся

не только

усвоить

теоретические

основы

движения

тела,

брошенного

горизонтально,

но

и

развить

практические

навыки

научного

эксперимента. Анализ результатов подтверждает выдвинутую гипотезу

и демонстрирует связь между высотой пуска и дальностью полета.

Данная методика может быть адаптирована для разных возрастных

групп:

упрощена

для

младших

классов

или

усложнена

для

старшеклассников (например, введением расчетов времени полета и

построением графиков).

Таким

образом,

урок

успешно

сочетает

теорию

и

практику,

способствуя глубокому пониманию физических закономерностей.