كيف تشرح المنهج الجديد ثاني ثانوي ؟ ( المُرشد الدراسي ، صور ، فيديو ، فلاشات )

[امل المستقبل]

كيف تشرح المنهج الجديد ثاني ثانوي ؟ ( المُرشد الدراسي ، صور ، فيديو ، فلاشات )

عمل رائع ومميز جداً لتدريس الفيزياء للصف الثاني ثانوي
للأستاذالقدير والخبير ناصر اللحياني




وصف الحركة الدورانية Describing Rotational Motion

( يحتاج إلى 3 حصص )

الحصة الأولى :
يبدأ المعلم مُستعينا بالله ثم يُرحب بطلابه ويُهنئهم بالعيد والعام الدراسي الجديد ويحثهم على الاجتهاد والانضباط ، ثم يُقسم طلابه إلى مجموعات لتنفيذ التجربة الاستهلالية .

نشاط 1 : تنفيذ التجربة الاستهلالية :
التجربة سهلة وأدواتها متوفرة : لوح ، علبتي مرطبات إحداها فارغة والأخرى مُصمتة - فيها سائل أو رمل مثلا - ، كرة ، مسطرة .
وإن توفر لديك جسمين لهما نفس الكتلة والحجم مثل القرص والحلقة ( الموضحة في الصورة وفي تجربة الفيديو / المشهد الثاني ) ، فهذا أفضل ، لأن هذه التجربة تهدف إلى اكتشاف اختلاف تسارع الأجسام المتباينة في توزيع كتلها .

http://www.youtube.com/watch?v=RwBCP91Wv-w

من خلال الأدوات المتوفرة (علبتي مرطبات والكرة ) سيلاحظ الطالب وصول الكرة أولا ثم العلبة المصمتة ثم العلبة الفارغة .

وسيستنتج من خلال ما درسه في الصف الأول ثانوي أن السبب اختلاف تسارع الأجسام ، حيث أن تسارع الكرة أكبر ثم العلبة المصمتة ثم العلبة الفارغة ، وسبب اختلاف التسارع ليس اختلاف الكتل ( لأن تسارع الأجسام الساقطة لا يؤثر فيها الكتل ، ولذلك قلت أن الأفضل في التجربة إحضار جسمين لهما نفس الكتلة والحجم مثل القرص والحلقة ) ، ولكن سبب اختلاف التسارع – وهذا ما يحاول المعلم أن يوجه الطلاب لاستنتاجه – هو بُعد الكتلة عن محور الدوران ، فكلما أقتربت الكتلة من محور الدوران زاد تسارعها مثل العلبة المصمتة ( القرص ) وكلما ابتعدت الكتلة عن محور الدوران قلّ التسارع مثل العلبة الفارغة ( الحلقة ) .

توضيح :

محور الدوران : هو خط وهمي يعبر مركز الجسم ويدور الجسم حوله ، كما هو موضح في هذه الصور :

المقصود بـ " كلما أقتربت الكتلة من محور الدوران " أي كلما كانت كتلتها أقرب إلى المركز أو في المركز نفسه ، والصورة التالية توضح المُراد :

لاحظ أنّ الجسم الأول كتلته أبعد عن المركز ( محور الدوران ) بينما كتلة الجسم
الرابع تمر بالمركز .

إن لم تتوفر الأدوات فهذه محاكاة فلاشية للتجربة الاستهلالية ، يمكن ملاحظة تسارع الأجسام من خلال زمن تدحرجها

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318765038.swf

نشاط 2 : يعرض المعلم الصور التالية – سواء على البروجكتر أو في أوراق عمل – ويطلب منهم وصفها .

سيلاحظ الطالب أن جميعها ذات حركة دورانية ، وبهذا النشاط يستحضر الطالب في ذهنه مجموعة الحركات الدورانية التي تساعده في وصفها .

ثم يطرح المعلم هذا التساؤل : كيف نفرق بين هذه الحركات الدورانيّة ؟ بمعنى أيّ الحركات أسرع ؟ وبشكل عام كيف نقيس الحركات الدورانية ؟

يستقبل إجابات الطلاب بدون تصويبها ثم يطلب منهم تنفيذ النشاط التالي :

نشاط 3 : يعرض المعلم الصور التالية في ورقة عمل ويطلب منهم أنّ يفرقوا بينها ثم يستنتجوا تعريفا لكل منها :

degree

grad


Radian

سيلاحظ الطالب أن الصورة الأولى مُقسمة إلى 360 قسم ، أي أنّ وحدة degree تعادل 1/360 من الدورة الكاملة ( وللتقريب والتبسيط يستشهد المعلم بعقارب الساعة حيث أن الساعة تعادل 1/12 والدقيقة تعادل 1/60 ) ، وأما الصورة الثانية فهي مقسمة إلى 400 قسم ، أي أنّ وحدة grad تعادل 1/400 من الدورة الكاملة ، أما الصورة الثالثة فهي تحتاج إلى مقطع الفيديو التالي حتى تتضح للطلاب بشكل أكبر :

http://www.youtube.com/watch?v=GEKy6ImaUkA

سيلاحظ أن وحدة Radian الراديان هي زاوية تقابل قوس طوله يساوي نصف القطر .

ومن الصورة التالية يتضح لهم أن الدورة الكاملة تعادل (2π Radian ) أي أن وحدة Radian الراديان كذلك تعادل 1/2π من الدورة الكاملة .

نشاط 4 : عرض فلاشي لتعزيز وحدات قياس الحركات الدائريّة .

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318765101.swf

ما تبقى من الحصة يطرح المعلم تمارين ذهنية على وحدة الراديان من خلال الحركات الدائرية التي شاهدوها .

المصدر: منتديات مملكة المعلم

---

;dt javp hglki[ hg[]d] ehkd ehk,d ? ( hglEva] hg]vhsd K w,v td]d, tghahj

[امل المستقبل]

الحصة الثانية :

تابع : الدرس الأول : وصف الحركة الدورانية .

نشاط 5 : يقوم المعلم بتقسيم الطلاب إلى مجموعات ، ويُعطي كل مجموعة قرص CD وقلم وورقة A4 ، ويطلب من كل مجموعة أن ترسم خطا على القرص وخطا على الورقة ثم يديروا القرص كما هو موضح في الصورة التالية :

ويطلب منهم تقدير ما يلي مع استعانتهم بالكتاب ص 10 :
أولا – عدد الدورات التي قطعها القرص ( للتسهيل اطلب منهم أخذ العدد الصحيح من الدورات وطبعا ستختلف من مجموعة إلى أخرى بحسب القوة المؤثرة على القرص )
ثانيا – المسافة التي قطعها الخط المرسوم في القرص ( يُفترض أنّ يتوصل الطلاب إلى هذه المسافة بضرب محيط القرص في عدد اللفات ) .
ثالثا – الزاوية التي قطعها القرص بوحدات : Radian – degree – grad ( يُفترض أنّ يتوصل الطلاب إلى هذه الزوايا بضرب عدد أقسام الوحدة ب الدورة الواحدة في عدد اللفات ) .
رابعا – اقتراح تعبيرا للزاوية التي قطعها القرص ( الإزاحة الزاوية ) ، حيث أنها : هو التغيّر في الزاوية أثناء دوران الجسم .
خامسا – ما العلاقة بين المسافة الخطية والإزاحة الزاوية ؟ ( يكتب المعلم على السبورة المسافة الخطيّة والإزاحة الزاوية التي توصلت إليها إحدى المجموعات ، ونصف قطر CD ، ثم يطلب منهم أن يتوصلوا إلى العلاقة بينها وهي :d = r θ )
سادسا – ما سرعة دوران القرص ، مرة مستندا على المسافة التي قطعها الخط المرسوم في القرص و أخرى مستندا على الزاوية التي قطعها القرص ، وما الفرق بينهما . ( يُفترض أنّ يتوصل الطلاب إلى أنّ السرعة الأولى هي سرعة خطية والثانية هي سرعة زاوية ) ، حيث أن السرعة الزاوية هي التغيّر في الإزاحة الزاوية خلال وحدة الزمن ، ثم يطلب منهم أن يتوصلوا إلى العلاقة بين السرعة الخطيّة و السرعة الزاوية ، وهي v = r ω ) .

يمكن الاستعانة بهذا الفلاش للنشاط 5

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318765140.swf

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318765155.swf

نشاط 6 : يعرض المعلم على الطلاب المحاكاة الفلاشية التالية في حالتين ، الأولى : يضع التسارع الزاوي angular acceleration صفر وفي الحالة الثانية يضع قيمة التسارع الزاوي angular acceleration ولتكن 1 rad/s .

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318765185.swf

ويطلب منهم وصف الحالتين والتفرقة بينهما ، ليصل بهم أنّ الحالة الأولى تمثل حركة بسرعة زاوية منتظمة ، والحالة الثانية تمثل حركة بتسارع زاوي .

ثم يُراجع معهم فيما تبقى من الحصة مفاهيم الدرس الأول :
الإزاحة الزاوية – السرعة الزاوية المتجهة – التسارع الزاوي – الراديان ، حيث أن :

الإزاحة الزاوية θ : هو التغيّر في الزاوية أثناء دوران الجسم ، وعلاقته بالإزاحة الخطيّة :

d = r θ

السرعة الزاوية ω: هو التغيّر في الإزاحة الزاوية خلال وحدة الزمن الذي يتطلبه حدوث الدوران ، ويُعطى بالعلاقة :

ω = ∆ θ / ∆t

وعلاقته بالسرعة الخطيّة :

v = r ω

التسارع الزاوي : هو التغيّر في السرعة الزاوية خلال وحدة الزمن ، ويُعطى بالعلاقة :

α = ∆ ω / ∆t

وعلاقته بالتسارع الخطيّ :

a = r α

تحذير : خطأ فادح إن قام المعلم بكتابة هذه التعريفات والقوانين مباشرة على السبورة ، لأن هذا ليس تعليم بل تلقين .

الحصة الثالثة :

تابع : الدرس الأول : وصف الحركة الدورانية .

حل المسائل التدريبية ص 12 و 13 ، بحيث يُعطي لكل تدريب فترة زمنية ليحاول الطلاب الحل ، ثم يُصوب الحل على السبورة .

في الرابط التالي مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في الدرس الأول ، و المرشد الدراسي للدرس الأول :

أضغط هنا للتحميل

[امل المستقبل]

ديناميكا الحركة الدورانية Rotational Dynamics

( يحتاج إلى حصتين )

الحصة الرابعة :

نشاط 1 : يطلب من أحد طلابه الوقوف عند باب الفصل والتأثير على الباب بمجموعة من القوى في أماكن مختلفة كما هو موضح في الشكل التالي :

ثم يطلب منه اكتشاف اصغر قوة تحرك الباب ؟ ويطلب من الطلاب تعليل ذلك .
سيلاحظ الطالب أن القوة الثالثة هي أصغر قوة تسبب دوران الباب والسبب أنها ابعد نقطة عن محور الدوران ( مفصلات الباب ) وذات زاوية قائمة

لاحظت طلب بعض الأخوة توضيح تطبيق عزم الدوران عند فتح الباب ، ولم أجد أفضل من محاكاة ( Torque Exerted Opening a Door ) في إيصال الفكرة بالأبعاد الثلاث ، يمكنكم مشاهدتها من خلال الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=-JHiiADjNAg

وللتحكم في المحاكاة وتحميلها ، انظر الرابط التالي :

أضغط هنــــــــا لمشاهدة المحاكاة

ملاحظة : لن تتمكن من التحكم في المحاكاة إلا بعد تحميل البرنامج المشغل :

أضغط هنــــا لتحميل البرنامج المشغل للمحاكاة



نشاط 2 : يطلب المعلم من طلابه أكمال الجدول باستخدام المحاكاة التالية كما هو موضح :

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318764773.swf

( أضغط على السهم الأحمر واسحبه لتغير مقداره واتجاهه )

سيستنج الطلاب أن دوران الباب أو المفك يعتمد على طول ذراع القوة و زاوية القوة المؤثرة على محور الدوران .

نشاط 3 : يحاول المعلم تجهيز التجارب الأربعة ( الموضحة أدناه ) كتطبيق وتعزيز في نفس الوقت لما سبق ، وإنّ لم يتمكن من توفير أدواتها يعرضها عليهم في مقطع الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=cjlqyV0vpoA

وسيلاحظ الطلاب ما يلي :

في التجربة الأولى :

تأكيد عملي للنشاط الأول وهي أنّ القوة التي تكون عند أبعد نقطة عن محور الدوران ( مفصلات الباب ) وذات زاوية قائمة هي أصغر قوة تسبب دوران الباب .


وفي التجربة الثانية :

صعوبة تأثير القوة عندما تكون على محور الدوران


وفي التجربة الثالثة والرابعة : أثر ذراع القوة في الدوران.

نشاط 4 : يطلب المعلم من طلابه بناء على ما سبق تعريف العزم والعوامل المؤثرة عليه وقانونه .

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318764836.swf

الحصة الخامسة :

نشاط 5 : تجربة : يطلب المعلم من أحد طلابه تنفيذ التجربة ص 16 أمام زملائه :

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318764870.swf

وسيلاحظ الطلاب حالة الإتزان التي يتساوى فيها العزمين ، وبعد إضافة العملة سيختلف العزمين ، أطلب منهم التفكير في طريقة لإعادة حالة الأتزان ، ربما يتوصلون إلى أنّه يمكن ذلك عند تغير موضع نقطة الأتزان .، والمحاكاة التالية توضح ذلك .

نشاط 6 : يعرض المعلم المحاكاة التالية لتعزيز النشاط 5 ، وذلك بإدراج قيم مختلفة .

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318764927.swf

بعد ذلك يبدأ حل المسائل التدريبية ص 16 و 18 ، بحيث يُعطي لكل تدريب فترة زمنية ليحاول الطلاب الحل ، ثم يُصوب الحل على السبورة .

في الرابط التالي مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في الدرس الثاني ، و المرشد الدراسي للدرس الثاني

أضغط هنـــــا لتحميل المجلد

[امل المستقبل]

1-3 الاتزان Equilibrium

( يحتاج إلى حصتين )

الحصة السادسة :

نشاط 1 : يطلب من طلابه تحديد أيّ السيارتين تنقلب أولا ( الكبيرة أو الصغيرة ) ، قد لا يتفق الجميع على الإجابة الصحيحة وهي ( أنّ السيارة الكبيرة تنقلب أولا ) ،

ولكن في متوازييّ المستطيلات ربما تكون الصورة أوضح :

حيث أن متوازي المستطيلات B ينقلب أولا ( يُستحسن تنفيذ التجربة إن توفر لديك متوازي مستطيلات ) ، ثم يتسائل المعلم عن السبب ، ربما لا يتوصل الطلاب إلى الإجابة ، فيرسم دائرة في وسطها نقطة ويسأل عنّ أسم هذا النقطة فبالتأكيد سيقولون مركز الدائرة ، ثم يعرض عليهم هذه الصورة :

ويتسائل عنّ النقطة التي تقع في منتصف الجسم قد يجيب الطلاب بأنه ( المركز ) ، ثم يتسائل عنّ الخطّ المنقط أسفل المركز قد يجيب الطلاب أيضا بأنه ( مسقط المركز ) ، ثم يطلب منهم التركيز والملاحظة في الصورة التالية :

ماذا حدث لمسقط المركز في كل من الجسمين ( A و B ) قبيل انقلابهما ؟

سيلاحظ الطلاب أنّ مسقط المركز B وصل إلى حافة قاعدة الجسم B قبل أن يصل مسقط المركز A إلى حافة قاعدة الجسم A ، وبالتالي ينقلب B قبل A .

ويعزز هذا النشاط بالمحاكاة الفلاشية ومقطع الفيديو التاليين :

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318763558.swf

http://www.youtube.com/watch?v=j5kGkSp5i4s

نشاط 2 : يعرض المعلم في هذا النشاط مجموعة من الصور ، وإن استطاع تنفيذ إحداها فذلك أبلغ :

ويطلب تفسيرها لتعزيز مفهوم مركز الكتلة ، وتفسير أيّ منها هو ( لا يسقط الجسم طالما أنّ مسقط مركز ثقله لم يخرج عنّ حافة قاعدته ) .

http://www.youtube.com/watch?v=t0HtHV6D8CU

نشاط 3 : يعرض المعلم في هذا النشاط محاكاة لدوران مفتاح الشدّ ( مفك ) ، ويطلب منهم تفسير ما شاهدوه .

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318763816.swf

http://www.lahyan.net/vb/uploaded/806/1318763784.swf

يُستحسنّ أنّ ينفذ المعلم هذه التجربة برميّ مفتاح الشدّ ( أثقل مفك في السوق ) ليستقر في رأس أحد الطلبة المزعجين

سيلاحظ الطلاب أنّ كل أجزاء المفتاح ستدور حول نقطة واحدة تسلك مسارا على خط مستقيم كما لو أنها جسم نقطي ، ولتعزيز هذا النشاط يعرض المعلم الفيديو التالي :

http://www.youtube.com/watch?v=iIzQ5lz9Rgo

[امل المستقبل]

شاط 4 : يطلب المعلم من الطلاب استنادا على الأنشطة السابقة استنتاج أن مركز كتلة الجسم : هو نقطة على جسم تتحرك بالطريقة التي يتحرك بها الجسيم النقطي .


نشاط 5 : يُقسم المعلم طلابه إلى مجموعات ويُعطي كل مجموعة قطعة من الفلين بهذا الشكل :

ويطلب منهم تعليق الفلين عند إحدى الحلقتين وبعد اتزانها يرسم خطا رأسيا من نقطة التعليق ثم تعليق الفلين عند الحلقة الثانية وبعد اتزانها يرسم خطا من نقطة التعليق ، ثم يحاولون رفع الفلين أفقيا عند نقطة تقاطع الخطيّن باستخدام عصا صغيرة ، ويتسائل المعلم عن ملاحظتهم حول ذلك ؟

إنّ لم تتوفر قطع الفلين يعرض المعلم هذا الفيديو :

http://www.youtube.com/watch?v=ZcOOCmyRt-E

أو هذه المحاكاة :

http://ksa.obeikaneducation.com/book..._0103_LA01.swf

نشاط 6 : يُقسم المعلم طلابه إلى مجموعات لتنفيذ تجربة التدوير والاستقرار ، التي يحتاجون فيها إلى : قلم رصاص بممحاة - وقرصين من الفلين أو الكرتون ذي نصف قطر 10cm و 15cm .
قبل بدء تأكد منّ أنّ حواف قلم الرصاص غير حادّة ( بل مدبدبة ) ويمكن ذلك من خلال مسح حواف الممحاة في ورقة .
1 - قمّ بتدوير قلم الرصاص على الممحاة ، ستلاحظ أنّها ستدور أنها لاتكاد تدور ، والسبب لأن مركز كتلة قلم الرصاص يخرج عنّ قاعدته فلا يكاد يدور ( انظر الرسمة / الطرف الأيسر ) :

2 - قم بغرز قلم الرصاص في القرص الكرتوني الأول ذا نصف القطر 10 cm ( انظر الرسمة / الطرف الأيمن ) ستلاحظ أنها ستدور قليلا ثم تسقط ، والسبب أنّ القرص الكرتوني يُكبّر قاعدة قلم الرصاص فلا يخرج مركز كتلة عن القاعدة إلا بعد دورانه فترة زمنية قصيرة .

3- قم بغرز قلم الرصاص في القرص الكرتوني الأول ذا نصف القطر 15 cm ستلاحظ أنها ستدور لمدة أطول من الخطوة الثانية ، والسبب أنّ القرص الكرتوني صار أكبر قاعدة قلم الرصاص فلا يخرج مركز كتلة عن القاعدة إلا بعد دورانه فترة زمنية أطول .


الأسئلة : ما تبقى من الحصة يطلب المعلم من طلابه حلّ الأسئلة التالية [ مع الاستعانة بالكتاب Page 20 & 21 ] :

أين يقع مركز الكتلة بالنسبة للإنسان

علل : عندما يركب شخص ما حافلة فإنه يفتح رجليه
علل : تنقلب بعض السيّارات ؟

علل : في لعبة الجودو وألعاب الدفاع عن النفس يستخدم اللاعب العزم لتدوير الخصم .

سؤال : متى يكون الجسم مستقرا .


الحصة السابعة :

نشاط 7 : يطلب المعلم من أحد الطلاب أنّ يحاول أمام زملائه تثبيت ( فرشاة التنظيف ) على إحدى أصابعه ، ويتسائل ماذا يلاحظون ، سيلاحظون أنّ زميلهم وضع إصبعه بالقرب من احد طرفي الفرشاة حتى يمنعها من الدوران أيّ أنّها ستكون في حالة اتزان دوراني .

نشاط 8 : يطلب المعلم من الطلاب أنّ يحددوا شرطيّ الاتزان من خلال النشاط السابق [ وبالاستعانة بالكتاب Page 22 ] :

ثم يحل المسائل التدريبية ص 25 ، بحيث يُعطي لكل تدريب فترة زمنية ليحاول الطلاب الحل ، ثم يُصوب الحل على السبورة .


في الرابط التالي مجلد يحتوي على جميع الصور والفلاشات والفيديو المدرجة في الدرس الثاني ، و المرشد الدراسي للدرس الثاني :

أضغط هنـــــا للتحميل

[امل المستقبل]

الحصة الثـامنة : مسائل وتدريبات على الفصل الأول

الحصة التاسعة : مسائل وتدريبات على الفصل الأول

الحصة العاشرة : مُختبر الفيزياء

الحصة الـــ 11 : تجربة دليل التجارب


===================

تجربة مختبر الفيزياء : الاتزان الانتقالي والاتزان الدوراني

الهدف من التجربة :
إثبات أنّ السقالة في حالة اتزان انتقالي واتزان دوراني ( أي بمعنى أنها لا تتحرك ولا تدور ) .

الأدوات :
حاملان ، ملزمتان ، ميزانان ، كتلتان ، مسطرة .

الخطوات :

1 - ضع الحامل الأول على مسافة 80.0cm من الحامل الآخر .

2 - ثبّت كلتا الملزمتين على الحاملين .

3 - تأكد أن تدريج الميزانين النابضين صفر قبل استخدامهما

4 - علق كلا الميزانين بالملزمة المثبتة على الحامل

5 - ثبّت المسطرة المتريّة على النابضين بحيث يكون النابض الأيسر عند العلامة 10cm من المسطرة والنابض الأيمن عند 90cm

6 - سجل قراءة الميزان الأيمن والميزان الأيسر في الجدول التالي :

طبعا سيكون مجموع قراءتي الميزانين الأيمن والأيسر مساويا لوزن المسطرة ، فلو كان مثلا كتلة المسطرة 82g ، فإن وزنها ( w = 0.082 × 9.81 = 0.8 N ) وبالتالي ستكون قراءة الميزان الأيمن 0.4N و قراءة الميزان الأيسر 0.4N .
توضيح : يقع مركز كتلة المسطرة في منتصفها أي عند العلامة 50cm وهذه النقطة تبعد 40cm أي 0.4m عن الميزان الأيسر الذي سنعتبره نقطة الدوران المحورية .