شرح منهج ثاني ثانوي

Admin المساهمات : 9 تاريخ التسجيل : 16/03/2015

[size=24]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 :

أنظر الموضوع التالي : خطأ التجربة الاستهلالية في فصل الحركة الدورانية !

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 .

https://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

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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 :

https://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 .

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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

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

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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 .

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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

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

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 :[/size]

Admin المساهمات : 9 تاريخ التسجيل : 16/03/2015

1-2 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 :

https://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 :

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش
( 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 :

https://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 .

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

الحصة الخامسة :

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

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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 .

أضغط هنا لمشاهدة الفلاش

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