Применение компьютерной лаборатории L-микро на уроке физики Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 30 города Белово» Учитель физики Попова Ирина Александровна Белово 2010 г.

ЦЕЛЬ: ОЗНАКОМЛЕНИЕ УЧИТЕЛЕЙ НА КОНКРЕТНЫХ ПРИМЕРАХ С ОСОБЕННОСТЯМИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО БЛОКА И ПРОВЕДЕНИЕ ТРЕНИНГА С НОВЫМ КОМПЛЕКТОМ ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ОДНОЙ ИЗ РАБОТ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА. Задачи: 1. Ознакомить слушателей с компьютерной лабораторией L-микро; 2. Продемонстрировать некоторые эксперименты с использованием компьютерного измерительного блока; 3. Провести лабораторную работу с одним из комплектов лаборатории L-микро.

Компьютерная лаборатория L-микро Оборудование серии L-микро® представляет собой единую экспериментальную среду, объединяющую демонстрационное оборудование и наборы для лабораторных работ и практикума. Его ядром является персональный компьютер с измерительным блоком. Для проведения измерений служат датчики физических величин, которые подключаются к измерительному блоку.

Компьютерный измерительный блок Компьютерный измерительный блок используется для подключения к компьютеру датчиков и измерительных устройств, используемых в учебном демонстрационном эксперименте и работах практикума Блок комплектуется кабелем для подключения к компьютеру, переходным разъемом, CD-ROM с программным обеспечением.

Подключение Входы 1 и 2 измерительного блока служат для подключения датчиков (к каждому входу может подключаться до 2 датчиков). Вход 3 предназначен для подключения удлинительного кабеля (к которому также могут быть подключены один или два датчика) и управления внешним устройством (электромагнитом). Параметры внешнего устройства: Потребляемый ток - не более 0,45 А Напряжение питания - не более 12В Блок подключается к USB порту персонального компьютера.

Минимальные системные требования к компьютеру: Windows 95/98/ME/NT4/2000/XP, Pentium II 400 Мгц или аналогичный, 64 Мбайт ОЗУ, CD-ROM, mouse, 30 Мбайт свободного места на жестком диске

Принцип действия Компьютерный измерительный блок L-микро преобразует сигнал, поступающий от датчиков, в цифровой код, который далее обрабатывается в компьютере. Измерительный блок выполнен на базе 12-ти разрядного 4-х канального аналого- цифрового преобразователя. Компьютерный измерительный блок Компьютерный измерительный блок подключается к компьютеру с помощью прилагаемого кабеля. При подключении кабеля к компьютеру может быть использован переходник с 9-ти на 25-и контактный разъем. После включения питания компьютера и измерительного блока программное обеспечение самостоятельно производит настройку аппаратуры. Компьютерный измерительный блок

Технические характеристики: - 2 канала регистрации данных (подключение до 2 датчиков одновременно) - канал управления внешним устройством (например, электромагнитом) - диапазон измеряемых напряжений – от -10 В до +10 В - точность измерения напряжения - 5 мВ - Максимальная частота оцифровки сигнала, к Гц 40 - Входное сопротивление, к Ом 100

Меры безопасности При работе с компьютерный измерительный блоком необходимо выполнять общие правила работы с электрическими установками и требования безопасности. К работе с компьютерным измерительный блоком допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия и мерами безопасности в соответствии с требованиями, приведенными в настоящем разделе. Не допускать механических воздействий на корпус компьютерного измерительного блока. Не допускать попадание жидкости в корпус и разъемы компьютерного измерительного блока. Запрещается вскрывать компьютерный измерительный блок, а также подвергать его ударным и силовым нагрузкам.

Компьютерный измерительный блок необходим для работы со следующим оборудованием: Датчик давления Датчик угла поворота Датчик числа оборотов Приставка "Осциллограф" к измерительному блоку Набор демонстрационный «Механика» Набор демонстрационный «Механика» Набор демонстрационный «Вращательное движение» Набор демонстрационный «Вращательное движение» Набор демонстрационный «Тепловые явления» Набор демонстрационный «Тепловые явления» Набор демонстрационный «Газовые законы и свойства насыщенных паров» Набор демонстрационный «Газовые законы и свойства насыщенных паров» Датчик ионизирующего излучения Датчик магнитного поля Датчик звука

Установка программы «L – микро» 1. установить на компьютер CD с программным обеспечением и видеофрагментами, демонстрирующими работу оборудования L- микро; 2. просмотреть несколько фрагментов с диска; 3. подсоединить измерительный блок; 4. присоединить датчик времени; 5. проверить работу датчика времени; 6. закрыть программу и зайти через меню «Пуск» > «Все программы» > «L – микро» - > «L – микро»; 7. включить функцию «Поиск измерительной системы»

Набор демонстрационный "Механика"

Описание Набор демонстрационный «Механика» обеспечивает проведение демонстрационных экспериментов по следующим тематикам: 1. изучение кинематики и динамики поступательного движения; 2. сила трения; 3. закон сохранения движения; 4. механические колебания.

Демонстрации 1. Равномерное движение 2. Перемещение при равномерном движении 3. Неравномерное движение. Понятие средней скорости. 4. Определение мгновенной скорости 5. Определение ускорения при равноускоренном движении 6. Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении 7.Путь, пройденный телом при равноускоренном движении (вариант 1) 8. Путь пройденный телом при равноускоренном движении (вариант 2) 9. Определение ускорения свободного падения (вариант 1) 10. Определение ускорения свободного падения (вариант 2) 11. Проявление инерции 12. Зависимость ускорения от величины силы и массы 13. Движение системы тел в поле силы тяжести 14. Движение тела по наклонной плоскости без трения 15. Движение тела по наклонной плоскости с трением 16. Закон сохранения импульса 17. Упругий удар 18. Сохранение механической энергии в поле силы тяжести 19. Измерение периода колебаний маятника 20. Измерение интервалов времени

Комплектация 1. Скамья для изучения механического движения 2. Тележки на магнитной подвеске – 2 шт. 3. Ограничитель 4. Брусок для изучения движения с трением 5. Оптоэлектрические датчики – 2 шт. 6. Транспортир с отвесом 7. Блок 8. Грузы наборные – 2 шт. 9. Стальные шарики – 3 шт. 10. Пусковое устройство 11. Маятник 12. Кабель соединительный (5 м)

Элементы набора устанавливаются на вертикальной доске с металлической основой.

Для работы необходимы: Блок питания 24 В регулируемый Компьютерный измерительный блок Набор обеспечен рекомендациями по использованию.

Преимущества компьютерной измерительной системы высокая повторяемость результатов опыта, возможность оперативной обработки результатов, проведение большего количества демонстрационных опытов за время урока.

Задание Интерет-олимпиады 2010 для 10 класса. Измерьте среднюю и мгновенную скорость тележки (12 баллов) По наклонному рельсу из точки с координатой х=0 из состояния покоя начинает равноускоренно двигаться тележка. Определите время движения тележки до её удара о стенку, а также её среднюю и конечную скорость на отрезке от x=0 до x=0.5 м Время определите с точностью до тысячных, а остальные величины до сотых, и отошлите результаты на сервер. В промежуточных вычислениях сохраняйте не менее 4 значащих цифр. Оптические датчики срабатывают при пересечении светового луча датчика флажком тележки. Положение ворот с оптическими датчиками можно изменять при помощи мыши или задавая значения их координат х 1 и х 2 при помощи клавиатуры. Внимание: задание можно выполнять только из проигрывателя BARSIC. В калькуляторе можно использовать сложение, вычитание, умножение *, деление /, функции sqrt(x) - квадратный корень из x, а также sin(x), cos(x), tg(x), arcsin(x), arccos(x), arctg(x) и т.д., а также выражения любой сложности с использованием этих операций (не забывайте заключать части выражений в круглые скобки и ставить символ умножения).

Модель

Набор для демонстрации вращательного движения 1. Возникновение цетгростремительной силы 2. Центростремительная сила 3. Равновесие системы вращающихся тел 4. Моделирование опыта Штерна 5. Модель маятника Фуко 6. Вращение жидкости 7. Вынужденные механические колебания и резонанс § 5. Принцип относительности» 5.7*. Какую форму имеет поверхность жидкости во вращающемся цилиндрическом сосуде?

Набор демонстрационный "Газовые законы" Набор демонстрационный «Газовые законы и свойства насыщенных паров» предназначен для демонстрации основных закономерностей, изучаемых по теме «Молекулярная физика» курса физики базового и профильного уровней полной средней школы, знакомства учащихся с такими понятиями, как изопроцессы в идеальном газе, работа газа, циклический процесс, насыщенный пар.

Замечание: 1. стеклянный сосуд для горячей воды не поставляется вместе с прибором, подобрать подходящую емкость довольно сложно; 2. демонстрация изобарного и изохорного процессов занимает намного больше времени, т.к. требуется достаточно заметное изменение температуры. Демонстрация изобарного и изохорного процессов менее удобна по следующим причинам:

0 V, м 3 Р, Па 1 2 V1V1 р 2 р 2 р 1 р 1 3 V2V2 4 р 3 р 3 р 4 р 4

T, К V, м 3 T, К р, Па р 3 р 3 р 2 р 2 Т1,2Т1, Т3,4Т3,4 Т 1,2 V 2,3 Т 3,4 2 3 р 1 р 1 1 р 4 р 4 4 р, Па V, м 3 0 Т1,2Т1,2 Т3,4Т3,4 р 1 р 1 р 4 р 4 р 2 р 2 р 3 р

Лабораторные наборы 1. Механика 2. Электричество 3.Оптика

Лабораторный набор "Механика"

Состав набора 1. Направляющая рейка 2. Каретка 3. Секундомер с двумя датчиками 4. Стойка штатива 5. Основание штатива 6. Муфта с двумя винтами 7. Перекладина 8. Рычаг с осью и двумя балансирами 9. Блок неподвижный 10. Блок подвижный 11. Коврик пластиковый 12. Груз 13. Шарик стальной 14. Крючок для подвески груза к рычагу 15. Подставка 16. Перемычка для секундомера

Датчик секундомера При прохождении каретки мимо первого датчика происходит пуск секундомера, мимо второго - остановка. На датчиках нанесены метки, служащие для определения координат мест их установки на направляющей рейке.

ЭЛЕКТРОННЫЙ СЕКУНДОМЕР Секундомер позволяет: измерять промежутки времени длительностью от 0,01 с до 100 с; измерять время прохождения телом отдельных участков траектории с точностью 0,01 с; Режим работы: ручной / автоматический

Перечень лабораторных работ 1. Градуирование пружины и измерение сил динамометром; 2. Измерение силы трения скольжения и сравнение её с весом тела; 3. Исследование влияния площади трущихся поверхностей на силу трения; 4. Выяснение условия равновесия рычага; 5. Изучение устройства и действия неподвижного блока; 6. Изучение устройства и действия подвижного блока; 7. Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости; 8. Изучение "золотого правила" механики. Сравните значения работ A 1 и А 2 и сделайте вывод, даёт ли такой механизм как рычаг выигрыш в работе; 9. Измерение скорости неравномерного движения; 10. Исследование зависимости скорости равноускоренного движения от времени; 11. Измерение ускорения движения тела;

Перечень лабораторных работ 12. Исследование зависимости перемещения от времени при равноускоренном движении; 13. Проверка соотношения перемещений при равноускоренном движении; 14. Исследование движения тела пол действием нескольких сил; 15. Измерение жёсткости пружины; 16. Измерение коэффициента трения скольжения; 17. Изучение движения тела, брошенного горизонтально ; 18. Определение ускорение тела по величине действующей на него силы и массе тела; 19. Изучение равновесия тел под действием нескольких сил; 20. Изучение закона сохранения механической энергии; 21. Исследование зависимости периода колебаний маятника от длины подвеса; 22. Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника.

Измерение скорости неравномерного движения Сделайте выводы о качестве выполнения лабораторной работы с использованием нового оборудования; Напишите рекомендации учителю и ученикам для выполнения данной лабораторной работы.

Набор демонстрационный «Геометрическая оптика»

Наборы "Электричество 1, 2, 3"

Набор демонстрационный «Волновая оптика»

По вопросам обращайтесь - Персональный сайт учителя математики и физики Поповой И.А.

Литература 1.L-микро / Электронный ресурс/ 2. Волновая оптика. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 3. Вращательное движение. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 4. Газовые законы и свойства насыщенных паров. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 5. Геометрическая оптика. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 6. Использование компьютера на уроках физики сельской школы. /Электронный ресурс/ 7. Кабинет Физики. LAB – ПЛЮС. / Электронный ресурс / 8. Кабинет физики. Школьный мир. Оборудование для учебных кабинетов /Электронный ресурс/ 9.О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, Э.Е. Эвенчик, С.Я. Шамаш, А.А. Пинский, С.И. Кабардина, Ю.И. Дик, Г.Г. Никифоров, Н.И. Шефер «Физика. 10 класс», «Просвещение», 2007 г.; 10. Попова И.А. Задания и решения дистанционного тура Интернет-олимпиады 2010 г. для учащихся 7-х классов по физике. / Электронный ресурс / zip zip 11. Попова И.А. Задания и решения дистанционного тура Интернет-олимпиады 2010 г. для учащихся 8-х классов по физике. / Электронный ресурс / zip zip 12. Попова И.А. Задания и решения дистанционного тура Интернет-олимпиады 2010 г. для учащихся 9-х классов по физике. / Электронный ресурс / zip zip 13. Попова И.А. Задания и решения дистанционного тура Интернет-олимпиады 2010 г. для учащихся 10-х классов по физике. / Электронный ресурс / zip 14. Попова И.А. Изопроцессы. Решение задач. Разработка урока физики по учебнику Пинского (профильный уровень) с использованием компьютерного измерительного блока, построенном частично поисково-исследовательским методом. / Электронный ресурс / Попова И.А. Информационные технологии в дидактической системе учителя физики. Методическая разработка, содержащая мои наработки в области информационных технологий предметной области. / Электронный ресурс / Применение информационных технологий в преподавании физики. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»/электронный ресурс/ Состав кабинета Физики для средней общеобразовательной школы. / Электронный ресурс/ Тепловые явления. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 19. Электричество 1. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 20. Электричество 2. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро; 21. Электричество 3. Демонстрационный эксперимент в физике. Руководство по эксплуатации. Лаборатория L-микро;