Методическая разработка "Физические вычисления с использованием единиц измерения в программе MathCad"

Тема: Физические вычисления с использованием единиц измерения в программе MathCad

Цель: учить производить вычисления с использованием реальных размерных физических величин, а также производить преобразования из одной системы измерения в другую.

Оборудование: компьютеры, карточки с заданиями.

1. Актуализация знаний

- Мы начали изучать программу MathCad и работать в ней. Для решения каких задач предназначена эта программа?

- С какими видами объектов работает программа МС?

- Что считается текстом?

- Приступая к вычислениям по формулам, содержащим буквенные обозначения, что предварительно необходимо сделать?

- С помощью какого оператора задаются значения переменных в МС?

- Какой оператор используется для вычисления выражений?

- Какой оператор используется для обозначения логического равенства?

- Какая еще программа MS Office предоставляет пользователю автоматизированные средства расчета?

- В чем сходство этих программ?

- В чем их различие?

- Одним из отличий будет является и то, что в МС при проведении расчетов с использованием реальных физических величин учитывается их размерность.

2. Сообщение темы урока

- Сегодня на уроке мы узнаем как в программе МС производятся Физические вычисления с использованием единиц измерения.

3. Работа над темой

- Чтобы расчет при решении физических задач был корректен все данные должны быть переведены в одну систему измерения. Какую?

- Здесь скрывается характерный источник ошибок при расчетах вручную. В программе МС единицы измерения в любой системе присоединяются к значению величины с помощью знака умножения. Данные автоматически преобразуются в одну и туже систему единиц (по умолчанию это СИ) и обрабатываются в этом виде. Результат выдается вместе с полученной единицей измерения.

Например, если захотим посчитать, какое расстояние пройдет человек со скоростью 4 км/ч за 5 лет, то вычисления, а соответственно и результат программа МС сделает переведя скорость в м/с, а время в секунды.

Откройте программу МС. Единицу измерения к измеряемой величине присоединяют через знак умножения. Это можно сделать, набрав соответствующие символы с клавиатуры, используя латинский алфавит, или командой Вставка-Модуль. В открывшемся диалоговом окне вы видите вверху – название величины, внизу – единицу измерения и ее обозначение в скобках. В правом верхнем углу указана система измерения. Если она не задана специально, то это СИ.

Чтобы проиллюстрировать принцип работы в программе МС с физическими величинами, рассчитаем сопротивление и мощность мобильного телефона в процессе его зарядки.

Это задача № 1 на карточках. Указанные значения тока и напряжения – это выходные характеристики зарядного устройства телефона.

Два студента у доски запишут:

- слева – физическое решение задачи,

- справа – последовательность записей, которые нужно выполнить для решения этой задачи в МС.

Решаем задачу в МС на компьютерах.

- Какой ответ получили?

- В каких единицах?

Практически ежедневно занимаясь в компьютерном классе, не задумываемся сколько же электроэнергии, а соответственно и денежных средств, при этом расходуется.

Поэтому рассчитаем стоимость электроэнергии, потребляемой данным компьютерным классом при его максимальной загрузке – с 8.00 и до 19.00, если блок питания в среднем потребляет 350 Вт, а 1 кВтч с НДС стоит 2,183 рубля.

Это задача № 2 на карточках.

При ее решении вам придется переводить Дж в кВтч или вычислять стоимость 1 Дж, для того чтобы определить затрачиваемые средства. Вспомним, сколько Дж в 1 кВтч?

В тетрадях проводим анализ задачи и выполняем ее решение на компьютерах.

4. Подведение итогов

- С выполнением какой операции в программе МС мы сегодня познакомились?

- Каковы особенности физических вычислений в программе МС с использованием единиц измерения?

5. Домашнее задание

Рассчитать фактическую стоимость 1 страницы, напечатанной на лазерном принтере. Учесть стоимость бумаги, картриджа и затраты электроэнергии.

Дополнительное задание

Рассчитать стоимость электроэнергии для задачи № 1.

Приложение

№1

Рассчитать сопротивление и мощность мобильного телефона в процессе его зарядки, если время зарядки 2 часа, потребляемый ток 0,45 А, напряжение 4,9 В.

№2

Рассчитать стоимость электроэнергии, потребляемой данным компьютерным классом при его максимальной нагрузке – с 8.00 и до 19.00, если блок питании в среднем потребляет 350 Вт, а 1 кВтч с НДС стоит 2,183 рубля.

ЛИТЕРАТУРА

1. Информатика: Базовый курс/ С.В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2002

2. Могилев А.В. Информатика: учебное пособие для студ. Пед. Вузов. – М., 2003

3. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики. - М., 2001 г.

4. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М., 2003 г.

5. Основы современных компьютерных технологий. Учебное пособие. / Под. ред. Хоменко А.Д. – СПб., 1998 г.

6. // Информатика и образование.