Тема 4. Тема 4

матеріал 9

Лабораторна робота №5. Визначення часу реакції людини методом «падіння лінійки».

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 51. Лабораторна робота №5. Визначення часу реакції людини методом «падіння лінійки».

Очікувані результати навчання

формулює самостійно або у співпраці з іншими проблему дослідження [12 ПРО 1.1.1]
добирає самостійно або у співпраці з іншими методи відповідно до мети і гіпотези дослідження [12 ПРО 1.3.1]
створює і аналізує самостійно або у співпраці з іншими моделі об’єктів і явищ, які необхідно дослідити [12 ПРО 1.4.1]
опрацьовує та аналізує самостійно або у співпраці з іншими результати дослідження [12 ПРО 1.5.1]
виявляє ціннісне ставлення до набутих дослідницьких навичок для пізнання природи [12 ПРО 1.6.3]
добирає самостійно або у співпраці з іншими форми подання інформації і її перетворення [12 ПРО 2.2.1]
ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або у співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1]
пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1]

Мета уроку: навчити учнів проводити вимірювання, виконувати розрахунки для встановлення часу реакції людини методом «падіння лінійки»; розвинути уважність, спостережливість і розуміння зв’язку між фізичними законами та роботою нервової системи людини.

Очікувані результати для вчителя:

учні розуміють взаємозв’язок між фізичними закономірностями руху тіла та реакцією людини
учні навчяться планувати та проводити досвід, фіксувати результати, робити розрахунки та оцінювати похибку
учні встановлюють залежність між відстанню падіння та часом реакції
учні наводять приклади прояву реакції у фізичних та біологічних процесах
учні спостерігають перебіг експерименту, дотримується правил техніки безпеки
учні аналізують отримані дані, порівнює результати для різних умов і робить аргументовані висновки

Очікувані результати для учнівства:

розуміє взаємозв’язок між фізичними закономірностями руху тіла та реакцією людини
навчиться планувати та проводити досвід, фіксувати результати, робити розрахунки та оцінювати похибку
встановлює залежність між відстанню падіння та часом реакції
наводить приклади прояву реакції у фізичних та біологічних процесах
спостерігає перебіг експерименту, дотримується правил техніки безпеки
аналізує отримані дані, порівнює результати для різних умов і робить аргументовані висновки

Ключові слова:

реакція
рефлекс
вільне падіння
лінійка
прискорення вільного падіння
абсолютна похибка
відносна похибка

План уроку:

Теоретична частина
Хід роботи
Обробка результатів.
Висновок
Рефлексія

1. Теоретична частина

Дружня порада вчителю

Тривалість до 3 хв

Швидкість реакції — це час, за яку людина відповідає на певний зовнішній подразник: світловий, звуковий чи дотиковий. Іншими словами, це проміжок між тим моментом, коли ми сприйняли сигнал, і моментом, коли тіло почало діяти у відповідь.

Реакція людини — це результат роботи нервної системи: сигнал сприймається органами чуття, проходить через головний та спинний мозок, а потім викликає скорочення відповідних м’язів. Навіть дуже коротка затримка, менша за десяті частки секунди, може мати велике значення.

Знання швидкості реакції є важливим у багатьох сферах життя:

у медицині — для оцінювання стану нервної системи, швидкості передачі імпульсів, наслідків травм чи утоми;
у біології — для дослідження роботи сенсорних систем людини та тварин;
у транспорті — для безпеки водіїв, пілотів, машиністів, коли потрібно швидко зреагувати на опасность;
у спорті — де виграш чи враження часто залежать від сотих частинок секунди (наприклад, у старті бігу чи відбитті м’яча).

Під час цієї лабораторної роботи ти зможеш виміряти власний час реакції, використовуючи простий фізичний принцип вільного падіння, і переконатися, що навіть такі повсякденні процеси, як наше «встигання зловити лінійку», підпорядковуються тим самим законам механіки, які описують рух тіл у природі.

2. Хід роботи

Дружня порада вчителю

Тривалість до 17 хв

Поради, які повинен надати вчитель учням:

Працюйте зосереджено.
Не поспішайте, адже навіть дрібна неуважність приведе до отримання неточних результатів.
Під час відпускання лінійки дивіться лише на неї — це «зоровий сигнал».

Фіксуйте дані одразу.
Записуйте відстань відразу після кожного досвіду.

Не сперечайтесь під час вимірювань.
Якщо є сумнів у показі — повторіть досвід, але не обговорюйте це під час самого досліду, щоб не втратити концентрацію.

Змінюйте ролі після трьох вимірювань.
Так кожен спробує бути і експериментатором, і учасником, і спостерігачем.

Дотримуйтесь точності. Тримайте лінійку строго вертикально, нульову позначку – на рівні пальців.
Не торкайтеся лінійки до моменту її падіння.

Порівнюйте результати об’єктивно.
Важливо не “виграти”, а зрозуміти, чому реакція може бути швидшою чи повільнішою: через увагу, тренованість, тип сигналу тощо.

Обговоріть результати у групі. Знайдіть закономірності: чи справді права рука швидша? Чи впливає попередження на результат? Вчитель може допомогти поставити уточнювальні запитання, які підведуть до висновку.

Тема: Визначення часу реакції людини методом «падіння лінійки»

Мета: Визначити годину реакції людини на зоровий сигнал за допомогою падіння лінійки; порівняти результати для правої та лівої руки та оцінити точність отриманих вимірювань.

Обладнання: лінійка 30 см, ручка/олівець, калькулятор

План проведення досліду:

Учні виконують роботи в парах, тому перед початком виконання роботи потрібно розділитися на міні групи.
Перший учень тримає лінійку вертикально за верхній край, 0 см унизу. Другий учень тримає великий і вказівний пальці на 1–2 см нижче нульової позначки, не торкаючись лінійки.
У довільний момент перший учень відпустити лінійку:

Дослід №1. Без попередження
Дослід №2. З попередженням (наприклад на рахунок три)
Дослід №3. З заплющеними очима по звуковому сигналу

Під час проведення дослідів другий учень має миттєво затиснути лінійку пальцями.

Записати відстань h у місці, де лінійку спіймано.
Провести дослід по 3 разів з правою та лівою рукою.
Всі результати дослідів занести до таблиці.
Помінятися ролями й повторити п.1-6

3. Обробка результатів

Дружня порада вчителю

Тривалість до 15 хв

Дослід №1 Без попередження

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(1) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Враховуючи, що початкова швидкість нульова, виведи формулу для знаходження часу польоту лінійки (часу реакції).

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с²для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(2) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

Дослід №2 З попередженням

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(3) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с2 для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(4) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

Дослід №3 З заплющеними очима

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(5) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с2 для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(6) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

4. Висновок

Дружня порада вчителю

Тривалість до 7 хв

Дай відповіді на наступні питання

У якому досліді час реакції був найменший? Чому?
Яка рука показала найкращі результати — права чи ліва? Збігається це з твоєю домінантною рукою?
Назви можливі джерела помилок під час виконання досвіду та запропонуй способи їх зменшення.
Чим відрізняється проста реакція від рефлексу?
Які органи чуття та відділи нервової системи беруть участь у цьому досліді?
Як зміни в роботі нервової системи (наприклад, втома, недосипання, дія алкоголю чи ліків) можуть вплинути на годину реакції людини?
Якими тренуваннями можна покращити час реакції? Для чого це може бути потрібно?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Рефлексія

Дружня порада вчителю

Тривалість до 3 хв

Що тобе здивувало у своїх результатах?
Чи очікував(ла) ти, що реакція на звук і на зоровий сигнал буде настільки різною?
Чи можна сказати, що під час вимірювання реакції фізика допомагає “побачити” роботу мозку?

У вільний від відпочинку час

Які досліди на встановлення часу реакції можна провести? Запропонуй план цього досліду та проведи його.

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 51. Лабораторна робота №5. Визначення часу реакції людини методом «падіння лінійки».

Очікувані результати навчання

Очікувані результати для учнівства:

розуміє взаємозв’язок між фізичними закономірностями руху тіла та реакцією людини
навчиться планувати та проводити досвід, фіксувати результати, робити розрахунки та оцінювати похибку
встановлює залежність між відстанню падіння та часом реакції
наводить приклади прояву реакції у фізичних та біологічних процесах
спостерігає перебіг експерименту, дотримується правил техніки безпеки
аналізує отримані дані, порівнює результати для різних умов і робить аргументовані висновки

Ключові слова:

реакція
рефлекс
вільне падіння
лінійка
прискорення вільного падіння
абсолютна похибка
відносна похибка

План уроку:

Теоретична частина
Хід роботи
Обробка результатів.
Висновок
Рефлексія

1. Теоретична частина

Знання швидкості реакції є важливим у багатьох сферах життя:

у медицині — для оцінювання стану нервної системи, швидкості передачі імпульсів, наслідків травм чи утоми;
у біології — для дослідження роботи сенсорних систем людини та тварин;
у транспорті — для безпеки водіїв, пілотів, машиністів, коли потрібно швидко зреагувати на опасность;
у спорті — де виграш чи враження часто залежать від сотих частинок секунди (наприклад, у старті бігу чи відбитті м’яча).

2. Хід роботи

Тема: Визначення часу реакції людини методом «падіння лінійки»

Обладнання: лінійка 30 см, ручка/олівець, калькулятор

План проведення досліду:

Учні виконують роботи в парах, тому перед початком виконання роботи потрібно розділитися на міні групи.
Перший учень тримає лінійку вертикально за верхній край, 0 см унизу. Другий учень тримає великий і вказівний пальці на 1–2 см нижче нульової позначки, не торкаючись лінійки.
У довільний момент перший учень відпустити лінійку:

Дослід №1. Без попередження
Дослід №2. З попередженням (наприклад на рахунок три)
Дослід №3. З заплющеними очима по звуковому сигналу

Під час проведення дослідів другий учень має миттєво затиснути лінійку пальцями.

Записати відстань h у місці, де лінійку спіймано.
Провести дослід по 3 разів з правою та лівою рукою.
Всі результати дослідів занести до таблиці.
Помінятися ролями й повторити п.1-6

3. Обробка результатів

Дослід №1 Без попередження

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(7) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с²для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(8) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

Дослід №2 З попередженням

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(9) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с2 для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(10) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

Дослід №3 З заплющеними очима

Заповни таблицю

№	Відстань h, яку пролетіла лінійка (м)		Час реакції t (с)
№	Права рука	Ліва рука	Права рука	Ліва рука
1
2
3

Розрахуй час реакції для кожного досліду використовуючи формулу

(11) $\begin{equation*}h = v_0t + \frac{gt^2}{2}\end{equation*}$

Проведи розрахунки для кожної руки (враховуйте g=9,8 м/с2 для більш точних результатів).
Розрахуй середній час реакції для кожної руки.

Обрахуй похибку.
- Абсолютна похибка часу:

(12) $\begin{equation*}\Delta t = t \cdot \frac{1}{2} \frac{\Delta h}{h}\end{equation*}$

h– абсолютна похибка вимірювання висоти h (половина ціни поділки)

Відносна похибка:

4. Висновок

Дай відповіді на наступні питання

У якому досліді час реакції був найменший? Чому?
Яка рука показала найкращі результати — права чи ліва? Збігається це з твоєю домінантною рукою?
Назви можливі джерела помилок під час виконання досвіду та запропонуй способи їх зменшення.
Чим відрізняється проста реакція від рефлексу?
Які органи чуття та відділи нервової системи беруть участь у цьому досліді?
Як зміни в роботі нервової системи (наприклад, втома, недосипання, дія алкоголю чи ліків) можуть вплинути на годину реакції людини?
Якими тренуваннями можна покращити час реакції? Для чого це може бути потрібно?

5. Рефлексія

Що тобе здивувало у своїх результатах?
Чи очікував(ла) ти, що реакція на звук і на зоровий сигнал буде настільки різною?
Чи можна сказати, що під час вимірювання реакції фізика допомагає “побачити” роботу мозку?

У вільний від відпочинку час

Які досліди на встановлення часу реакції можна провести? Запропонуй план цього досліду та проведи його.

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе