حل درس القوى في بعد واحد فيزياء صف 9 متقدم

حل درس القوى في بعد واحد فيزياء 9 متقدم : نقدم اليكم في هذا الملف حلا شاملا ودقيقا للدرس بكل ما تضمن من أسئلة وتدريبات ، من منهج الفيزياء الصف 9 المتقدم

1 التقديم 

نشاط محفز 

القوى اطلب من الطلاب وضع جسم صغير مسطح نسبيا على مكاتبهم، مثل عملة أو مشبك ورق. واطلب منهم استخدام طرق مختلفة لتحريك الجسم عبر سطح المكتب دون رفع الجسم من فوق المكتب. بعد أن بفعل الطلاب هذا لمدة دقيقة واحدة، أطلب منهم وصف کیف تمكنوا من تحريك الجسم. يندرج كل ما فعلوه أسفل فئتين: الدفع والسحب. فإحدى طرق وصف القوة هي وصفها كقوة دفع أو قوة سحب. 

الربط بالمعرفة السابقة 

القوى والتسارع تعلم الطلاب كيفية وصف حركة ذات تسارع ثابت باستخدام علم الكينماتیکا. تتناول هذه الوحدة مقدمة عن القوة، التي تعد سبب التسارع. نجيب هذه الوحدة عن سؤال لماذا تتسارع الأجسام.

2 التدريس 

القوة

تحديد المفاهيم الخاطئة 

القوة والتسارع يخلط الكثير من الطلاب بين مفاهيم القوة والسرعة المتجهة والتسارع. عرف القوة بأنها دفع أو سحب بسبب تغيرا في الحركة. تسبب القوة المحصلة التسارع، وهو تغير في السرعة المتجهة. عندما بغير جسم اتجاهه أثناء الحركة أو بسرع أو يبطئ أو يتوقف، فإنه يفعل ذلك بسبب تأثير قوة غير متوازنة عليه. وضح للطلاب أن التغير في السرعة المتجهة قد يكون نانجا عن تغير في سرعة الجسم أو اتجاهه أو كليهما. ومع ذلك، وضح أيضا أنه قد يكون للجسم سرعة متجهة دون وجود قوة تؤثر فيه، كما في حالة سفينة الفضاء التي تنتقل في خط مستقيم عبر الفضاء السحيق. اسألهم هل لها سرعة متجهة، نعم هل هناك أي قوة لا تزال تؤثر فيها؟ لا هل من المحتمل في هذه الحالة أن تقوم السفينة الفضائية بالتسارع؟ لا ما لم توجد قوة تؤثر فيها وضح أنه طالما وجدت قوة غير متزنة نؤثر في جسم ما، فيستمر هذا الجسم في التسارع. ومع ذلك، عندما تتوقف القوة عن التأثير في جسم ما، يستمر هذا الجسم في التحرك بسرعة منجهة ثابتة كما في حالة سفينة الفضاء. 

استخدم الشكل 2 

تحديد القوى في كل شكل من الصور، اطلب من الطلاب تحديد المسببات والاتجاهات لجميع القوی المؤثرة في النظام. الشكل الأيسر – تتضمن المسببات الطاولة التي تضغط على الكتاب إلى أعلى ويدك التي تضغط على الكتاب جهة اليمين وكتلة الأرض (الجاذبية) التي تسحب الكتاب إلى أسفل. الشكل الأوسط – تتضمن المسببات الخيط الذي يسحب الكتاب إلى أعلى وكتلة الأرض التي تسحب الكتاب إلى أسفل. الشكل الأيمن – المسبب الوحيد هو كتلة الأرض التي تسحب الكتاب إلى أسفل (مع جاهل مقاومة الهواء). وضح أن القونين متساويتان في المقدار ومتضادتان في الاتجاه في الشكل الأوسط فقط، ومن ثم، تساوي القوة المحصلة صفرا، ولا يوجد تغير في السرعة المتجهة

التعليم المتمایز

الطلاب دون المستوى ساعد الطلاب على تصميم نماذج فيزيائية للقوى المؤثرة في جسم ما. واطلب من كل منهم أن يرسم رسم الجسم الحر الكتاب موضوع على طاولة. ذكر الطلاب أن النقطة في رسم الجسم الحر تمثل الجسم. قبل أن يرسم الطلاب رسومات الجسم الحر، اطلب منهم تعريف النظام وأين يتلامس النظام بالمحيط الخارجي. الكتاب هو النظام ويتلامس بالحيط الخارجي على سطح الطاولة. واطلب منهم أن يخبروك بالقوة الأخرى المؤثرة في الكتاب. الجاذبية أو كتلة كوكب الأرض في الكتاب ذكرهم أن كل سهم يمثل اتجاه القوة 

تطوير المفاهيم 

عرض توضيحي للقوة والسرعة المتجهة لإثبات عكس فكرة أن القوة تسبب سرعة متجهة، وليس تغيرا في السرعة المتجهة، دحرج كرة أو ادفع عربة عبر طاولة. وأثناء حركة الجسم، ادفعه في اتجاه ما بحيث تتغير سرعته بوضوح. اطلب من الطلاب تعريف هذا على أنه تسارع. اسألهم إذا كانوا لاحظوا أي علاقة بين اتجاه القوة التي أثرت بها واتجاه التسارع الناتج القوة والتسارع في الاتجاه نفسه. 

من معلم إلى معلم 

الأجسام الساقطة لشرح قوى المجال وكيف تسقط جميع الأجسام – في و غیاب مقاومة الهواء – بالمعدل نفسه، اطلب من أحد الطلاب حمل كتاب بموازاة الأرض، بينما يحمل طالب آخر ريشة على المسافة نفسها فوق الأرض، وعند سماع الأمر، يسقطون الجسمين في الوقت نفسه. اطلب من الطلاب ملاحظة كيف تسقط الريشة ببطء أكثر، وبهذا يكون الوضع مناسبا لمناقشة مقاومة الهواء كرر التمرين مع وضع الريشة فوق الكتاب. يسقط الكتاب والريشة بالمعدل نفسه لأن الكتاب يلغي مقاومة الهواء.  

تطوير المفاهيم 

القوى اطلب من الطلاب مقارنة القوى المؤثرة في جسم واحد. اطلب منهم التفكير في دلو معلق في الهواء بحبل يمر على بكرة. اطلب منهم مقارنة القوى المؤثرة في الدلو. قوة الجاذبية تساوى قوة الحبل ولكنهما متضادتان. والآن أخبرهم أن الدلو يبدأ في السقوط ويسحب الحبل خلال البكرة، مرة أخرى، أطلب منهم مقارنة القوتين. نظرا لأن الدلو بتسارع نحو الأسفل، يجب أن تكون قوة الجاذبية التي تؤثر فيه إلى أسفل أكبر من قوة الحبل التي تؤثر فيه إلى أعلى

المتجهات بالنسبة إلى الكثير من الطلاب، قد يكون مفهوم متجه السرعة محيرا، اشرح لهم أن المتجهات تمثل کمبات فيزيائية مهمة. ووضح أن المتجهات لها مقدار واتجاه، على سبيل المثال، يمكن التفكير في “km 10 في اتجاه الشمال الغربي” على أنه متجه. فالمقدار km 10 – والاتجاه نحو الشمال الغربي. وتعد السرعة المتجهة للرياح مثالا آخر على المتجهات. أسأل الطلاب، إذا كانت الرياح تهب بسرعة km / h 8 في اتجاه الشرق، فما مقدارها واتجاهها؟ km/ h 8

خلفية عن المحتوى 

الأجسام الساقطة تثبت فيزياء نيوتن أن السرعة المتجهة للأجسام الساقطة لا تتأثر بالحجم ولا بالكتلة. وهذا ينطبق فقط على الأجسام الساقطة في الفراغ حيث هناك قوة واحدة فقط تؤثر في الجسم وهي الجاذبية. ولاعب القفز الحر الذي يسقط خلال الهواء يتأثر أيضا بمقاومة الهواء والتي تسمى القوة المعيقة. سيتعلم الطلاب المزيد حول القوة المعيقة والسرعة الحدية في نهاية هذه الوحدة.

التفكير الناقد 

القوى اطلب من الطلاب التفكير في عربة تتحرك على طول طريق بسرعة متجهة ثابتة، نظرا لأن السرعة المتجهة لا نتغير، اسأل الطلاب، هل هذا يعني أنه لا توجد قوی مؤثرة في العربة؟ لا الأرض والطريق كلاهما يبذل فوة على العربية، اسأل الطلاب، لماذا لا يوجد تغير في السرعة المتجهة إذا كانت مسببات معينة تبذل قوي على العربة؟ بفرض عدم وجود مقاومة الهواء، فإن القوة الخصلة على العربية تساوي صفرا. 

خلفية عن المحتوى 

الفكرة الرئيسة المجموع المتجه لجميع القوى التي تؤثر في جسم ما هو القوة المحصلة. إذا كانت القوة المحصلة التي تؤثر في جسم ما تساوي صفرا، فإن الجسم لن يتسارع. على سبيل المثال، إذا تم دفع متزلج ينزلق ببطء على الجليد من الخلف، فسوف يتسارع ويتحرك أسرع بسبب القوة غير المتوازنة الناتجة عن الدفع. بعد الدفع، ينزلق بسرعة ثابتة نسبيا نظرا لأن القوة المحصلة تقترب من الصفر