Реферат: Методические рекомендации особенности физических наблюдений.(4 часа)

Методические рекомендации

ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ.(4 часа)

Задачи. Сформировать мотивацию учащихся. Научить ставить цель и выполнять простейшие эксперименты, сопоставлять явления, находить общие признаки, систематизировать полученные знания.

1/1. Наблюдение, эксперимент, гипотеза и теория в естественнонаучном познании

Научное познание как способ объяснения причин природных явлений, выявление их общих и частных признаков. Причинная связь явлений. Выдвижение гипотез. Эксперимент как способ выявления определенных закономерностей.

Демонстрации.

1. Движение пузырька в трубке, заполненной водой.

2. В качестве груза для математического маятника возьмите небольшой пластиковый флакон из-под шампуня. Дно флакона проткните иголкой. Заполните флакон водой (лучше, если это будут марганцовка или чернила). Маятник подвесьте в дверном проеме и подложите под него белый лист бумаги. Затем приведите маятник в колебательное движение, а бумагу начните медленно перемещать по полу. Вы получите график, по которому определите период колебания, амплитуду и зависимость амплитуды от времени колебания.

3. В дверном проеме закрепите два маятника одинаковой длины (флаконы из-под шампуня, наполненные подкрашенной водой, и нить). Затем произведите запись колебаний маятников (синфазные колебания и колебания в противофазе). По графикам установите, что у них общего, в чем различия.

4. Пронаблюдайте за поведением шарика, «висящего» в струе воздуха. Почему он не падает? Почему шарик вращается? Что произойдет с шариком, если ввести в струю воздуха преграду перед шариком и после него?

Самостоятельные работы

Выбор темы творческого задания.

Формулировка проблемы
Уточняющий вопрос
Генерирование как можно большего числа вариантов решения
Выбор наилучших вариантов
Планирование осуществления решения

1. Какую главную проблему должны решить

2. Какую важную информацию имеем

3. Что еще нужно узнать

4. Три главных способа решения проблемы

5. Какой способ наилучший

2/2. Фундаментальные опыты, демонстрирующие действия гравитационного, электрического и магнитного происхождения.

Движения небесных тел, колебаний груза на пружине, математического маятника, движения под действием притяжения Земли; электризация тел, способы электризации, закон сохранения зарядов в замкнутом пространстве, взаимодействие магнитных стрелок, свойства природных магнитов, их особенности, компас, его назначение, ферромагнетики, «приобретения и потеря» магнитных свойств металлических предметов, применение электромагнитов.

Демонстрации

1.Компьютерная демонстрация законов движения небесных тел.

— 1 -

2.Колебания груза на пружинах разной жесткости.

3.Скатывание шариков разной массы с наклонного желоба.

4.Взаимодействие наэлектризованных тел, электризация различных тел, притяжение наэлектризованным телом не наэлектризованных тел, показать с помощью электрометров, что при электризации наэлектризованы оба тела, картину силовых линий электрического заряда, электрический султан, взаимодействие одноименно заряженных султанов, разноименно заряженных, вращение линейки при ее взаимодействии с наэлектризованной палочкой, магнитное поле постоянного магнита (с помощью железных опилок), компас, намагничивание стальных иголок, изменение магнитных свойств после нагревания иголки в пламени свечи, опыт Эрстеда, получение спектров магнитных полей, втягивание и выталкивание проводника с током в дугообразный магнит.

Лабораторные работы и опыты

Выпустите одновременно с одной и той же высоты вначале два пустых, а затем пустой и полный коробки спичек. Какой из них упадет раньше? Объясните наблюдаемые явления.
Исследование электризации тел при соприкосновении. Наблюдение за взаимодействием заряженных тел, изучить взаимодействие двух намагниченных иголок, оценить степень намагниченности по углу расхождения концов иголок. Подвесьте станиолевые гильзы на изолирующем штативе, зарядите их. На какие углы они отклонились?

Самостоятельные работы

Наэлектризуйте два надутых воздушных шарика трением о газету. Подвесьте их рядом на длинных шелковых нитях. Почему шары отталкиваются? Что произойдет с ними с течением времени? Почему?
Изготовьте электроскоп, используя стеклянный или пластиковый сосуд, гвоздь и фольгу; изучите с помощью него электризацию окружающих предметов.
К тонкой струе воды поднесите расческу, которой только что расчесывали чистые волосы. Объясните наблюдаемое явление.

3/3. Обобщение и систематизация знаний, полученных из опытов. Понятие поля.

Электростатическое поле — переносчик взаимодействия частиц, магнитное поле, магнитное поле Земли, намагничивание по индукции, магнитное поле проводников с током, магнитное поле катушки с током. Электромагнитное взаимодействие как одно из фундаментальных взаимодействий, связывающее между собой заряженные частицы. Сравнительная характеристика электрических и магнитных взаимодействий. Роль электромагнитных полей во взаимодействии молекул, при возникновении трения скольжения. Систематизация знаний путем использования технологий критического мышления.

Демонстрации

«Пляшущие человечки» в сильных электрических полях. Почему фигурки из фольги, находящиеся между пластинами плоского конденсатора, находятся в вертикальном положении? Изучите характер их движения, а также причины происходящего у верхней пластины разряда.
Видеофильм «Магнитные явления». Видеофильм «Электростатика»
Вовочка взял толстый гвоздь, обернул его несколькими слоями бумаги, а поверх бумаги намотал 100 витков тонкой медной проволоки. Концы проволоки зачистил мелкой наждачной бумагой и присоединил к клеммам батарейки. Затем острый конец гвоздя поднес к маленьким гвоздикам лежащим на столе. Они проворно подпрыгнули, и, прилипли к гвоздю. Что за устройство он изготовил?

— 2 -

Почему если магнит нагреть, то он теряет свои способности примагничивать металлические предметы? Как называется температура при которой магнит полностью размагничивается?

6. Если металлическую трубу расположить вертикально, и дать ей возможность оставаться в таком положении несколько часов, то затем можно провести любопытный опыт. Поднеся магнитную стрелку к верхней части трубы, можно наблюдать, что она распологается северным концом к трубе. Опустив компас ниже, ориентация стрелки меняется на противоположную. Почему?

Самостоятельные работы Составить сравнительную таблицу электрического и магнитного взаимодействий. «Синквейн».

4/4. Роль количественных наблюдений. Измерения физических величин.

Роль количественных наблюдений для выявления эмпирических зависимостей. Показать необходимость измерений, что следует из несовершенства наших органов чувств, а также необходимость количественных описаний явлений.

Демонстрации

Сравните кажущуюся высоту колонн. Каково действительное соотношение их высот? Как это проверить?
Как можно использовать кино и фотосъемку для вывода зависимостей между физическими величинами в механических явлениях?
Определяем цену деления каждого из термометров и температуру, которую показывают термометры. Одинакова ли точность наших измерений? Как использовать данный прибор для выявления зависимости температуры нагревающейся жидкости от времени?

— 3 -

С помощью мензурки определяем объем тела неправильной формы.

Лабораторные работы и опыты

1. Изготовьте мерный цилиндр (мензурку), имея линейку и кусочек пластилина. Измерьте объем жидкости и твердого тела неправильной формы с помощью измерительного цилиндра.

2. У вас имеется коробка канцелярских скрепок. Как измерить с помощью мензурки объем одной скрепки?

Самостоятельные работы

Измерьте размеры бруска. Измерьте толщину листа вашего учебника.
Как сосчитать (примерно) число букв в этой книге? Проведите такой подсчет и сравните свой результат с тем, который получит при подсчете ваш товарищ.
Как измерить ( примерно ), сколько зерен риса помещается в стакане? Что вам для этого понадобится?
Сколько горошин может войти в один стакан? Вы имеете всего одну горошину.
Как определить с помощью линейки средний диаметр одинаковых швейных иголок?
предложите способ определения толщины нити.
Определите среднюю скорость истечения воды из крана. Какие приборы для этого вам нужны?

ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН.(22 часа)

Задачи. Формирование понятия силы как векторной характеристики взаимодействия тел, причины изменения скорости тела. Научить изготавливать простейшие приборы, в основе которых лежит сравнение сил. Формирование умений пользоваться координатным методом при решении физических задач, моделировать механические явления.

Познакомить со способом оформления результатов измерений в виде таблицы и графика зависимости измеряемых величин. Научить определять прямоугольник ошибок и в связи с этим подбирать необходимые измерительные приборы. Освоение математических методов расчета погрешностей.

— 4 -

1/5. Сила – характеристика взаимодействия.

Изменение скоростей тел при их взаимодействии. Определение взаимодействия. Результат взаимодействия. Количественная характеристика взаимодействия. Сила — мера взаимодействия тел, единицы силы. Прибор для измерения сил.

Демонстрации

На столе лежат два бильярдных шара. Как, на имея весов или иных приборов, определить, равны ли массы этих шаров? Может ли человек, стоящий на идеально гладком льду, сдвинуться с места, не упираясь острыми предметами в лед?
Определите, как изменяются скорости двух шариков в результате взаимодействия. Для постановки опыта возьмите два одинаковых стальных шарика и положите их на желоб. Сообщите одному из шариков скорость и проследите за поведением шариков после взаимодействия. Сообщите обоим шарикам скорости, но такие, чтобы второй догонял первый, и снова проследите за изменением скоростей шариков после взаимодействия.
Сложение сил, действующих по одной прямой и под углом друг к другу

Лабораторные работы и опыты

Подвесить лезвие, стянутое ниткой, к кольцу штатива. Пережечь нить, объяснить результат опыта.
Подвесить лезвие, стянутое ниткой, к кольцу штатива так, чтобы оно касалось ластика, подвешенного к той же точке. Пережечь нить. Описать результат опыта.

Самостоятельные работы

Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать, что действие сил может проявляться в деформации или изменении движения тел: для упругой силы, для силы тяжести и магнитной силы.
Изобразить силы, действующие на подвешенное тело, на подводную лодку в толще воды, на парашютиста, на веревки, за которые два мальчика тянут санки под разными углами.
Велосипед удерживается так, чтобы он не мог упасть набок, но мог двигаться вперед или назад; его педали находятся в самом верхнем и самом нижнем положениях. Студент приседает рядом с велосипедом и прикладывает к нижней педали горизонтальную силу, направленную в сторону заднего колеса. Как будет двигаться велосипед? Вращается ли его зубчатое колесо в том же направлении, что и заднее колесо, или в противоположном?

2/6. Сила тяжести. Равновесие тел.

Сила тяжести (определение, обозначение). Свободное падение. Ускорение свободного падения (обозначение, числовое значение, физический смысл, наименование). Понятие равновесия. Условия отсутствия поступательного движения тела. Условие отсутствия вращательного движения тела. Правило моментов. Рычаги. Условие равновесия рычага, понятие центра тяжести. Рычажные весы.

Демонстрации

Свободное падание шарика после пережигания нити, к которой он привязан.
Падение шарика, брошенного горизонтально.
Изучение падания тел по компьютерной модели. Трубка Ньютона. Поступательное и вращательное движение тел, разный результат действия одной и той же силы, приложенной к разным точкам тела, действия нескольких сил на тело с неподвижной осью вращения (набор по статике). Применение правила момента к рычагу.

4. К однородной круглой пластине, лежащей на горизонтальной плоскости, приложены дае равные и противоположно направленные силы. Как будет двигаться пластина?

— 5 -

Определение центра масс тела неправильной формы. Когда уравновешивают щетку на ручке стула, какая часть тяжелее?

Лабораторные работы и опыты

Падение дисков равного диаметра, сделанных из картона и из бумаги.
Найдите силу тяжести, действующую на следующие тела: а) на человека массой 50 кг; б) щенка массой 5 кг; в) муху массой 0,1 г; г) самолет массой 98 т вблизи поверхности Земли.
На какой из шаров действует большая сила тяжести?

Изготовление весов и разновесов. Как измерять силу тяжести и массу тел на рычаге с разными плечами?

Самостоятельные работы

Как определить площадь фигуры, вырезанной из картона, если имеются весы с разновесами, ножницы, полоска бумаги шириной 1 см?
Две катушки с нитками тянут с одинаковыми силами в одном и том же направлении, но они почему-то движутся в противоположные стороны. Объясните явление и проверьте по возможности на опыте.

Центр тяжести пустой тонкостенной мензурки массой 100 г и диаметром 60 мм находится на расстоянии 100 мм от основания. До какой высоты нужно заполнить мензурку водой, чтобы сделать ее наиболее устойчивой?
Четыре одинаковых кирпича лежит друг на друге на краю стола. Можно их сместить горизонтально вдоль друг друга таким образом, чтобы самый верхний оказался полностью вне области стола? Каков будет теоретический предел смещения самого верхнего кирпича, если количество кирпичей произвольно увеличивать?

3/7. Табличный способ описания результатов опыта.

Демонстрации

Табличное оформление результатов опыта применительно к правилу моментов

F,H

L, м

Лабораторные работы и опыты

Установление зависимости силы тяжести, действующей на различные тела, от массы.

— 6 -

m, кг

F,H

Самостоятельные работы

Составить таблицу перемещения от времени для стеклянного пузырька объемом 10 мл, закрытого пробкой и утяжеленного песком, который тонет в пластмассовой бутылке, заполненной водой до горловины. Для этого, помещая немного песка в пузырек, добиться того, чтобы он плавал на поверхности воды в бутылке. Осторожно сдавливая бутылку, заставить пузырек погружаться на дно. На стенке бутылки с наружной стороны сделать разметку. Время определять таймером, секундомером или метрономом.
Составить аналогичную таблицу для всплывания пузырька со дна бутылки.

4/8. Сила упругости. Динамометр.

Деформация. Возникновение силы упругости. Сила реакции опоры. Опытное подтверждение существования силы упругости. Закон Гука (формулировка, формула). Коэффициент жесткости (физический смысл, единица). Деформации упругие и пластические. Динамометр и его конструкция.

Демонстрации

Растяжение пружины под действием возрастающей силы. Растяжение пружин разной жесткости под действием одинаковой силы.

Массы тел 1 кг 1 кг 1 кг 2 кг 3 кг

С какими телами взаимодействуют грузы? Почему в первых трех случаях пружины деформированы по-разному? Почему под действием разных грузов пружины деформировались одинаково? Чем вы можете это объяснить? Изобразите силы, действующие в каждом случае, и сравните их по величине.
В дверном проеме закрепите маятник, используя резиновую нить. Приведите маятник в колебательное движение и проследите за изменением длины резиновой нити. Запишите, какие физические величины изменяются при этом.

Лабораторные работы и опыты

Измерьте силу, необходимую для равномерного перемещения по столу бруска с грузами.
Измерьте силу тяжести, действующую на бруски разной массы.
Возьмите динамометр в руку, подвесьте к его крючку груз и запишите показания. Надавите на крючок динамометра пальцем и снова запишите показания. С какой силой вы подействовали?
Потяните крючок динамометра с подвешенным к нему грузом вверх, запишите показания прибора и ответьте, с какой силой вы подействовали.
Исследовать растяжение шнура в зависимости от приложенной нагрузки

Самостоятельные работы

Положите лист картона так, чтобы он опирался на две книги. На середину листа положите мешочек с песком. Почему изменилась форма листа? Почему изменилась форма мешочка? Какие силы возникли между ними? К какому телу приложена сила упругости картона, а к какому – сила упругости мешочка?

— 7 -

К веревке длиной около 0,5 м привяжите крепко небольшое тело массой около 200-300 г. Вращая это тело на веревке в горизонтальной плоскости над головой, оцените по мускульному усилию, как меняется натяжение веревки при изменении частоты вращения, изменение натяжения при той же частоте, но от массы вращающегося тела.
Один конец веревки закреплен на вертикальной стене, а к другому приложена горизонтальная сила F = 2 Н… Веревка провисла. Найдите массу веревки. Поставьте соответствующий эксперимент.

5/9. Графический способ описания результатов опыта.

Научить оформлять результаты опыта в виде графика, анализировать графики различных зависимостей.

Демонстрации

Температура кипения жидкости зависит от давления воздуха над ее поверхностью. Построим график зависимости температуры кипения от давления по данным, приведенным в таблице.

t0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
Р, атм	0,006	0,012	0,023	0,042	0,073	0,12	0,2	0,312	0,47	0,7	1	1,43	1,96	2,67

Проанализируем этот график. Постоянна ли температура кипения воды? Как она зависит от наружного давления? Что происходит при повышении давления? При понижении давления? Что несет большую информацию, чем удобнее пользоваться: таблицей или графиком? В чем преимущества графика? Можно ли предсказать, какое необходимо давление для того, чтобы температура кипения была 1250?

Лабораторные работы и опыты

Провести исследование зависимости силы тяжести от массы и оформить результаты в виде графика. Какой масштаб осей вы выбрали? Что показывает угол наклона графика? Какой угол наклона для тел разной массы? Все ли точки графика лежат на одной прямой? Почему? От чего это зависит? Какой зависимость должна быть исходя из теории?

Самостоятельные работы

Необходимо сесть в автобус и проехать несколько остановок. Отметьте скорость движения автобуса за равные промежутки времени. Для этого нужно занять место близко к месту водителя. Данные оформите в виде таблицы и графика. Насколько точны ваши результаты?

6/10. Определение погрешности измерений. Прямоугольник ошибок.

Дать понятие о погрешности измерений, ее влияние на вывод эмпирических зависимостей. Виды погрешностей. Погрешность измерительного прибора. Абсолютная погрешность. Погрешность отсчета. Прямоугольник ошибок.

Демонстрации

Измерение объема колбы мензурками с разной ценой деления.
Измерение длины нескольких тетрадных листов одной линейкой и определение среднего значения длины тетрадного листа.

— 8 -

Определение толщины нити с помощью линейки с миллиметровыми делениями.
Измерение длины парты линейкой, длина которой не превышает 30 см.
Определение погрешности скорости равномерного движения математическими методами.
Погрешность, вызываемая округлением величин.
Построить график зависимости силы тяжести от массы, определить цену деления динамометра, точность измерения массы и указать на графике прямоугольник ошибок.

Лабораторные работы и опыты

При измерении длины с помощью ученической линейки может быть допущена ошибка за счет неправильного расположения глаза. Как измерять правильно? Чем вызывается ошибка при таких измерениях?
Дана таблица измерений приложенной нагрузки от положения конца образца. Постройте график этой зависимости и проанализируйте погрешности измерений на разных его участках.

100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	Нагрузка
2,1	4,2	6,3	8,5	10,6	12,6	14,6	16,6	18,6	20,5	22,3	Растяжение

Самостоятельные работы

Рассмотрите шприц и охарактеризуйте его как измерительный прибор… Определите погрешность, верхний и нижний пределы его измерений.
Определите с земли высоту дерева, телеграфного столба или любого другого предмета, имея только небольшую линейку. Предложите несколько способов. Оцените погрешность каждого способа.
Измерить площадь фигуры неправильной формы и подсчитать погрешность своих измерений.

7/11. Измерение коэффициента упругости пружин различной жесткости с помощью графика.

Графическая зависимость силы упругости от растяжения. Расчет коэффициента упругости с помощью графика.

Демонстрации Измерение растяжения пружин разной жесткости под действием различных сил.

Лабораторные работы и опыты

Измерение коэффициента упругости пружин различной жесткости с помощью графика.

Самостоятельные работы

Начертить график зависимости силы упругости от деформации на миллиметровой бумаге, подсчитать погрешность опыта, построить прямоугольник ошибок и вычислить коэффициент упругости пружины.

8/12. Сила трения. Измерение коэффициента трения.

Сила трения покоя, скольжения, качения. Зависимость силы трения от силы нормального давления. Коэффициент трения. Шероховатости соприкасающихся поверхностей, взаимодействие молекул. Жидкое трение.

Демонстрации

— 9 -

Трение скольжения, покоя и качения. Равновесие тела на вращающемся диске.
Смазывание трущихся поверхностей уменьшает трение. Почему же труднее удерживать рукоятку топора сухой рукой, чем влажной?

Лабораторные работы и опыты

Изучение зависимости силы трения скольжения от силы давления. Результат получить аналитически и графически.

Самостоятельные работы

Карандаш удерживают на столе в вертикальном положении заостренным концом вниз. После того как его отпустили, он начинает падать, как движется при этом острие карандаша в зависимости от коэффициента трения? Оторвется ли острие карандаша от стола (в отличие от случая, когда в результате скольжения место заточки карандаша в конце концов соприкоснется со столом )?
Карандаш находится в горизонтальном положении, опираясь концами на два моих указательных пальца. Пока я медленно сдвигаю пальцы, чтобы они встретились под центром стержня, он скользит либо по одному, либо по другому пальцу. Почему он так движется?

9/13. Закон инерции. Законы взаимодействия.

Фундаментальные законы взаимодействия. Их значение для становления физики как науки. Связь действующей силы с изменением скорости. Движение с постоянной скоростью.

Демонстрации

Расположите на столе близко друг к другу два алюминиевых бруска. Свяжите ножки пинцета и поместите его между брусками. Пережгите нить. Почему бруски приходят в движение? Одинаковы ли их скорости? Массы?
Повторите опыт, взяв бруски одинакового объема, но разных масс. Одинаковы ли их скорости?
Демонстрация законов инерции.

Приборы и материалы. Бумажная тарелка, ножницы, бумажный шарик.

Ход работы.

· Отрежьте от тарелки одну половину.

· Поместите шарик на кромку отрезанной части.

· Поставьте тарелку на стол и слегка наклоните ее, чтобы шарик быстро покатился по выемке тарелки.

Шарик скатывается с тарелки и удаляется от нее по прямой.

Вывод. Предметы движутся по прямой, если на них не действуют никакие силы.

Положите лист картона так, чтобы он опирался на две книги. На середину листа положите мешочек с песком. Резко поднимите лист вместе с мешочком. Почему изменилась его форма?

— 10 -

Действие равно противодействию. Но почему тело движется, ведь какую бы силу мы не приложили, появится противодействующая сила. Где здесь ошибка в рассуждениях?

Лабораторные работы и опыты

1. Положите шарик на лист бумаги. Отметьте положение шарика относительно стола. Выдерните лист резким движением. Изменилось ли положение шарика?

2. Подвесите алюминиевый и медный цилиндры на нить к лапке штатива. Отклоните их в разные стороны и проследите, что с ними происходит после удара.

3. Зацепите крючками два динамометра и слегка разведите их в стороны. Заметьте их показания.

Самостоятельные работы

Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать проявление инерции у покоящихся и движущихся тел.
Придумайте опыты, при помощи которых можно показать зависимость инертности тел от массы.
Висящий на нити, привязанной к потолку каюты, груз отклонился в сторону, хотя на него ничто не действовало. Нет ли здесь противоречия с законом инерции?
Свойством инерции обладают не только твердые, но также жидкие и газообразные тела. Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать проявление инерции жидких тел.
Предмет покоится на краю горизонтального стола. Его толкают и он падает с другой стороны стола, ширина которого 1 м, через 2 с. Есть ли у предмета колеса?

10/14. Скорость равномерного движения. Относительность движения.

Мгновенная скорость. Скорость равномерного движения. Относительность движения. Относительная скорость тел. Расчет скорости движения для равномерного движения. Средняя скорость.

Демонстрации

Самолет, летящий со скоростью 900 км/ч, во время полета заправляется горючим от другого самолета. С какой скоростью движется при этом самолет-заправщик?
Демонстрация относительности движения на примере тележки и вращающегося диска, установленного на штативе.
Демонстрация теневой проекции вращения тела, лежащего на горизонтально расположенном диске.
Автомобиль проехал 60 км за 1 ч, а потом еще 240 км за 5 ч. Какова средняя скорость на всем пути?
Двигаясь по шоссе, велосипедист проехал 900 м со скоростью 15 м/с, а затем по плохой дороге 400 м со скоростью 10 м/с. С какой средней скоростью он проехал весь путь?
Минутная стрелка настенных часов вдвое длиннее, чем часовая. В какой момент после полуночи конец минутной стрелки будет удаляться от конца часовой стрелки с наибольшей скоростью?

Лабораторные работы и опыты

Положите линейку на лист бумаги. Один конец линейки зажмите и с помощью карандаша переместите на некоторый угол. Определите траекторию, скорость и перемещение относительно линейки и листа бумаги.
Положите деревянный брусок на лист бумаги. Медленно потяните за край листа. В каком состоянии относительно стола находится лист бумаги и брусок? В каком состоянии относительно листа бумаги находился брусок?

— 11 -

Положите брусок на лист бумаги и резко потяните за край листа. В каком состоянии относительно стола находился лист бумаги? В каком состоянии относительно бумаги находился стол? В каком состоянии относительно стола находился брусок?
Можно ли сказать, что брусок движется относительно стола в опытах, указанных в предыдущих задачах?

Самостоятельные работы

Подсчитайте скорость своего подъема по лестнице.
Определите среднюю скорость движения автобуса между остановками и переведите ее в м/с.
Определите скорость, с которой перемещается конец минутной стрелки ваших часов.
Голодный паук приготовился поймать насекомое, если оно окажется в паутинке, которая натянута между ним и стеной. Длина нити 1 м. на нить попала гусеница. Увидев паука, она стала уползать от него к стене со скоростью ν1 = 1мм/с относительно нити, а паук, оставаясь на месте, стал вытягивать свой конец нити со скоростью ν0= 1 см/с, считая, что нить может растягиваться без ограничений. Доползет ли гусеница до стены? Как изменится решение предыдущей задачи, если паук не сидит на месте, а удаляется от стены, увлекая за собой конец нити?

11/15. Перемещение при равномерном движении.

Траектория. Перемещение. Путь. Связь пути и перемещения при прямолинейном равномерном движении.

Демонстрации

Сравнить движение стрелок часов; нитяного маятника; равномерное движение тележки, привязанной к грузу, подвешенному к ней через блок. На тележке стоит капельница, с помощью которой отмечаются величины перемещений за равные промежутки времени. Вращение диска с закрепленной осью.

Лабораторные работы и опыты

Расположите резиновую трубку, заполненную водой, вертикально. Перевернув трубку, проследите за движением пузырька воздуха в ней. Отмерив одинаковые расстояния, проследите за тем, соответствуют ли ударам метронома прохождение пузырьком сделанных вами меток.

Самостоятельные работы

Определите путь и перемещение минутной стрелки часов за 10 минут, 30 минут и 1 час.
В движущемся вагоне в любой момент времени есть точки, движущиеся в сторону, обратную движению вагона. Какие это точки?
Две одинаковые шайбы А и В скользят без трения по льду озера. Они соединены легкой, нерастяжимой, но упругой нитью длиной √2L. В момент времени t = 0 шайба А покоится в точке с координатами (0,0), а шайба В, которая находится в точке с координатами (L,0), сообщают скорость v вдоль осиy в положительном направлении. Определите координаты и скорости шайб А и В в моменты времени t 1 = 2L/v и t 2 = 100L / v .

12/16. Графики зависимости скорости и перемещения от времени.

Научить строить и читать графики равномерного движения.

1. Получены данные о движения автомобиля:

Длительность движения, ч	0,1	0,4	0,2
Скорость, км/ч	20	60	20

— 12 -

Какой путь пройдет автомобиль за первый промежуток времени?
Какова общая длина пути, пройденного автомобилем?
Постройте график зависимости скорости от времени для этой поездки
За какое время автомобиль пройдет первые 14 км пути?
Укажите площадь на вашем графике, соответствующую первым 14 км пути.

2. Проанализируем графики, приведенные ниже. Какие из них могут соответствовать графикам зависимости перемещения от времени и почему? Какие из них могут соответствовать графикам зависимости скорости равномерного движения от времени и почему?

Лабораторные работы и опыты

Проследим, как движутся пузырьки воздуха со дна водоема. Проанализируем фотографии, сделанные за одинаковые промежутки времени. Измеряя перемещения пузырьков, запишем результаты в таблицу.

x, cм

t, c

По полученным данным построим график зависимости перемещения от времени.

Самостоятельные работы

На рисунке представлены графики проекций скоростей двух автомобилей, движущихся по одной прямой. Что можно сказать о направлении движения автомобилей? Меняются ли их скорости со временем? Какой из автомобилей движется быстрее?

— 13 -

13/17. Координатный метод описания движения.

Движение-это изменение положения тела относительно данного тела отсчета и связанной с ним системы координат с течением времени. Система отсчета и система координат. Положение тела в одномерной, двумерной и трехмерной системе координат. Угловая система координат.

Демонстрации

Все вы знаете стихотворение А. С. Пушкина «У лукоморья дуб зеленый…». Что является телом отсчета для описания движения кота?
Определим координаты люстры в классе, выбрав за тело отсчета входную дверь.
На рисунке изображено положение двух точек в пространстве относительно координатных осей. Определить:

Цену деления осей

Координаты точки А.

Координаты точки В.

Лабораторные работы и опыты

На рисунке показано положение трех точек А, В и С, соединенных между собой кривой линией. Эта линия является траекторией движения точки из А в С. Определить:

· Цену деления осей координат

· Координаты точек А, В и С.

· Проекции вектора АВ, ВС и АС.

На рисунке изображен график координаты тела от времени. Определите:

Цену деления осей.
Время движения по оси ох
Время остановки
Время движения против оси ох
Пройденный путь
Среднюю скорость движения
Скорость до остановки
Скорость после остановки
Величину перемещения

— 14 -

X, м

t, c

Самостоятельные работы

С помощью рулетки или сантиметровой измерительной ленты определите координаты точки подвеса комнатного светильника по отношению к системе отсчета, связанной с одним из нижних углов комнаты. Координаты оси направьте вдоль стен комнаты.

14/18. Движение с ускорением.

Движение с изменяющейся во времени скоростью. Ускорение. Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. Изменение скорости по направлению при вращении стрелок часов.

Демонстрации

1. Видеофильм «Основы кинематики». Элемент технологии критического мышления И.Д.Е.А.Л.

· Формулировка проблемы (все ли тела движутся равномерно)

· Формулировка проблемы в виде вопроса (как можно описать движение тел, отличающихся от равномерного)

· Генерирование как можно большего числа решений вопроса

· Выбор наилучших вариантов

· Характер изменения физические величины при движении со скоростью, меняющейся во времени

Оформление решения проблемы

2. Конический маятник.

3. Проделайте опыт Г.Галилея: убедитесь в том, что пути, проходимые в последовательные равные промежутки времени, относятся как последовательный ряд нечетных чисел. Положив шарик вверху желоба, отпустите его и карандашом отметьте местоположения шарика под удары метронома. Пути, проходимые при равноускоренном движении за последовательные равные промежутки времени, определите по миллиметровой шкале на линейке. Наклонная плоскость должна составлять малый угол с плоскостью стола, для того чтобы шарик скатывался медленно.

Лабораторные работы и опыты

Определите среднюю скорость шарика, скатывающегося с наклонной плоскости. Как она зависит от угла наклона плоскости? От чего зависит точность ваших измерений? Как определить конечную скорость шарика? Как она зависит от угла наклонной плоскости и ее длины?

Самостоятельные работы

Пластиковый пузырек с подкрашенной жидкостью поставить на тележку и открыть отверстие в дне сосуда. Измерить расстояния между каплями, оставленными на бумажной ленте, положенной на демонстрационный стол, при скатывании тележки с наклонной плоскости, а также общее время движения и интервалы времени, соответствующие отметкам на ленте. Подсчитать среднюю скорость движения.

— 15 -

15/19. Свободное падение тел.

Движение тела из состояния покоя под действием силы тяжести. Постоянство ускорения свободного падения для данного места на земной поверхности. Измерение ускорения свободного падения.

Демонстрации

1. Определите экспериментально ускорение, с которым шарик скатывается по наклонному желобу. Как изменяется ускорение шарика при увеличении угла наклона желоба?

2. Шарик упал со стола. С каким ускорением он двигался? Сколько времени длилось падение шарика? Какой была скорость шарика в момент, когда он коснулся пола? Какова высота стола?

Лабораторные работы и опыты

1. Пронаблюдайте за падением тел разной массы, но одинакового объема; разной формы. Сделайте вывод.

2. Придумать опыт, доказывающий, что свободно падающий шарик движется по вертикали.

Самостоятельные работы

Определите ускорение свободного падения, пользуясь отвесом, секундомером и камнями различной формы и объема. Местом проведения опыта может быть высокий мост, глубокий овраг или балкон многоэтажного дома. Возьмите округленный камень небольших размеров и под счет “раз, два, пуск” предоставьте ему возможность падать. Секундомером измерьте время падения камня, а затем по известной формуле найдите ускорение свободного падения. Повторите опыт несколько раз с разными телами и убедитесь в том, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела. Как влияет на результат расчета ускорения свободного падения погрешность измерения времени и время реакции человека?
Маленький шарик В лежит на краю стола высотой 1 м, другой такой же шарик А подвешен на нити длинной 1 м и представляет собой математический маятник. Если нить с шариком А привести в горизонтальное положение и отпустить, то между шариками произойдет упругое столкновение. Рассматривая движение шарика В только до момента его падения на землю, ответьте на вопросы: а) какой шарик дольше находится в движении; б) у какого шарика больше длина траектории?

16/20. График скорости от времени при равноускоренном движении.

График скорости от времени при равномерном движении (повторение). Отличие графика скорости неравномерного движения от графика скорости для равномерного движения. Физический смысл угла наклона графика. График скорости свободно падающего тела. Угол наклона графика скорости тела, движущегося под действием силы тяжести.

Основной материал

1. В таблице приведены значения мгновенной скорости автомобиля от времени:

Время, с	1	2	3	4	5	6
Скорость, м/с	10,0	12,4	14,8	17,2	19,6	22,0	24,4

Постройте график скорости от времени для этой поездки и ответьте на вопросы:

С какой скоростью двигался автомобиль в моменты времени 2,6 с и 4,8 с?
Какой путь прошел автомобиль между этими двумя моментами времени?

2. Дан график скорости от времени.

— 16 -

V, м/ c

t, c

Разобрать, как меняется скорость движения велосипедиста по графику. Какое время он двигался равномерно? Какое расстояние он проехал, двигаясь с постоянной скоростью, при разгоне и при торможении?

Лабораторные работы и опыты

По графику скорости найдите ускорение и среднюю скорость за первые две секунды его

движения.t, c

Самостоятельные работы

t, c

Определите ускорение и среднюю скорость тел, пользуясь графиками скорости от времени.

17/21. Законы взаимодействия тел.

Взаимодействие — причина изменения скорости. Законы взаимодействия тел. Первый, второй, третий законы Ньютона.

Демонстрации

Как движется ракета в безвоздушном пространстве? Почему она взлетает? (по компьютерной модели)
Движение искусственных спутников Земли.
Взаимодействие тел различной массы.
Движение тела в случае обрыва нити.

— 17 -

На рисунке изображены тело и силы, действующие на него. Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на него?
Цистерна, заполненная жидкостью, находится в покое на горизонтальном железнодорожном пути. Снизу цистерны у левого края имеется вертикальная труба с краном. Как начнется двигаться цистерна, если открыть кран? Как долго продолжится движение цистерны в этом направлении? Считайте, что всякое трение отсутствует.

Лабораторные работы и опыты

Изучение взаимодействия шариков при ударе по компьютерной модели

Самостоятельные работы

Ракета должна покинуть гравитационное поле Земли. Количество топлива в ее главном двигателе немного меньше, чем это необходимо. Но можно воспользоваться еще и вспомогательным двигателем, правда лишь на короткое время. Когда лучше всего включить вспомогательный двигатель: во время взлета или когда ракета практически остановится относительно Земли? Или это не имеет значения?
Бусинки с одинаковыми массами находятся в покое на длинном горизонтальном стержне. Расстояние между соседними бусинками одинаковы. Бусинки могут двигаться без трения. На левую бусинку начинает действовать постоянная, горизонтальная направленная вправо сила F . Какова скорость левой бусинки, если удары считать: а) абсолютно неупругими; б) абсолютно упругими?

18/22. Этапы планирования и выполнения эксперимента.

На примере представленного ниже опыта провести с учащимися тренинг по определению цели эксперимента, подбора необходимого оборудования, ожидаемой погрешности измерений, хода работы, прогнозирования результатов опыта, применяемых физических величин и физических законов. Какие табличные или справочные материалы можно использовать в этой работе? Какие дополнительные исследования провести?

Лабораторные работы и опыты

Определить предельную силу натяжения толстой лески. Оборудование предложить самостоятельно.

Самостоятельные работы

Определить цель своего творческого задания, план и этапы его проведения.

19/23. Выбор метода измерений и измерительных приборов.

Предлагается провести занятие в технологии критического мышления.

Дается следующее творческое задание.

Вам необходимо изготовить прибор, с помощью которого вы могли бы определять реакцию человека и различные характеристики вашего организма (вес, силу удара и т. п.) Оборудование подберите сами.

Работу организовать в парах. Каждый пишет свой вариант решения задания. Далее обмениваются листами ответов. Проводят корректирование своего ответа.

Самостоятельные работы Работа над решением своей творческой задачи.

— 18 -

20/24. Применение полученных знаний для выполнения творческого задания.

Демонстрации

Использование трехчастного дневника.

Мое мнение	Вопросы, на которые необходимо ответить	Мнение моих друзей
цели моего эксперимента измеряемые физические величины применяемые физические законы необходимое оборудование ожидаемые погрешности измерений хода работы прогнозирование результатов опыта справочные материалы табличные материалы дополнительные исследования

Что я изменю в своем мнении для успешного решения своей задачи.

Самостоятельные работы Работа над решением своей творческой задачи.

21/25. Результаты эксперимента в форме творческого отчета.

Как можно представлять свой отчет? Обсуждаем написанные на доске формы: реферат, стендовый доклад, презентацию. Особенности каждой формы. А что выберете вы?

Самостоятельные работы

Работа над решением своей творческой задачи.

22/26. Вычисление погрешностей эксперимента. Учет влияния измерительных приборов.

«Письменный круглый стол»

Организуются группы, перед каждым чистый лист
Записываем тему «Какие погрешности измерений вы знаете? Как они зависят от используемых приборов?»
Каждый записывает предложение по данной теме, передает лист
Другой участник продолжает писать текст
Круг проходит еще раз.
Результат обсуждается и записывается.

Самостоятельные работы

Сделать аналогичную работу применительно к своему творческому заданию.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ.(7 часов)

Задачи. Сформировать у учащихся логическую связь эксперимента с физическим законом, а также отличие постановочного эксперимента от демонстрационного. Отработка навыков решения задач.

Проверка владения монологической и диалогической речью, способности понимать точку зрения собеседника; использования различных источников информации, владение навыками оценки своей деятельности.

— 19 -

23/27. Вывод закона Гука и закона Кулона-Амонтона из анализа графиков, иллюстрирующих результаты экспериментов.

Лабораторные работы и опыты

Учащиеся, разделившись на две группы, строят графики зависимостей силы трения скольжения (первая группа) и силы упругости (вторая группа) от приложенной силы, анализируют их, выводят эмпирическую зависимость, прогнозируют поведение графиков при увеличении приложенной силы. Далее обмениваются результатами своей работы с целью выявить общие и частные признаки данных графиков, иллюстрирующих законы Гука и Кулона-Амонтона.

Самостоятельные работы

Заполните таблицу, раскрывая происхождение и свойства сил. При заполнении руководствуйтесь следующими вопросами:

Что является причиной возникновения силы?
Как схематически изображается сила на чертеже?
Какова формула для расчета ее числового значения?
Каковы особенности возникновения силы?
Постоянная или переменная это сила?

Название силы	Причина возникновения и особенности	Формула	Схематическое изображение на чертеже
Сила тяжести
Сила упругости
Сила трения покоя
Сила трения скольжения
Сила трения качения
Сила реакции опоры
Вес тела
Сила Архимеда

24/28. Вывод закона всемирного тяготения.

Демонстрации

В общем случае закон всемирного тяготения гласит, что для тел, размерами которых в условиях задачи можно пренебречь или для тел шарообразной формы:

m1 m2

F=G ———

(r+h)2

где m1, m2 – массы взаимодействующих тел, (r+h) – расстояние между их центрами.

Между двумя телами существует сила всемирного тяготения. Как изменится эта сила, если расстояние между телами увеличить вдвое? Что произойдет, если расстояние оставить прежним, но массу одного тела увеличить в 3 раза?
Если поднимать тело над поверхностью Земли, что будет происходить с силой тяжести, действующей на тело?
Что нужно сделать, чтобы увеличить силу притяжения между телами?
Изобразите схематично Землю и Луну. Как действуют между ними силы тяготения? Что можно сказать об их величине?
Укажите на рисунке все силы, действующие между тремя небесными телами: Землей, Луной и Солнцем.
Гирю перенесли с поверхности Земли на Луну. Изменилась ли масса гири? Сила тяготения?

— 20 -

Экваториальный радиус Земли больше полярного. Одинаковой ли будет сила тяжести, действующая на гирю массой 1 кг вблизи поверхности Земли на полюсе и на экваторе? Где больше?
Согласны ли вы с автором письма? А. П. Чехов «Письмо ученому соседу». «Люди, живя на Луне, падали бы вниз на Землю, а этого не бывает. Могут ли люди жить на Луне, если она существует только ночью, а днем она исчезает?».
Можно ли бросить камень на Земле так, чтобы он нигде не упал?
Где больше сила тяжести: в Санкт-Петербурге или в Москве?

Лабораторные работы и опыты

Движение шарика, скатывающегося с лотка с горизонтально направленной скоростью.
Показать, почему земной шар сплюснут у полюсов.

Приборы и материалы. Кусок плотной бумаги для поделок длиной около 40 см, ножницы, клей, дырокол, линейка, карандаш.

Ход работы.

· Вырежьте две бумажные полоски размером 3*40 см.

· Положите полоски крест-накрест и склейте.

· Соедините вместе 4 свободных конца и тоже склейте. Получится шар.

· Проделайте дыру в месте склейки свободных концов.

· Сантиметров на 5 засуньте в дыру карандаш.

· Держите карандаш между ладоней и, двигая ими взад-вперед, вращайте карандаш.

Время вращения шара его верхняя и нижняя части сплющиваются, а центральная часть раздувается.

Какую аналогию можно провести с вращением земного шара? (Окружность земли по экватору на 44 км больше).

Самостоятельные работы

Притяжение Луны Солнцем примерно в два раза больше, чем притяжение ее Землей. Почему же Луна – спутник Земли, а не самостоятельная планета?
Земля шарообразна. Как же наши антиподы ходят «вниз головой» и не ощущают никаких неприятностей?
На какую высоту вы подпрыгнете на Земле? Луне? Юпитере? А пуля?

25/29. Применение метода размерностей для определения периода колебаний математического маятника.

Демонстрации

Метод размерностей для определения периода колебаний математического маятника.

Лабораторные работы и опыты

Изготовьте математический маятник, используя нить с грузом, закрепленную в дверном проеме. Определите период (время одного колебания) маятника, а также его зависимость от длины маятника.
Получите аргументированную оценку времени пересыпания песка в песочных часах из верхнего сосуда в нижний. Используйте реальные данные.

Самостоятельные работы

Ведро с водой подвешено на веревке. Его отклоняют от положения равновесия и отпускают. В системе начинаются колебания. Однако ведро протекает, и уровень воды в нем уменьшается. Как изменится период колебаний, когда вся вода вытечет?
Получите аргументированную оценку времени пересыпания песка в песочных часах из верхнего сосуда в нижний. Используйте реальные данные.

— 21 -

26/30. Решение творческих заданий.

Демонстрации

Учащиеся-докладчики. Слушатели обсуждают доклады в стратегии «Тонкий и толстый вопросы».

Вопросы, предусматривающие развернутый ответ

Вопросы, на которые предполагается однозначный ответ

Самостоятельные работы

Учесть ответы на данные вопросы при подготовке своего задания.

27/31. Практическое применение полученных результатов.

Демонстрации

В какой области лежит применение результатов моей задачи?

Самостоятельные работы