Аэрогидродинамической трубе макет самолета обдувают потоком воздуха

mozok.click

Создание и обработка моделей на примерах задач из разных предметных областей. Моделирование физических явлений

Рассмотрим процесс построения модели и ее использования для исследования на примере моделирования движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Задача. На заданном расстоянии s от пушки (рис. 29.1) расположена стена высотой h. Известны угол наклона пушки а и начальная скорость движения снаряда v₀. Попадет ли снаряд в стену?

Найти высоту снаряда на расстоянии s от пушки. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Что моделируется? Процесс движения объекта «снаряд».

Какова цель моделирования? Исследовать движение тела, брошенного с начальной скоростью v ₀ под углом а к горизонту.

Что дано? Начальная скорость (v₀), угол наклона пушки (а), расстояние до стены (s).

Что нужно найти? Высоту полета тела (yв заданные моменты времени ).

Построение информационной модели

Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели

На этом этапе разработчик может выбрать два варианта: 1) построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

2) построение компьютерной модели с использованием электронных таблиц или других программных средств.

Если разработчик выбирает первый вариант (программирование), можно продолжить разработку математической модели, добавив к результатам решения задачи значение l — высоты снаряда на расстоянии s от пушки, которое вычисляют по формуле

с выведением сообщений «Недолет», «Перелет», «Попадание» (рис. 29.2).

Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели

Приведем пример реализации компьютерной модели в среде программирования Lazarus. Возможный интерфейс программы приведен на рис. 29.3.

Вычисление результатов реализовано в процедуре обработки события onclick для кнопки Вычислить.

Проведение компьютерного эксперимента

Вводя различные начальные значения, можно определить диапазон углов наклона ствола, при которых снаряд, выпущенный из пушки, попадет в стену (рис. 29.4).

Составив программу для вычисления координат тела (x, у) в момент времени t, можно проводить с помощью компьютера различные эксперименты, например:

• подобрать угол броска, при котором тело пролетит наибольшее расстояние;

• для заданной скорости движения подобрать угол, при котором тело попадет в заданную точку;

• изменяя значение ускорения движения, сравнить траектории полета тела на Земле, Луне и Юпитере.

1. В аэродинамической трубе макет самолета обдувают потоком воздуха. Какой процесс моделируется? Какова цель моделирования?

2. Опишите содержание каждого этапа компьютерного моделирования.

3. От чего зависит правильность результатов, полученных в ходе исследования модели?

4. Дайте определение математической модели решения задачи.

5. Постройте математические модели для решения следующих задач.

а) На листе бумаги начерчены отдельно квадрат и окружность. Сторона квадрата а см, радиус окружности — b см. Найти общую площадь фигур.

б) Прямоугольник, длины сторон а и b которого удовлетворяют условию

называют золотым. Определить, является ли данный прямоугольник золотым.

На основании этапов I—III компьютерного моделирования построить и исследовать в табличном процессоре Excel компьютерную модель движения снаряда, выпущенного из пушки.

1) Запустите программу Excel. Постройте в Excel компьютерную модель движения тела.

Для ввода значения начальной скорости используйте ячейку B1, для ввода значения угла — ячейку B2.

Введите в ячейки B5 и C5 формулы для вычисления значений х и у:

Введите в ячейки A5:A18 значения времени с интервалом в 1 с.

Скопируйте формулы в диапазоны В6:В18 и С6:С18 соответственно.

2) Постройте диаграмму типа График, в которой как категории используются данные из диапазона ячеек B5:B18, а в качестве значения — данные из диапазона ячеек С5:С18.

3) Протестируйте модель: сравните полученные значения координат тела со значениями на рисунке. Попал ли снаряд в стену?

4) Уменьшая интервал времени, определите, на каком расстоянии от пушки снаряд попадет в землю (у = 0).

5) Сделайте «пристреливание» пушки по цели, изменяя угол наклона ствола (при x = 1000; 0 Это материал из учебника Информатика 9 класс Бондаренко

Источник

Классификация моделей для ПК
план-конспект урока по информатике и икт (9 класс) по теме

Скачать:

Предварительный просмотр:

Дан объект моделирования – наша планета.

Представить данный объект в виде разных моделей.

Заполните таблицу 1, подбирая указанным объектам модели и указанным моделям объекты.

Что моделируется (моделируемый объект)

Цель моделирования (исследование, проектирование объяснение, презентация, познание), т.е. – для чего производится моделирование.

В зависимости от природы моделируемого объекта и цели моделирования выделяются моделируемые параметры – те признаки и свойства объекта-оригинала, которыми должна обязательно обладать модель.

Модели-руемые харак- теристики

Чтобы объяснить сестре движение Земли вокруг своей оси, девочка принесла глобус.

Форма Земли и ее движен. вокруг своей оси

Мальчик рисует своему приятелю схему дороги к его дому.

При обучении сторожевых собак помощники тренеров надевают ватные костюмы и изображают грабителей.

Для подготовки организма к перегрузкам в полете пилоты тренируются на центрифуге.

На уроке физики учитель рисует схему прохождения лучей света через линзу.

Цель моделирования (исследование, проектирование объяснение, презентация, познание), т.е. – для чего производится моделирование.

В зависимости от природы моделируемого объекта и цели моделирования выделяются моделируемые параметры – те признаки и свойства объекта-оригинала, которыми должна обязательно обладать модель.

Чтобы объяснить сестре движение Земли вокруг своей оси, девочка принесла глобус.

Мальчик рисует своему приятелю схему дороги к его дому.

При обучении сторожевых собак помощники тренеров надевают ватные костюмы и изображают грабителей.

Для подготовки организма к перегрузкам в полете пилоты тренируются на центрифуге.

На уроке физики учитель рисует схему прохождения лучей света через линзу.

Задание 3. Моделирование. Классификация моделей.

Существуют различные типы моделей: натурные, информационные, математические, текстовые, графические, социальные, политические, игровые, символьные, цифровые, химические, динамические, табличные, иерархические, учебные, экономические, компьютерные, функциональные, физиологические и т.д.

Попробуйте сформулировать определение: информационная модель – это … .

Можно составить несколько классификационных схем, выделив основания классификации (деления): по способу представления информации (текстовые, графические, символьные, табличные и т.д.), по области применения (политические, экономические, социальные и т.д.).

Заполните схему. Курсивом выделены предполагаемые ответы учащихся.

Модели

Среди представленных примеров вычеркните те, которые не

являются примерами моделирования; для оставшихся заполните таблицу. Дополните таблицу своим примером (№7).

Моделируемые харак- теристики

Капитан корабля прокладывает по карте путь.

Вместо кино друзья решили пойти на дискотеку.

Ученик описывает сюжет повести и характеристики главных героев.

В научном сборнике приведены формулы и схемы, позволяющие определить траекторию кометы Галлея.

Девочки в детском саду играют в дочки-матери и нянчат кукол.

Сергей опоздал на автобус и едет на работу на такси.

Задание 5. Моделирование. Модель объекта.

В таблице приведены примеры разных моделей одного и того же объекта – водяной мельницы.

Заполните новое поле «природа объекта-модели». Под этими словами понимается ответ на вопрос: что собой представляет моделирующий объект – материальный предмет, мысленный образ, рисунок, текст или что-нибудь еще.

Приведите свой пример модели (№6).

Модели-руемые харак- теристики

В магазине игрушек продается действующая модель водяной мельниц

Источник

Урок — практическая работа моделирование

Сероштан Е.А., учитель информатики
ресурсного центра МОУ СОШ №276 г. Гаджиево

Тема урока
«Моделирование. Классификация моделей. Типы моделей»

Получить представление о моделировании как
о методе научного познания.
Сформировать навыки определения моделей различных
типов для моделируемых объектов и процессов.
Сформировать навыки классификации моделей.
Познакомиться с компьютерными моделями.

Данный урок – практическая работа, в которую включены:

6 различных заданий по данной теме (задания расположены по возрастанию сложности);
упражнение на компьютере.

Перед выполнением практической работы учащимся необходимо ознакомиться с содержанием раздела «Формализация и моделирование».

Зачитывается эпиграф – цитата из статьи Н. Винера «Роль моделей в науке».
Учитель называет тему и цели урока.
Учитель знакомит учащихся с планом практической работы.
Выполняется разминка:

учащиеся повторяют основные понятия по
данной теме;
для заданного объекта моделирования
(планета Земля) учащиеся подбирают
различные типы моделей.
Учащиеся выполняют последовательно 6 заданий – заполняют выданные таблицы №1 — №6. Перед выполнением учащимися каждого задания учитель дает необходимые пояснения.
Учащиеся выполняют упражнение на компьютере (на рабочем столе находится инструкция к выполнению данного упражнения).
По окончании работы на ПК учащиеся заполняют таблицу №7.
Учащиеся сдают выполненные работы.
В процессе обсуждения заполнения таблицы №7 проходит подведение итогов практической работы.

Оценки за практическую работу будут названы на следующем уроке.

«Никакая существенная часть вселенной
не является настолько простой, чтобы
ее можно было постичь и ею управлять
без абстракций. Абстракция состоит в
замещении части вселенной, подлежащей
рассмотрению, моделью с подобной, но
более простой структурой».
Н.Винер «Роль моделей в науке».

Повторение основных понятий.

Дан объект моделирования – наша планета.
Модели:
1) карта (графическая):
2) глобус (натурная или материальная):
3) рисунок (графическая):

4) фотография (графическая):
5) словесное описание (вербальная):
Земля — третья от Солнца планета. Имеет естественный спутник — Луну, которая, возможно возникла при столкновении с другим космическим телом в древности. В составе Земли преобладают железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2%), магний (12,7%). Плотность вещества Земли, давление и температура возрастают к ее центру, или ядру, где плотность около 12500 кг/м^3, давление 3,6*10^11 Па, температура 5000-6000 Цельсия. Под воздействием гравитационного поля Земли, в условиях разогрева земных недр возникли и сформировались различные по химическому составу и физическим свойствам геосферы.
6) таблица с характеристиками (табличная):
Характеристики планеты Земля
Значения

среднее расстояние от Солнца
149,6 млн. км (1 а.е.)

экваториальный радиус
6378, 160 км

полярный радиус
6356,777 км

период обращения вокруг Солнца
365,3 суток

период вращения вокруг своей оси
23 ч 56 мин (звездные сутки)

период вращения относ. Солнца (средние солнечные сутки)
24 ч

Разминка
Дайте своими словами определение понятиям и заполните таблицу.

Заполните таблицу 1, подбирая указанным объектам модели и указанным моделям объекты.

Что моделируется (моделируемый объект)
Модель

Цель моделирования (исследование, проектирование объяснение, презентация, познание), т.е. – для чего производится моделирование.
В зависимости от природы моделируемого объекта и цели моделирования выделяются моделируемые параметры – те признаки и свойства объекта-оригинала, которыми должна обязательно обладать модель.

Модели-руемые харак- теристики

1.
Чтобы объяснить сестре движение Земли вокруг своей оси, девочка принесла глобус.

Форма Земли и ее движен. вокруг своей оси

2.
Мальчик рисует своему приятелю схему дороги к его дому.

3.
При обучении сторожевых собак помощники тренеров надевают ватные костюмы и изображают грабителей.

4.
Для подготовки организма к перегрузкам в полете пилоты тренируются на центрифуге.

5.
На уроке физики учитель рисует схему прохождения лучей света через линзу.

Цель моделирования (исследование, проектирование объяснение, презентация, познание), т.е. – для чего производится моделирование.
В зависимости от природы моделируемого объекта и цели моделирования выделяются моделируемые параметры – те признаки и свойства объекта-оригинала, которыми должна обязательно обладать модель.

1.
Чтобы объяснить сестре движение Земли вокруг своей оси, девочка принесла глобус.

2.
Мальчик рисует своему приятелю схему дороги к его дому.

3.
При обучении сторожевых собак помощники тренеров надевают ватные костюмы и изображают грабителей.

4.
Для подготовки организма к перегрузкам в полете пилоты тренируются на центрифуге.

5.
На уроке физики учитель рисует схему прохождения лучей света через линзу.

Задание 3. Моделирование. Классификация моделей.

Существуют различные типы моделей: натурные, информационные, математические, текстовые, графические, социальные, политические, игровые, символьные, цифровые, химические, динамические, табличные, иерархические, учебные, экономические, компьютерные, функциональные, физиологические и т.д.
Попробуйте сформулировать определение: информационная модель – это .
Можно составить несколько классификационных схем, выделив основания классификации (деления): по способу представления информации (текстовые, графические, символьные, табличные и т.д.), по области применения (политические, экономические, социальные и т.д.).

Заполните схему. Курсивом выделены предполагаемые ответы учащихся.

формулы математические графики

Среди представленных примеров вычеркните те, которые не
являются примерами моделирования; для оставшихся заполните таблицу. Дополните таблицу своим примером (№7).

Моделируемые харак- теристики

1.
Капитан корабля прокладывает по карте путь.

2.
Вместо кино друзья решили пойти на дискотеку.

3.
Ученик описывает сюжет повести и характеристики главных героев.

4.
В научном сборнике приведены формулы и схемы, позволяющие определить траекторию кометы Галлея.

5.
Девочки в детском саду играют в дочки-матери и нянчат кукол.

6.
Сергей опоздал на автобус и едет на работу на такси.

Задание 5. Моделирование. Модель объекта.

В таблице приведены примеры разных моделей одного и того же объекта – водяной мельницы.
Заполните новое поле «природа объекта-модели». Под этими словами понимается ответ на вопрос: что собой представляет моделирующий объект – материальный предмет, мысленный образ, рисунок, текст или что-нибудь еще.
Приведите свой пример модели (№6).

Модели-руемые харак- теристики

1.
В магазине игрушек продается действующая модель водяной мельницы

2.
Перед постройкой водяной мельницы средневековый строитель рисует ее чертеж

3.
Изобретатель представляет, как погруженное в воду колесо начинает вращаться и вращать ось.

4.
Путешественник записывает в запис. книжку точное описание водяной мельницы и фотографир ее, чтобы построить похожую у себя на даче

5.
Мастер-виртуоз по водяным мельницам по одной магнитофонной записи скрипа колеса определяет неисправности

Диагностика
— т.е. нахождение неисправнос-тей

Задание 6. Моделирование. Модель процесса.

Кроме понятия «модель объекта» существует понятие «модель процесса». Процесс – это последовательное изменение состояния объекта (например, изменение размеров: высыхающее озеро, надувающийся шар, распускающийся цветок), или перемещение объекта в пространстве (изменение координат относительно какой-то точки отсчета).

Для приведенных примеров заполните таблицу, в первой колонке которой курсивом выделен моделируемый процесс.
Дополните таблицу своей ситуацией моделирования процесса (№6).

Модели-руемые харак- теристики

1.
В аэрогидродинамической трубе макет самолета обдувают потоком воздуха

2.
Автор кулинарной книги составляет описание (рецепт) приготовления суфле.

3.
Математик выводит формулу распространения звуковой волны в вязкой жидкости.

4.
Автор пишет книгу «Как сделать ремонт в квартире»

5.
К стиральной машине приложена инструкция по эксплуатации.

Задание 7. Компьютерные модели.

Инструкция к выполнению упражнения:

Перейдите Мой компьютер – диск D: .
Запустите программу дефрагментации: [ Пуск – Программы – Стандартные — Служебные программы — Дефрагментация диска (Defrag) ].
Выберите в качестве дефрагментируемого диска Диск D:.
В окне Программа дефрагментации диска нажмите кнопку Дополнительно и в появившемся окне способ дефрагментации – полная дефрагментация, затем нажмите ОК и Запуск, даже если будет сказано, что диск не нуждается в дефрагментации.
Когда дефрагментация начнется, нажмите кнопку Сведения, а в появившемся окне кнопку Легенда.
Понаблюдайте за процессом дефрагментации, не спешите выходить из программы дефрагментации, пока не рассмотрите все, что находится на экране.

Что в наблюдаемой вами картине можно считать ситуацией моделирования?

Если в наблюдаемой вами картине ситуаций моделирования несколько, то уточните для себя, что моделируется в каждой конкретной ситуации – объект либо процесс.
Подготовьтесь к обсуждению последнего упражнения.

Учитель проводит с учениками обсуждение упражнения на компьютере и заполнения таблицы №7.
Ученики должны назвать:
моделируемый объект – Диск D:;
модель – рисунок диска на ПК;
тип модели – графический;
цель моделирования – уточнение, демонстрация устройства,
которое обрабатывает ПК.
моделируемый процесс – устранение расположения
файлов фрагментами, т.е. дефрагментация диска;
модель – анимация, т.е. изображение перемещающихся
фрагментов файлов;
тип модели – динамический;
цель моделирования – демонстрация происходящего процесса.

Существуют различные классификационные схемы моделирования в зависимости от основания классификации.
При необходимости создаются модели и объектов и процессов.
Для одного и того же объекта или процесса можно создать различные типы моделей в зависимости от того, какова цель моделирования.

Оценки за практическую работу будут названы на следующем уроке.

13 EMBED MS_ClipArt_Gallery 1415

13 EMBED MS_ClipArt_Gallery 1415

13 EMBED MS_ClipArt_Gallery 1415

13 EMBED MS_ClipArt_Gallery 1415

• urok_-_prakticheskaya_rabota_modelirovanie
  Размер файла: 448 kB Загрузок: 31

Материалы по теме

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник