Движението се изучава от учените от хилядолетия. Математиката често се използва като език за описване на много неща в науката и това е особено вярно в кинематиката или изучаването на движението на обектите. Използването на визуални помагала за въвеждане на тези понятия улеснява студентите да придобият солидно разбиране и основа в кинематиката, която може да им помогне в редица други дейности и индустрии! Следните дейности имат за цел да запознаят учениците с графики и диаграми по забавен и ангажиращ начин.
Кинематиката е област на изучаване в класическата физика, която се занимава с движението. Някои хора дори биха могли да твърдят, че всъщност това е област на математиката. Можем да опишем движението на обекти, като разгледаме различните измерими количества като изместване, скорост и ускорение . Изместването е разстояние с посока. Скоростта или скоростта е колко бързо нещо се движи. За да изчислите средната скорост, трябва да знаете две неща: разстоянието, което обектът е изминал и времето, отнело обекта, за да покрие това разстояние. Науката използва единиците SI за скорост, m / s (метри в секунда). В ежедневния език можем да опишем и скоростта в единиците мили (мили в час) или км / час (километри в час). Уравнението за скорост е разстоянието, разделено на времето, отчетено (скорост = d ÷ t). Моментална скорост е скоростта в определен момент, докато средната скорост е средната скорост на голямо разстояние. Ускорението е мярка за скоростта на промяна на скоростта. Ускорението може да бъде положително, значи скоростта се увеличава или отрицателна, значи скоростта намалява.
Движението на обекта може да се опише с помощта на диаграми. Важно е студентите да могат да интерпретират графики за скорост / време и изместване на времето. И в двете графики времето протича по оста x със скорост или изместване на оста y. За графика на време на изместване градиентът или наклонът на линията указват посоката и скоростта на движение на обекта. Линия с нулев градиент (хоризонтална линия) означава, че обектът не се движи. Ако линията се извива, това показва, че обектът се ускорява, отрицателно или положително.
В науката има два вида величини: векторни количества и скаларни количества. Векторно количество е количество, което има както размер, така и посока. Скоростта е един пример за вектор, където за изчисляване са необходими както величината, така и посоката на количеството. Скаларните количества се измерват само по величина. Пример за скаларно количество е времето. Времето няма посока, но има величина.
Скоростта и ускорението са и двете векторни количества и могат да бъдат представени със стрелка. Когато векторът на ускорение е в същата посока като вектора на скоростта, обектът ще се увеличи в тази посока. Когато стрелката на ускорението е в обратна посока на вектора на скоростта, скоростта на обекта ще намалее. Ако няма ускорение, тогава обектът ще се движи с постоянна скорост; няма да се увеличава или намалява.
Не забравяйте да проверите и учебните планове за въвеждащите сили!
Увеличете ангажираността, като позволите на учениците да изследват движението с познати предмети като топки, играчки коли или линийки. Този подход помага на учениците да свържат абстрактните концепции за кинематика с реалния опит и насърчава активното участие.
Подредете права пътека с лента или тебешир, след което учениците да търкалят топка или да изпратят играчка кола по пътеката. Използвайте хронометър, за да измерите времето, което е необходимо за преодоляване на определено разстояние. Запишете както разстоянието, така и времето за по-късно изчисляване.
Покажете им как да използват формулата: скорост = разстояние ÷ време. Нека запишат своите измервания и извършат изчислението. Обсъдете какво означават резултатите и сравнете находките между групите.
Помогнете на учениците да начертаят данните си върху графика на изместване спрямо време. Използвайте графична хартия или дигитални инструменти, за да е забавно. Обяснете как наклонът показва скорост и насърчете учениците да тълкуват графика си заедно.
Поканете учениците да мислят за други ситуации, в които скоростта и движението са важни, като спорт или пътуване. Свържете дейността в класната стая с ежедневните опити за по-дълбоко разбиране и запаметяване.
Скалярните величини имат само големина (като време или разстояние), докато векторните величини имат както големина, така и посока (като скорост или ускорение). Разбирането на това помага на учениците правилно да описват движението в физиката.
Учителите могат да използват реални примери и визуални средства, за да покажат, че скоростта измерва колко бързо се движи нещо, докато векторната скорост включва и посока. Простите дейности, като графиране на ходенето на ученика или използване на стрелки, правят тези понятия ясни.
Интересните дейности включват създаване на графики на изместване и време, планиране на експерименти с скорост и използване на сторибордове за движение. Тези практични уроци помагат на учениците да визуализират и разберат ключовите понятия в кинематиката.
На графика на изместване и време наклонът показва скорост и посока. Хоризонталната линия означава липса на движение, а извивката — ускорение. Анализирането на графиката учи учениците как обектите се движат във времето.
За изчисляване на средната скорост разделете цялото изминато разстояние на времето (скорост = d ÷ t). Използвайте SI единици като метри в секунду или ежедневни като мили в час, за да са уроците разбираеми за учениците.