Презентация на тему "Моделирование физического процесса" 9 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  моделирование физических процессов

  исследовательская работа Выполнили: ученики 9-класса Лебедева Антона Соломонов Николай Научный руководитель: учитель физики и ИКТ Мордовской Д.А.

• 
  Слайд 2
  

  Актуальность. Модель используется при разработке теории объекта в том случае, когда непосредственное исследование его не представляется возможным вследствие ограниченности современного уровня знания и практики. Данные о непосредственно интересующем исследователя объекте получаются путем исследования другого объекта.

• 
  Слайд 3
  

  Цель данной работы – процесс построения модели, и ее исследование. Будем использовать прогностические модели, так как это актуально в наше время. Объект исследования - физические процессы. Задачи исследовательской работы: Необходимо описать некоторые физические процессы. Создать для них формальную моделью Выявить параметры системы, которые можно исследовать и установить связь между ними. Разработать компьютерную модель данных физических процессов Проанализировать функционирование процесса в окружающем мире, используя данную компьютерную модель.

• 
  Слайд 4

  Основная часть

  Формализация — это один из этапов моделирования, в результате завершения которого, собственно, и появляется модель процесса или явления.

• 
  Слайд 5
  

  По способу построения модели бывают материальные и идеальные. Назначение материальных моделей — специфическое воспроизведение структуры, характера, протекания, сущности изучаемого процесса. Из материальных моделей можно выделить: а) физически подобные модели (они сходны с оригиналом по физической природе и геометрической форме, отличаясь от него лишь числовыми значениями параметров — действующая модель электродвигателя, паровой турбины); б) пространственно-подобные модели (сходство с оригиналом на основе физического подобия — макеты самолетов, судов); в) математически подобные модели (не имеют с оригиналом ни физического, ни геометрического сходства, но объект и модель описываются одинаковыми уравнениями — аналогия между механическими и электрическими колебаниями).

• 
  Слайд 6
  

  Виды моделей Можно выделить следующие виды абстрактных(идеальных) моделей: 1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности. 2. Математические модели — очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. 3. Информационные модели — класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы.

• 
  Слайд 7
  

  Модель состава системы дает описание входящих в нее элементов и подсистем, но не рассматривает связей между ними. Очевидно, что и модель состава компьютера может иметь разные варианты и зависимости от отражаемой в ней точки зрения на систему. Например: Системный блок, монитор, принтер, клавиатура, мышь. Оперативная память, внешняя память, центральный процессор, устройства ввода, устройства вывода. Центральный процессор, ОЗУ, ПЗУ, жесткий диск, флоппи-диск, лазерный диск, информационная магистраль, клавиатура, монитор, контролеррывнешних устройств и пр.

• 
  Слайд 8
  

  Структурная модель системы Cвязи и отношения. Структурную модель системы еще называют структурной схемой. На структурной схеме отображаются состав системы и ее внутренние связи. Характер связей в системах, исходит из их деления на естественные и искусственные. В естественных системах неживой природы связи носят только материальный характер, а в системах живой природы существуют связи материальные и информативные. Информативные связи – это обмен информацией между частями системы поддерживающей ее целостность и функциональность.

• 
  Слайд 9
  

  Модели систем Наши представления о реальных системах носят приближенный, модельный характер. Описывая в какой-либо форме реальную систему, мы создаем ее информационную модель. Рассмотрим три разновидности информационных моделей систем: модель «черного ящика»; модель состава; структурная модель.

• 
  Слайд 10
  

  Модель «черного ящика». Всякая система – это нечто цельное и выделенное из окружающей среды. Система и среда взаимодействует между собой. В системологии используются представления о входах и выходах системы. Вход системы – это воздействие на систему со стороны внешней среды, а выход – это воздействие, оказываемое системой на окружающую среду. Такое представление о системе называется моделью «черного ящика». Модель «черного ящика» используется в тех случаях, когда внутреннее устройство системы недоступно или не представляет интереса, но важно описать ее внешние взаимодействия.  КОМПЬЮТЕР Снова вернусь к примеру с компьютером. Если описать компьютер как «черный ящик», учитывая только его информационное взаимодействие с внешней средой, то модель получится следующей: Компьютер ПРОГРАММЫ ДАННЫЕ ИТОГОВАЯ ИНФОРМАНЦИЯ

• 
  Слайд 11
  

  Графы являются мощной основой для построения информационных моделей, решения огромного числа задач моделирования. Граф может быть ориентированным и неориентированным. Если требуется отразить только информационные связи между различными устройствами компьютера, то граф структурно модели будет иметь следующий вид: Устройство ввода Внешняя память Внутренняя память Процессор Устройство вывода

• 
  Слайд 12
  

  Процессор Устройства ввода Внутренняя память Внешняя память Устройства вывода Внутренняя память Внешняя память Устройства ввода Устройства вывода Процессор

• 
  Слайд 13
  

  Компьютеры Супер -компьютеры Портативные Серверы Карманные Персональные компьютеры Настольные

• 
  Слайд 14

  Исследования модели физических процессов.Компьютерная модель

  Постановка задачи: Выяснить параметры при баллистическом движении: При расчетах будем использовать следующие допущения: начало системы координат расположено в точке бросания; тело движется вблизи поверхности Земли, т. е. ускорение свободного паденияпостоянно и равно 9,81 м/с2; сопротивление воздуха не учитывается, поэтому движение по горизонталиравномерное.

• 
  Слайд 15
  

  Пусть: Vo — начальная скорость (м/с), α — угол бросания (радиан), L — дальность полета (м). Движение тела, брошенного под углом к го­ризонту, описывается следующими формулами: Vx= V0cosα— горизонтальная составляющая начальной скорости, Vy= Vx sin α — вертикальная составляющая начальной скорости, х = Vx t — так как движение по горизонтали равномерное, у = Vy t – –— так как движение по вертикали равноускоренное с отрицательным ускорением. Искомым в этой задаче будет то значение х = L, при котором у = 0.

• 
  Слайд 16
  

  Математическая модель. Дано: Vo — начальная скорость (м/с), α — угол бросания (радиан). Найти: L — дальность полета (м). Связь: (1)L = Vx t — дальность полета, (2)0 = Vy t – — точка падения, (3)Vx = Vo cosα — горизонтальная проекция вектора начальной скорости, (4)Vy= Vo sin α — вертикальная проекция вектора начальной скорости,g = 9,81 — ускорение свободного падения, Vo > 0 0

• 
  Слайд 17
  

  Информационная (компьютерная) модель с использованием алгоритмического языка Pascal ABC

  Program ballistika; uses crt; var v0:integer; a,t,g,x,y:real; BEGIN v0:=100; a:=30;//угол в градусах, надо перевести в радианы g:=9.8; a:=a*pi/180;//перевели в радианы t:=0;//обнуляем время, теперь цикл по этой переменной x:=0; y:=0; writeln('Таблица значений:'); repeat t:=t+1; x:=(v0*cos(a))*t; y:=(v0*sin(a))*t-(g*t*t)/2; writeln('x(',t:0:0,') = ' , x:7:3 ,' y(',t,') = ' , y:7:3 ); until y

• 
  Слайд 18

  Исследования полученных результатов физического процесса

  При вводе значений углов и начальной скорости можно проанализировать данный физический процесс. Можно выявить дальность полета, высоту полета, время полета в зависимости от значений угла и начальной скорости. Все это можно проанализировать при выполнении программы. Заключение Входе данной исследовательской работы был проведен анализ физических процессов, с использованием компьютерных моделей алгоритмического языка Pascal ABC. Полученные результаты убеждают в эффективности использования компьютерного моделирования. Модели позволяют не только наблюдать за моделируемыми процессами, но и управлять ими, изменяя соответствующие параметры. В процессе работы не возникало больших затруднений при создании компьютерных моделей и их анализа, повысился интерес к продолжению работы над этой темой. Планирую создать новые информационные модели других физических процессов и явлений, в которых будут выявлены параметры для дальнейшего продолжения исследовательской работы.

• 
  Слайд 19

  Список используемой литературы:

  1.Н.Д. Угринович «Информатика и информационные технологии» / г. Москва, изд. БИНОМ, 2005. 2.Н.В. Макарова «Информатика (задачник по моделированию)» / г. Санкт – Петербург, изд. ПИТЕР, 2001. 3.Газета №17 «Информатика» / г. Москва, изд. ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ, 2002. 4.Газета №8 «Информатика» / г. Москва, изд. ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ, 2002.