LAVORO E CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA · PDF filemoto Lavoro/energia Leggi di conservazione Energia cinetica Energia elastica Energia poten.grav. Lavoro didattico della prof.ssa Anna

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LAVORO E CONSERVAZIONE DELLENERGIA MECCANICA COLLOCAZIONE La seguente unit didattica relativa al Lavoro si colloca in una terza classe di un liceo scientifico PNI allinterno di un percorso i cui contenuti possono essere sintetizzati nel seguente schema: grandezze fisiche e loro misura

SVILUPPO DEL MODULO Questo modulo, previsto per una classe 3 di un liceo scientifico, una proposta flessibile che pu adattarsi alle varie situazioni scolastiche. Il concetto di lavoro, il calcolo dellenergia potenziale elastica, il teorema dellenergia cinetica possono poi essere ripresi utilizzando gli strumenti dellAnalisi Matematica in una classe V di liceo. Il tempo previsto di 15 ore (compreso quello per prove di verifica oggettive) Nelle ore in cui si sviluppa il modulo sono previste ore di verifiche formative e altrettante sono previste per la correzione, i chiarimenti e la discussione di tali prove. Di tale modulo sono stati individuati i prerequisiti e gli obiettivi .

forza

statica

campo

gravitazionale

elettrostatico

dinamica

quantit di moto

cinematica

moto

Lavoro/energia

Leggi di conservazione

Energia cinetica

Energia elastica

Energia poten.grav.

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PREREQUISITI Conoscere le unit di misura e saper eseguire le equivalenze. Saper impostare un'equazione dimensionale. Rappresentare graficamente una funzione e descrivere l'andamento di un grafico. Individuare relazioni di proporzionalit tra le variabili di una funzione. Saper operare con i vettori. Conoscere il concetto di forza. Conoscere le leggi della dinamica. Conoscere le leggi che regolano la caduta di un grave.

OBIETTIVI SPECIFICI / RISULTATI ATTESI

CONOSCENZE Conoscere la definizione di lavoro. Conoscere la definizione di energia cinetica e di energia potenziale. Conoscere l'enunciato del teorema dell'energia cinetica. Conoscere la relazione tra lavoro ed energia potenziale. Conoscere il principio di conservazione dell'energia meccanica. Conoscere la definizione di potenza.

COMPETENZE Saper calcolare il lavoro compiuto da una forza. Saper dimostrare il teorema dell'energia cinetica in alcuni casi particolari. Saper calcolare l'energia potenziale gravitazionale ed elastica. Saper ricavare il principio di conservazione dell'energia meccanica. Saper applicare la definizione di potenza. Utilizzare formule e leggi nella risoluzione di semplici problemi.

CAPACITA' Saper scegliere gli strumenti idonei alla risoluzione di un problema. Saper individuare concetti unificanti e modelli, mettendo in relazione fenomeni diversi

ma concettualmente uguali (concetti di lavoro, energia). Cogliere i nodi concettuali dellunit didattica e le mutue relazioni tra la fisica e gli altri

aspetti del sapere: principi di conservazione (chimica, astronomia) Utilizzare ragionamenti di tipo induttivo e procedimenti di tipo ipotetico - deduttivo. Saper organizzare ed eseguire esperienze di laboratorio con successiva analisi e sintesi

critica dei risultati ottenuti.

ARTICOLAZIONE DELLUNITA DIDATTICA PARTE. 1: Concetto di lavoro

Tempi previsti per questa fase didattica

2 ore di lezione per la parte teorica 2 ore e 20 minuti dedicati alla risoluzione di problemi in classe

PARTE 2: Energia

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Tempi previsti per questa fase didattica

2 di lezione per la parte teorica 2 ore e 30 minuti dedicati alla risoluzione di problemi in classe

PARTE 3: Legge di conservazione dellenergia meccanica

Tempi previsti per questa fase didattica

1 ora e 30 minuti di lezione per la parte teorica 2 ore dedicati alla risoluzione di problemi in classe

PARTE 4: laboratorio Tempi previsti per questa fase didattica

1 ora e 30 minuti di lezione di laboratorio Tempi previsti per la verifica sommativa

60 minuti

Alla fine di ogni parte (esclusa naturalmente lultima) previsto di dare agli alunni delle schede di lavoro che verranno poi corrette, commentate ed approfondite in classe; saranno seguite da verifiche formative sia scritte che orali, al fine di accertare il livello di apprendimento raggiunto dagli allievi, contemplando sempre attivit di recupero in itinere.

METODOLOGIA SPECIFICA Introduzione dell'argomento mediante la presentazione di una situazione o la

formulazione di una domanda che determini il bisogno di conoscere Lezioni interattive con discussione guidate; Lezione frontale per la sistematizzazione concettuale e la formalizzazione matematica; verifica e valutazione recupero e approfondimento

Lattivit di laboratorio di informatica e di fisica viene utilizzata per determinare una situazione stimolo finalizzata allintroduzione di nuovi concetti o al consolidamento di quelli gi acquisiti

STRUMENTI Libro di testo, riviste e altri libri. Laboratorio di fisica e di informatica Utilizzo della lavagna e della lavagna luminosa schede di lavoro

VERIFICA E VALUTAZIONE Si prevedono verifiche formative in itinere, finalizzate a controllare il livello di acquisizione e a fornire elementi di: valutazione e regolazione della proposta didattica al docente di autovalutazione dell'adeguatezza del proprio impegno allo studente. Le prove di verifica saranno il pi possibile diversificate: - test a risposta chiusa per controllare le conoscenze specifiche; - risoluzione di problemi per verificare le competenze applicative;

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quesiti a risposta breve e stesura di brevi relazioni per verificare le capacit di concettualizzazione;

- prove orali per verificare le capacit di esprimersi, di definire, di collegare, di cogliere analogie e differenze.

Le competenze finali complessive verranno poi verificate mediante colloqui orali individuali e mediante una verifica scritta (verifica sommativa)

CRITERI DI VALUTAZIONE Per le verifiche orali si valuter la correttezza e la completezza dei contenuti, luso del linguaggio specifico, la sicurezza nellesposizione. Per i tests a risposta chiusa, si assegner un punteggio ad ogni quesito, si sommeranno i punteggi e si elaboreranno statisticamente i risultati con i metodi stabiliti dal Dipartimento. Per la correzione dei problemi, si terranno presenti i seguenti indicatori:

a) correttezza del procedimento risolutivo; b) grado di completezza della soluzione: c) correttezza nei calcoli d) chiarezza dellesposizione; e) originalit del procedimento risolutivo f) Si potr attribuire un peso ad ogni indicatore e considerare come punteggio globale la

media ponderata dei punteggi parziali che verranno assegnati ad ogni indicatore g) Per tutte le verifiche si fisser comunque una soglia di accettabilit che indicher il

raggiungimento degli obiettivi

RECUPERO Si attiveranno iniziative di recupero:

h) in itinere i) a fine modulo, in parallelo con lattivit di approfondimento. j) Le attivit di recupero saranno programmate, mediante esperienze di flessibilit

oraria(suddivisione di una o pi classi in gruppi di livello, relativa predisposizione di moduli di recupero) o altre modalit progettate allinterno del POF( corsi pomeridiani di sostegno e recupero, servizio di sportello didattico).

I corsi stessi saranno finalizzati non solo al recupero delle conoscenze, ma anche al recupero delle motivazioni, delle attese, dellimpegno e della riflessione personale, e allacquisizione consapevole dei processi mentali sul piano metacognitivo. possibile esplicitare con un procedimento a ritroso conoscenze e competenze, evidenziandole in una mappa concettuale. Lattivit di approfondimento pu consistere nella trattazione di temi specifici o nella risoluzione di problemi complessi (per esempio problemi proposti alle olimpiadi di fisica)

CONTENUTI Prima di iniziare a sviluppare i contenuti del modulo bene verificarne i prerequisiti predisponendo una prova strutturata, costituita da quesiti a risposta multipla la cui risposta esatta non sempre unica.

VERIFICA DEI PREREQUISITI

Unautomobile ha una velocit di 50 m/s. Quale delle seguenti relazioni corretta? a. v = 50103 km/h b. v = 50/3600 km/h c. v = 180 km/h d. 50 km/h

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Qual lequazione dimensionale della forza nel S.I.?

a. [ ] [ ]F ML T= 2 b. [ ] [ ]F ML T= 1 2 c. [ ] [ ]F MLT= 2 d. [ ] [ ]F ML T= 1 2 La grandezza y funzione della grandezza x. Una serie di misure di x e di y ha dato il

seguente risultato: x 1 2 3 4 5 y 3 12 27 48 75

Quale delle seguenti affermazioni esatta? a. y direttamente proporzionale a x. b. y inversamente proporzionale a x. c. y proporzionale al quadrato di x. d. y dipende linearmente da x.

La grandezza y funzione della grandezza x. Una serie di misure di x e di y ha dato il seguente risultato:

x 1 2 3 4 5 y 10,0 5,0 3,3 2,5 2,0

Quale delle seguenti affermazioni esatta? a. y direttamente proporzionale a x. b. y inversamente proporzionale a x.