Формування творчих здібностей учнів на уроках фізики та вдома

Відділ освіти

Виконкому Первомайської міської ради Харківської області

Методичний кабінет

Формування творчих здібностей учнів на уроках фізики та вдома

Первомайський

2007

Зміст:

Вступ.

І Саморобні фізичні прилади для лабораторних робіт.

1. Системи відліку та траєкторія тіла.

2. Складання руху тіла, направлення під кутом один до одного.

3. Інерція.

4. Рівномірний рух.

5. Вага, невагомість.

6. Коливання.

ІІ Домашній експеримент.

Механічний рух.

Взаємодія тіл.

Кількість теплоти. Теплові машини.

Робота і енергія.

Рецензенти: Половинкіна К.М., заступник директора по навчально-виховній роботі.

Колектив авторів: Н.М. Олешко, учитель фізики ЗНЗ № 2, З.Г. Соколова, учитель-методист ЗНЗ № 2.

Схвалено методичною радою відділу освіти виконкому Первомайської міської ради Харківської області. Протокол № 4 від 25. 12. 2008 р.

Посібник пропонує опис робіт для проведення фізичного експерименту в класі і вдома. Матеріал відповідає програмі 12-річної школи для 8 класу. Матеріали посібника стануть у нагоді вчителям фізики загальноосвітніх шкіл.

Вплив вітру на швидкість випаровування.

На папір нанесіть пензлем, змоченим у воді дві смуги. Відгородіть одну смугу від іншої картоном, поставленим перпендикулярно до паперу. Одну смугу обмакуйте. Спостерігайте за процесом висихання.

Швидкість випаровування різних рідин. На папір нанесіть смужки: водяну, масляну, спиртову. Спостерігайте за випаровуванням. Теплопровідність різних речовин.

У посудину, в якій нагрівається вода, вставимо алюмініевий, деревянний, пластмасовий та склянний стержні. Зверху покладіть паралонові кульки. Спостерігайте за плаванням кульок. Зробіть висновки.

Спостереження конвекції.

З легкого паперу виріжте коло діаметром 7-9 см .Розріжте його по спіралі. Центр закріпіть на дротині так, щоб до спіралі знизу можна було піднести свічку, або лампу. Спостерігайте за рухом спіралі.

Згорання палива.

Запаліть свічку і накрийте її перевернутою прозорою банкою. Спостерігайте за процесом горіння.

Зміна обєму води при замерзанні.

Повітряну кульку заповнити частково водою. Залишки повітря витиснути і завязати кульку ниткою. Опустити в посудину з водою та позначити рівень води. Після замерзання знову виміряти обєм повітрянної кульки. Що відбувається з її обємом? У банку з-під кави налити трохи води. Надіти медичну рукавичку і поставити банку нагріватись. Спостерігати за рухом рукавички. Коли вона повністю підніметься зняти банку і побризкати на неї з пульвелізатора холодною водою.

Випаровування і конденсаціяВізміть смужку газової тканини або папірусного паперу довжиною 10 см. Підклейте її до олівця або лінійки. Знайдіть за допомогою цього пристрою найдужчі струмені повітря в приміщенні. Встановіть їх напрямок.

Вступ.

У час науково-технічного прогресу і переходу на 12-річне навчання помітно зростає роль експеременту в навчанні фізики в школі.

Система демонстраційних, фронтальних і домашніх дослідів, експериментальних задач, фронтальних лабораторних робіт та фізичного практикуму сприяє глобальному й усебічному засвоєнню програмного матеріалу, допомагає учням ознайомитись з принципами вимірюванняфізичниї величин, оволодіти способами і технікою вимірювання, а також методами аналізу похибок. Важливу роль у ціому відіграють саме лабораторні роботи.

Спостереження за явищами, самостійне відтворення їх на дослідах і дослідження під час виконання лабораторних робіт сприяють свідомому й глибокому засвоєнню учбового матеріалу. Крім того, учні набувають навичок користуватися установками, вимірювати фізичні виличини, проблеми результати експерименту.

Виконуючи лабораторні роботи, учні повинні суворо дотримуватися відповідних правил безпеки життєдіяльності.

Особливо велике значення мають лабораторні роботи на перших етапах навчання фізики в 7-8 классах, коли учні вперше знайомляться з фізичною наукою.

Тут якість знань учнів дуже багато залежить від того, як якісно була підготовлена та проведена лабораторна робота та експеримент.

Запропоновані лабораторні роботи можна використовувати для учнів, що вивчають фізику на високому рівні (10-12 балів). Учень визначає характеристики приладів, аналізує та обґрунтовує отримані висновки дослідження. Більш високим рівнем вважається виконання роботи за самостійно складеним оригінальним планом або установкою, їх обгрунтування.

На розвиток творчіх здібностей учнів напрямлене і застосування домашнього експерименту, тому що через обмеженність часу під час уроку на всі досліди і спостереження можуть бути проведені. Деякі з них потребують значних затрат часу, інші не можна провести через відсутність достатньої кількості необхідного обладнання або з інших причин.

Виконуючи домашні експериментальні завдання, учні здобувають знання, а не дістають їх у готовому вигляді. Можливість застосування дослідного і пошукового методів сприяє розвитку активності і самостійності учнів, удосконалює їх практичні уміння і навички.

Механічний рух.

1. Системи відліку та траєкторія тіла.

Біля диску, який має нерухому вісь обертання й закріплення у штативі, як показано на малюнку, паралельно його поверхні розташуйте лінійку.

Якщо крейдою вести по лінійці так, щоб крейда дотикалась до поверхні диска і одночасно рухаючи диск рукою, можна показати, що траєкторія руху крейди відносно лінійки - прямолінійна, а відносно диску - кролінійна.

2. Складання руху тіл, направленних під кутом один до одного.

Треба взяти склянну трубку, довжиною до одного метра, запаяну з одного кінця.

Заповнити її водою (можно підфарбувати воду), закрийте коркою так, щоб в трубці залишилась бульбашка повітря. Поверніть лінійку навколо зафіксованого кінця так, щоб вона вдарилася об стопор. Кнопки продовжать рух прямолінійно. Чи однакову відстань вони пройшли до зупинки? Чому?

Перетворення енергії в роботу.

Виріжте з тонкої фанери модель кораблика. Прикріпіть до складеної удвоє резинки лопать так, щоб вона не падала, коли резинка розкрутиться.

Перекрутіть резинку декілька разів і пустіть кораблик. Збільшіть запас енергії удвоє. Як це впливає на кораблик?

Прості механізми.

Виміряйте за допомогою лінійки плечі важелів (ножиців, гайкового ключа, ключа дверного замка тп інш.) Визначте виграш у силі даних простих механізмів.

За допомогою пилки або напильника зясувати, як швидко вони нагрілись під час роботи і від чого це залежить.

Покладіть на деревяну лінійку мідну монету і дослідіть, як від кількості рухів залежить нагрівання монетки.

Поглинаюча здатність поверхні.

У порожню металеву банку з під згущеного молока вставте трубку , яка служитиме марометром. Пофарбувавши половину банки в чорний колір, поставте свічку біля однієї , потім біля іншої. Слідкуйте за переміщенням краплі води у трубці, зробіть висновок про поглинаючу здатність поверхонь.

Утворення тяги.

Зробіть перегородку з картону. Закріпіть її в високій банці так, щоб залишався проміжок між дном і екраном на дно банки поставте запалену свічку. Перекрийте другу половину банки, перешкоджаючи припливу свіжого повітря. Спостерігайте за полум'ям свічки.

Умови плавання тіл.

З пальців медичної рукавички виготовте кульки різних об'ємів. Зав'яжіть їх ниткою і приєднайте до кошика, який можна зробити вирізавши формочки для цукерок. Покладіть у формочку однакові шматки пластиліну такі, щоб пристрій плавав у воді. Чи на однаковій глибині вони плавають? Міняйте і спостерігайте за плаванням пристрою

Прилад Паскаля.

Візміть 0,5 л пластмасову пляшку і зробіть отвори у дні і по боках пляшки. Наповніть її водою, закрийте кришку і натисніть з боків. Як виливається вода з отворів?

Визначення сили тиску, тиску.

Визначте тиск води на дно пластикової пляшки (пляшка, вода, таблиця густини)

Визначте силу, з якою атмосфера тисне на стіл (лінійка, барометр)

Визначте тиск власного тіла на підлогу, вимірявши площу підошви черевика та знайшовши свою масу (міліметровий папір).

Робота і енергія.

Обчислення роботи.

Обчисліть роботу, здійснювану вами під час прямування з дому до школи, якщо при кожному кроці відбувається в середньому робота 20 Дж.

Обчисліть роботу, що ви виконуєте, піднімаючсь на третій поверх школи. Висота одного поверху 3 метри

Залежність кінетичної енергії від швидкості тіла.

Поставте важке тіло на стіл - це буде стонор. Відхиліть лінійку від лінії, що проходить через стонор приблизно на 30, зафіксувавши один кінець лінійки. Покладіть біля лінійки дві кнопки: одну посередині лінійки, іншу біля

Якщо тепер перевернуті трубку, то бульбашка повітря буде в ній підніматися рівномірно вверх.

На классній дошці проведіть вертикальну лінію, рівну довжині трубки. Переверніть трубку і виміряйте час руху бульбашки повітря.

Потім за той же переріз часу рухайте рівномірно трубку зліва направо в площині дошки так, щоб трубка була паралельна попередній лінії.

Тепер проведіть лінію вздовш трубки в кінці її руху й доповніть малюнок до паралелограма. Проведіть в паралелограмі діагональ з нижнього лівого кута в правий верхній кут.

Покажіть, що якщо рух бульбашки й трубки проходить одночасно, то результуюче перемішення бульбашки відносно дошки буде проходити по діагоналі паралелограма, побудованого на переміщеннях як на сторонах.

3. Інерція.

Досліди, які показують, що зі зменшенням тертя швидкість руху тіла по інерції зберігається довгий час.

Встановіть жолоб під невеликим кутом до площини стола. На стіл покладіть кусок сукна або газету, посипану піском.

Покажіть, що кулька яка скотилась з жолоба, пройде по поверхні сукна (або піска) невелику відстань.

Повторити дослід, якщо кулька буде рухатися по вільній поверхні столу, а потім поверхні скла.

4. Рівномірний рух.

Для демонстрації рівномірного руху можна самим виготувати крапельницю.

Крапельниця може бути виготовлена із пластикової баночки від кольорової фотоплівки, у дно якої просверлено отвір, трохи менший, ніж діаметр стержня шарикової ручки.

В цей отвірвставляється трубка від списаного стержня шарикової ручки, вигнутого під кутом 90.

Можна також виготувати крапельницю безпосередньо із великого балончика шарикової ручки.

Частота утворення капель залежить від нахилу трубки, по якій поступає рідина. Тому, повертаючи стержень крапельниці можна змінювати частоту утворення капель від 0,1 до 1.

5. Вага, невагомість.

Деяку уяву по невагомість можна подати за допомогою наступних дослідів.

А) Якщо до сталевої спіральної пружини підвісити груз, то пружина розтягнеться. Але як тільки кінець пружини випустити, то напруга - щезне, в момент падіння тягар не розтягує пружину. Це явище пояснюється тим, що пружина падає так як і тягар, якщо затримати пружину, то тягар почне її обганяти, пружина розтягнеться.

Б) Дослід можна зробити наглядніше, якщо зібрати такий приклад. На невеликій панелі прикріпити кронштейн для пружини. Біля пружини розташувати контакти електричного кола з двома лампочками. При деформації пружини горить зелена лампочка, при відсутності деформації - червона.

При вільному падінні горить червона лампочка, що свідчить про невагомість груза. Таке явище буває зі всіма тілами, які знаходяться в космічному кораблі, який обертається навколо Землі.

Візьміть коробки з - під сирників і заповніть їх пластиліном. Прикріпіть до однієї гумову стрічку . Лінійкою вимірюйте подовження пружини, щоюб знати, як змінюється сила тертя . Тягніть коробки по столу спочатку широкою поверхнею, а потім тією , де сірка. Поставте зверху іншу коробку і знову тягнітьрівномірно. Як змінюється сила?

Залежність сили пружності від видовження.

Візміть 4-5 коробки з - під сирників, заповніть піском. Підвісте один коробок до гумової стрічки, виміряйте подовження лінійкою . Додайте ще один коробок, знову виміряйте подовження і т д. Зробіть висновок.

Модель гідравлічної машини.

Візміть шприци різних обємів і зєднайте трубкою. Заповніть систему водою без бульбашок повітря. Дослідіть роботу гідравлічної машини.

Залежність тиску рідини від висоти.

Візьміть паперову коробку з-під соку об'ємом 2 літри .Зробіть отвори на відстані 5 см, 10 см і 15 см від дна налийте воду і спостерігайте за струменями.

Тиск на дно посудини.

Візміть побутові терези і поставте на них посудину частково заповнену водою. Прив'яжіть за нитку досить важке тіло. Порівняйте показання терезів, коли деревина плаває і коли ежить на терезах поруч з посудиною.

Робота сифону.

Налийте у велику посудину води і поставте її на підставку. З двох гофрованих трубочок для соку зробіть U-образну трубку. Пропускайте через трубу воду. Дослідіть, що відбувається якщо нижня трубка буде нижче поверхні рідини у верхній посудині, але вище ніж отвір у верхній трубці.

6. Коливання.

Завжди для лабораторних робіт, демонстрацій використовують маятник - це кульки малих розмірів, підвішені на нитках до малих штативів. Такі маятники і погано дивляться, і їх досліди не запам ятовуються . Дослід буде більш вражаючим, якщо взяти масивні кульки більших розмірів і підвісити до потолочної банки

Такі масивні кульки можна виготувати їз дитячих пластикових кульок, які продаються в магазинах. Їх треба заповнити піском, ошурками або свинцевою широтинкою.

До кожного шару приробити дві петлі для біфилярного підвісу. Для виготовлення петель можна використовувати підвіси із сталевої проволоки з гачками, краще всього - рибальські гачки зі сточиними краями. На таких підвісах маятник не крутиться, іх добре зберігати звернутими в кільце більшого діаметра. Місце зєднання гачка і проволоки треба спаяти

Вимірювання швидкості.

Покладіть один лист папіру в кінці столу, а другий - так, щоб його середня лінія знаходилась на половині шляху від початкової точки до середньої лінії листа, що лежить в кінці. Підкладіть під ніжки столу олівці так, щоб кулька котилася з одного кінця столу на інший. Виміряйте час. Обчисліть швидкість чи однакова швидкість на різних ділянках.

Рух по колу.

Привяжіть ластик до нитки, яку пропустіть через трубку, напраклад корпус кулькової ручки. Тримаючи протилежний кінець нитки, розкрутіть ластік в горизонтальній площині з частотою 1 с -1. Потім втягуйте нитку в трубку, поки її довжина не зменьшиться вдвоє як змінюється частота обертання? Чому вона дорівнює в кінці досліду?

Привяжіть до нитки ластік або мякий мяч і розкрутіть його по горизонтальному колу на столі або підлозі , коли він буде рухатись рівномрно, відпустіть нитку. Спостерігайте за траєкторією руху після цього.

Вимірювання переміщення.

Визначте швидкість витікання води з перевернутої пластмасової пляшки за допомогою секундоміра й лінійки. Чи однакова швидкість витікання на початку і в кінці?

Приклад для запису коливального руху.

Зробіть маятник з лійкою. Лійку виготовляють з паперового корпусу або відрізавши від 0,5 л пластикової пляшки частину з пробкю. На кінці зробіть невеликий отвір. Прикріпіть до лійки дужку з ниткою за цю дужку відвісьте маятник і примусьте його коливати посипаний у лійку пісок «малює» на папері, що він протягує під маятником, синусоїду.

Соляний маятник.

Візміть консервну банку і зробіть у дні невеличкий отвір. Наповніть її насиченим розчином соці, підфарбівавши його. У ширшу посудину налийте чистої води і занурте банку у воду приблизно наполовину. Спостерігайте коливання, що відбувається з банкою.

Звукові коливання.

Розтягніть тонке гумове кільце між пальцями і шипком змусьте його звучати. Змінюйте натяг кільця. Як змінюється звук? Притисніть гумове кльце до склянного стакану.

Збудіть в кільці коливання.

Який тепер звук?

Список літератури:

1) Г.І. Жереков. Демонстраційний експеримент з механіки 1986 р. «Наука». Москва.

2) А.А. Морголіс. Практикум по шкільному фізичному експерименту.Москва «Просвещение» 1992 р.

3) В.П Орєхова. Методика викладання фізики в 7-8 класах. Москва. «Просвещение» 1992 р.

4) С.І. Гончаренко. Збірник задач фізичних олімпіад. Київ. «Вища школа» 2002.

5) Нестандартні уроки в школі. Фізика 7-11 класи. Київ 2005р.

6) А.Ф. Раева: Физический експеримент в школе. Москва «Просвещение» 1973.

7) Н.М. Шахмаев, В.Ф. Шилов: Физический експеримент в школе. Москва «Просвещение» 1989 г.

8) В. Г. Чепуренко. В. Г. Нижник , Г.М. Гайдучок. Лабораторні роботи з фізики у 8-10 класах. Київ «Радянська школа» 1976.