Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Исследование зависимости давления твердых тел от силы давления и от площади поверхности, на которую действует сила давления
В 7 классе мы выполняли задание по расчету давления, которое производит ученик, стоя на полу. Задание интересное, познавательное и имеет большое практическое значение в жизни человека. Мы решили изучить этот вопрос.
Цель: исследовать зависимость давления от силы и площади поверхности, на которую действует тело Оборудование: весы; обувь с разной площадью подошвы; бумага в клетку; фотоаппарат.
Для того чтобы вычислить давление нам необходимо знать площадь и силу Р= F/S P- давление (Па) F- сила (Н) S- площадь (м кв.)
ЭКСПЕРИМЕНТ-1 З ависимость давления от площади, при неизменной силе Цель: определить зависимость давления твердого тела от площади опоры. Методика вычисления площади тел неправильной формы такова: - подсчитываем количество квадратов целых, - подсчитываем количество квадратов известной площади не целых и делим пополам, -суммируем площади целых и нецелых квадратов Для этого я мы должны с помощью карандаша обвести края подметки и каблука; посчитать число полных (В) и неполных клеток (С) и определить площадь одной клетки (S к); S 1 = (В + С/2) · S к Ответ получим в см кв., которые нужно перевести в м кв. 1см кв.=0,0001 м кв.
Для того чтобы вычислить силу нам понадобиться масса исследуемого тела F=m*g F – сила тяжести m - масса тела g – ускорение свободно падения
Данные для нахождения давления № опыта Обувь с разной S S (м кв.) F (Н) P (Па) 1 Туфли на шпильке 2 Туфли на платформе 3 Туфли на плоской подошве
Давление, оказываемое на поверхность Туфли на шпильке р= Туфли на платформе р= Туфли на плоской подошве р= Вывод: давление твёрдого тела на опору с увеличением площади уменьшается
Какую обувь носить? - Учёные выяснили, что давление, оказываемое одной шпилькой приблизительно равно давлению, которое оказывают 137 гусеничных тракторов. - Слон давит на 1 квадратный сантиметр поверхности в 25 раз с меньшим весом, чем женщина на 13 сантиметровом каблуке. Каблуки – главнейшая причина возникновения плоскостопии у женщин
ЭКСПЕРИМЕНТ-2 Зависимость давления от массы, при неизменной площади Цель: определить зависимость давления твердого тела от его массы.
Как зависит давление от массы? Масса ученика m= Р= Масса ученика с ранцем на спине m= Р=
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Организация опытно-экспериментальной работы по внедрению системы мониторинга качества обучения в практику работы учителя-предметника
Мониторинг в образовании не заменяет и не ломает традиционную систему внутришкольного управления и контроля, а способствует обеспечению ее стабильности, долгосрочности и надежности. Он проводится там,...
1. Пояснительная записка к экспериментальной работе по теме «Формирование грамматической компетенции у дошкольников в условиях логопункта".2. Календарно-тематический план логопедических занятий...
Программа даёт чёткую систему изучения творчества Ф.И. Тютчева в 10 классе....
Описание работы: Эта статья может быть полезна учителям физики, работающим в 7-9 классах по программам различных авторов. В ней приведены примеры домашних опытов и экспериментов, проводимых с помощью детских игрушек, а также качественные и экспериментальные задачи, в том числе и с решениями, распределенные по классам обучения. Материалом данной статьи могут воспользоваться и сами обучающиеся 7-9 классов, имеющие повышенный познавательный интерес и желание к проведению самостоятельных исследований в домашних условиях.
Введение. При обучении физике, как известно, большое значение имеет демонстрационный и лабораторный эксперимент, яркий и впечатляющий, он воздействует на чувства детей, возбуждает интерес к изучаемому. Для создания интереса к урокам физики, особенно в младших классах, можно, например, демонстрировать на уроках детские игрушки, которые часто проще в обращении и эффективнее, чем демонстрационное и лабораторное оборудование. Использование детских игрушек приносит большую пользу, т.к. они позволяют очень наглядно, на знакомых с детства объектах демонстрировать не только те или иные физические явления, но и проявление физических законов в окружающем мире и их применение.
При изучении некоторых тем игрушки будут почти единственными наглядными пособиями. Методика применения игрушек на уроках физике подчиняется требованиям, предъявляемым к различным видам школьного эксперимента:
1. Игрушка должна быть красочной, но без ненужных для опыта деталей. Все второстепенные детали, не имеющие принципиального значения в данном опыте, не должны отвлекать внимания учащихся и потому их либо нужно закрыть, либо сделать менее заметными.
2. Игрушка должна быть знакомой учащимся, т.к. повышенный интерес к конструкции игрушки может заслонить суть самой демонстрации.
3. Следует заботиться о наглядности и выразительности опытов. Для этого нужно выбирать игрушки наиболее просто и наглядно демонстрирующие данное явление.
4. Опыт должен быть убедительным, не содержать не относящихся к данному вопросу явлений и не давать повода к неправильному толкованию.
Игрушки могут быть использованы при проведении любого этапа учебного занятия: при объяснении нового материала, при фронтальном эксперименте, решении задач и закреплении материала, но наиболее целесообразным, на мой взгляд, является использование игрушек в домашних экспериментах, самостоятельных исследовательских работах. Применение игрушек помогает увеличить количество домашних опытов и исследовательских работ, что несомненно способствует выработке экспериментальных навыков и создает условия для творческой работы над изучаемым материалом, при котором главное усилие направлено не на запоминание того, что написано в учебнике, а на постановку эксперимента и обдумывание его результата. Опыты с игрушками будут для учащихся одновременно и учёбой и игрой, причём такой игрой, которая непременно требует усилия мысли.
фЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
ИМЕНИ а. н. рАДИЩЕВА
Г. кУЗНЕЦК - 12
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ФИЗИКЕ
1. Измерение модуля начальной скорости и времени торможения тела, движущегося под действием силы трения
Приборы и материалы: 1) брусок от лабораторного трибометра, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями.
1. Положите брусок на стол и заметьте его начальное положение.
2. Толкните слегка брусок рукой и заметьте его новое положение на столе (см. рис.).
3. Измерьте тормозной путь бруска относительно стола._________
4. Измерьте модуль веса бруска и вычислите его массу.__
5. Измерьте модуль силы трения скольжения бруска по столу.___________________________________________________________
6. Зная массу, тормозной путь и модуль силы трения скольжения, вычислите модуль начальной скорости и время торможения бруска.______________________________________________
7. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
2. Измерение модуля ускорения тела, движущегося под действием сил упругости и трения
Приборы и материалы: 1) трибометр лабораторный, 2) динамометр учебный с фиксатором.
Порядок выполнения работы
1. Измерьте модуль веса бруска с помощью динамометра._______
_________________________________________________________________.
2. Зацепите динамометр за брусок и положите их на линейку трибометра. Указатель динамометра установите на нулевое деление шкалы, а фиксатор - около упора (см. рис.).
3. Приведите брусок в равномерное движение вдоль линейки трибометра и измерьте модуль силы трения скольжения. ________
_________________________________________________________________.
4. Приведите брусок в ускоренное движение вдоль линейки трибометра, подействовав на него силой, большей модуля силы трения скольжения. Измерьте модуль этой силы. __________________
_________________________________________________________________.
5. По полученным данным вычислите модуль ускорения бруска._
_________________________________________________________________.
__________________________________________________________________
2. Переместите брусок с грузами равномерно вдоль линейки трибометра и запишите показания динамометра с точностью до 0,1 Н.__________________________________________________________.
3. Измерьте модуль перемещения бруска с точностью до 0,005 м
относительно стола. ___________________________________________.
__________________________________________________________________
5. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения работы._______________________________________________
__________________________________________________________________
6. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Ответьте на вопросы:
1. Как направлен вектор силы тяги относительно вектора перемещения бруска?_____________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Какой знак имеет работа, совершенная силой тяги по перемещению бруска?____________________________________________
__________________________________________________________________
Вариант 2.
1. Положите брусок с двумя грузами на линейку трибометра. За крючок бруска зацепите динамометр, расположив его под углом 30° к линейке (см. рис.). Угол наклона динамометра проверьте с помощью угольника.
 |
2. Переместите равномерно брусок с грузами по линейке, сохраняя первоначальное направление силы тяги. Запишите показания динамометра с точностью до 0,1 Н.____________________
_________________________________________________________________.
3. Измерьте модуль перемещения бруска с точностью до 0,005 м относительно стола._______________________________________________
4. Вычислите работу силы тяги по перемещению бруска относительно стола._______________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
5. Запишите результаты измерений и вычислений.__________
__________________________________________________________________
Ответьте на вопросы:
1. Как направлен вектор силы тяги относительно вектора перемещения бруска? ____________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Какой знак имеет работа силы тяги по перемещению бруска?
_________________________________________________________________.
_________________________________________________________________
4. Измерение КПД подвижного блока
П риборы и материалы : 1) блок, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями, 4) грузы массой по 100 г с двумя крючками – 3 шт., 5) штатив с лапкой, 6) нить длиной 50 см с петлями на концах.
Порядок выполнения работы
1. Соберите установку с подвижным блоком, как показано на рисунке. Через блок перебросьте нить. Один конец нити зацепите за лапку штатива, второй - за крючок динамометра. К обойме блока подвесьте три груза массой по 100 г.
2.Возьмите динамометр в руку, расположите его вертикально так, чтобы блок с грузами повис на нитях, и измерьте модуль силы натяжения нити._____________
___________________________________________
3.Поднимите равномерно грузы на некоторую высоту и измерьте модули перемещений грузов и динамометра относительно стола. ___________________________________________________________
_________________________________________________________________.
4.Вычислите полезную и совершенную работы относительно стола. ___________________________________________________________
__________________________________________________________________
5.Вычислите КПД подвижного блока. ________________________
Ответьте на вопросы:
1.Какой выигрыш в силе дает подвижный блок?______________
2.Можно ли при помощи подвижного блока получить выигрыш в работе? _______________________________________________
_________________________________________________________________
3.Как повысить КПД подвижного блока?_____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5. Измерение момента силы
П риборы и материалы : 1) желоб лабораторный, 2) динамометр учебный, 3) лента измерительная с сантиметровыми делениями, 4) петля из прочной нити.
Порядок выполнения работы
1.Наденьте петлю на конец желоба и зацепите ее динамометром, как показано на рисунке. Поднимая динамометр, поворачивайте желоб вокруг горизонтальной оси, проходящей через другой его конец.
2.Измерьте модуль силы, необходимой для вращения желоба._
3.Измерьте плечо этой силы. ________________________________.
4.Вычислите момент этой силы.______________________________
__________________________________________________________________.
5.Передвиньте петлю в середину желоба, и снова измерьте модуль силы, необходимой для вращения желоба, и ее плечо.______
___________________________________________________________________________________________________________________________________.
6.Вычислите момент второй силы. ___________________________
_________________________________________________________________.
7.Сравните вычисленные моменты сил. Сделайте вывод. _____
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6. «Измерение жесткости пружины.
Цель работы: найти жесткость пружины.
Материалы : 1) штатив с муфтами и лапкой; 2) спиральная пружина.
Порядок выполнения работы:
Закрепите на штативе конец спиральной пружины (другой конец пружины снабжен стрелкой - указателем и крючком).
Рядом с пружиной или за ней установите и закрепите линейку с миллиметровыми делениями.
Отметьте и запишите то деление линейки, против которого приходится стрелка-указатель пружины. __________________________
Подвесьте к пружине груз известной массы и измерьте вызванное им удлинение пружины.________________________________
___________________________________________________________________
К первому грузу добавьте второй, третий и т. д. грузы, записывая каждый раз удлинение /х/ пружины. По результатам измерений заполните таблицу _____________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
DIV_ADBLOCK195">
_______________________________________________________________.
3. Взвесьте брусок и груз.______________________________________
________________________________________________________________.
4.К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения. _______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
 |
5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μ ср. ______________________________-
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Лабораторная работа
Измерение жесткости пружины
Цель работы : найти жесткость пружины с помощью измерения удлинения пружины при уравновешивании силы тяжести груза силой упругости пружины и построить график зависимости силы упругости данной пружины от ее удлинения.
Оборудование: набор грузов; линейка с миллиметровыми делениями; штатив с муфтой и лапкой; спиральная пружина (динамометр).
Вопросы для самоподготовки
1. Как определить силу тяжести груза?_________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Груз неподвижно висит на пружине. Что можно сказать в этом случае о силе тяжести груза и о силе упругости пружины? _________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Как с помощью указанного оборудования можно измерить жесткость пружины? _____________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Как, зная жесткость, построить график зависимости силы упругости от удлинения пружины?________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Примечание . Примите ускорение свободного падения равным (10 ±0,2) м/с2, массу одного груза (0,100 ± 0,002) кг, массу двух грузов - (0,200±0,004) кг и т. д. Достаточно сделать три опыта.
Лабораторная работа
«Измерение коэффициента трения скольжения»
Цель работы : определить коэффициент трения.
Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.
Порядок выполнения работы
Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.
Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Заметьте при этом показание динамометра. ____________________________________________________
__________________________________________________________________
Взвесьте брусок и груз._________________________________________
К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения._________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
По результатам измерений заполните таблицу:
 |
5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μ. ________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Сделайте вывод.
Лабораторная работа
Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости.
Цель работы : измерить средний диаметр капилляров.
Оборудование : сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм, линейка измерительная.
Смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. Подъём жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх, Fв не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h:
По третьему закону Ньютона сила Fв, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения Fпов, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения её с жидкостью:
Таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рисунок 1)
Fпов = mg. (1)
Будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус которой r равен радиусу капилляра. Длина контура, ограничивающего поверхность жидкости, равна длине окружности:
Тогда сила поверхностного натяжения равна:
Fпов = σ2πr, (2)
где σ – поверхностное натяжение жидкости.
|
m = ρV = ρ πr2h. (3)
Подставляя выражение (2) для Fпов и массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, получим
σ2πr = ρ πr2hg,
откуда диаметр капилляра
D = 2r = 4σ/ ρgh. (4)
Порядок выполнения работы.
Полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в стакане (рисунок 2), наблюдая поднятие воды в полосках.
Как только прекратится подъём воды, полоски выньте и измерьте линейкой высоты h1 и h2 поднятия в них воды.
Абсолютные погрешности измерения Δ h1 и Δ h2 принимают равными удвоенной цене деления линейки.
Δ h1 = 2 мм; Δ h2 = 2 мм.
Рассчитайте диаметр капилляров по формуле (4).
D2 = 4σ/ ρgh2.
Для воды σ ± Δσ = (7, 3 ± 0, 05)х10-2 Н/ м.
Рассчитайте абсолютные погрешности Δ D1 и Δ D2 при косвенном измерении диаметра капилляров.
|
Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).
Погрешностями Δ g и Δ ρ можно пренебречь.
Окончательный результат измерения диаметра капилляров представьте в виде
Колебания и волны.
Оптика.
Задачи для самостоятельной работы
.
Задача 1. Гидростатическое взвешивание
.
Оборудование
: линейка деревянная длиной 40 см
, пластилин, кусок мела, мерный стакан с водой, нитки, лезвие бритвы, штатив с держателем.
Задание
.
Измерьте
- плотность пластилина;
- плотность мела;
- массу деревянной линейки.
Примечания :
- Кусок мела желательно не мочить – может развалиться.
- Плотность воды считать равной 1000 кг/м 3
Задача 2. Удельная теплота растворения гипосульфита
.
При растворении гипосульфита в воде температура раствора сильно понижается.
Измерьте удельную теплоту растворения данного вещества.
Под удельной теплотой растворения понимают количество теплоты, необходимое для растворения единицы массы вещества.
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × K), плотность воды 1000 кг/м 3 .
Оборудование
: калориметр; мензурка или мерный стакан; весы с разновесами; термометр; гипосульфит кристаллический; теплая вода.
Задача 3. Математический маятник и ускорение свободного падения .
Оборудование
: штатив с лапкой, секундомер, кусок пластилина, линейка, нить.
Задание
: измерить ускорение свободного падения с помощью математического маятника.
Задача 4. Показатель преломления материала линзы
.
Задание
: измерьте показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза.
Оборудование : двояковыпуклая линза на подставке, источник света (лампочка на подставке с источником тока и соединительными проводами), экран на подставке, штангенциркуль, линейка.
Задача 5. «Колебания стержня»
Оборудование : штатив с лапкой, секундомер, спица вязальная, ластик, иголка, линейка, пробка пластиковая от пластиковой бутылки.
- Исследуйте зависимость периода колебаний получившегося физического ма-ятника от длины верхней части спицы. Постройте график полученной зависимости. Проверьте выполнимость формулы (1) в вашем случае.
- Определите с максимально возможной точностью минимальный период колебаний полученного маятника.
- Определите значение ускорения свободного падения.
Задача 6. Определите с максимально возможной точностью сопротивление резистора
.
Оборудование
: источник тока, резистор с известным сопротивлением, резистор с неизвестным сопротивлением, стаканчик (стеклянный, на 100 мл), термометр, часы (можно использовать свои наручные), миллиметровая бумага, кусок пенопласта.
Задача 7. Определите коэффициент трения бруска о стол
.
Оборудование
: брусок, линейка, штатив, нитки, гиря известной массы.
Задача 8. Определите вес плоской фигуры
.
Оборудование
: плоская фигура, линейка, гирька.
Задача 9. Исследуйте зависимость скорости истечения струи, вытекающей из сосуда, от высоты уровня воды в этом сосуде
.
Оборудование
: штатив с муфтой и лапкой, стеклянная бюретка со шкалой и резиновой трубкой; пружинный зажим; винтовой зажим; секундомер; воронка; кювета; стакан с водой; лист миллиметровой бумаги.
Задача 10. Определите температуру воды, при которой ее плотность максимальна
.
Оборудование
: стакан с водой, при температуре t = 0 °С
; металлическая подставка; термометр; ложечка; часы; маленький стакан.
Задача 11. Определите силу разрыва Т
нити, mg < T
.
Оборудование
: планка, длина которой 50 см
; нить или тонкая проволока; линейка; груз известной массы; штатив.
Задача 12. Определите коэффициент трения металлического цилиндра, масса которого известна, о поверхность стола
.
Оборудование
: два металлических цилиндра приблизительно одинаковой массы (масса одного из них известна (m = 0,4 - 0,6 кг
)); линейка длины 40 - 50 см
; динамометр Бакушинского.
Задача 13. Исследуйте содержимое механического «черного ящика»
. Определите характеристики твердого тела, заключенного в «ящике».
Оборудование
: динамометр, линейка, миллиметровая бумага, «черный ящик» – закрытая банка, частично заполненная водой, в которой находятся твердое тело с прикрепленной к нему жесткой проволокой. Проволока выходит из банки сквозь малое отверстие в крышке.
Задача 14. Оределите плотность и удельную теплоемкость неизвестного вам металла
.
Оборудование
: калориметр, пластмассовый стакан, ванночка для проявки фотографий, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, нитки, 2 цилиндра из неизвестного металла, сосуд с горячей (t г = 60° –70°
) и холодной (t х = 10° – 15°
) водой. Удельная теплоемкость воды c в = 4200 Дж/(кг × K
).
Задача 15. Определите модуль Юнга стальной проволоки
.
Оборудование
: штатив с двумя лапками для крепления оборудования; два стальных стержня; стальная проволока (диаметром 0,26 мм
); линейка; динамометр; пластилин; булавка.
Примечание
. Коэффициент жесткости проволоки зависит от модуля Юнга и геометрических размеров проволоки следующим образом k = ES/l
, где l
– длина проволоки, a S
– площадь ее поперечного сечения.
Задача 16. Определите концентрацию поваренной соли в выданном вам водном растворе
.
Оборудование
: стеклянная банка объемом 0,5 л
; сосуд с водным раствором поваренной соли неизвестной концентрации; источник переменного тока с регулируемым напряжением; амперметр; вольтметр; два электрода; соединительные провода; ключ; набор из 8
навесков поваренной соли; миллиметровая бумага; емкость с пресной водой.
Задача 17. Определите сопротивления милливольтметра и миллиамперметра для двух диапазонов измерений
.
Оборудование
: милливольтметр (50/250 мВ
), миллиамперметр (5/50 мА
), два соединительных провода, медная и цинковая пластины, соленый огурец.
Задача 18. Определите плотность тела
.
Оборудование
: тело неправильной формы, металлический стержень, линейка, штатив, сосуд с водой, нить.
Задача 19. Определите сопротивления резисторов R 1 , …, R 7 , амперметра и вольтметра
.
Оборудование
: батарейка, вольтметр, амперметр, соединительные провода, переключатель, резисторы: R 1 – R 7
.
Задача 20. Определите коэффициент жесткости пружины
.
Оборудование
: пружина, линейка, лист миллиметровой бумаги, брусок, груз массой 100 г
.
Внимание!
Не подвешивайте груз на пружине, так как при этом вы превысите предел упругой деформации пружины.
Задача 21. Определите коэффициент трения скольжения спичечной головки о шероховатую поверхность спичечного коробка
.
Оборудование
: коробка со спичками, динамометр, груз, лист бумаги, линейка, нить.
Задача 22
. Деталь волоконно-оптического соединителя представляет собой стеклянный цилиндр (показатель преломления n
= 1,51), в котором имеется два круглых цилиндрических канала. Торцы детали заклеены. Определите расстояние между каналами
.
Оборудование
: деталь соединителя, миллиметровая бумага, лупа.
Задача 23. «Черный сосуд»
. В «черный сосуд» с водой на нити опущено тело. Найдите плотность тела ρ m , его высоту l уровень воды в сосуде с погруженным телом (h
) и когда тело находится вне жидкости (h o
).
Оборудование
. «Черный сосуд», динамометр, миллиметровая бумага, линейка.
Плотность воды 1000 кг/м 3
. Глубина сосуда Н = 32 см
.
Задача 24. Трение. Определите коэффициенты трения скольжения деревянной и пластмассовой линеек о поверхность стола
.
Оборудование
. Штатив с лапкой, отвес, деревянная линейка, пластмассовая линейка, стол.
Задача 25. Заводная игрушка. Определите энергию, запасенную пружиной заводной игрушки (машинки), при фиксированном «заводе» (числе поворотов ключа)
.
Оборудование
: заводная игрушка известной массы, линейка, штатив с лапкой и муфтой, наклонная плоскость.
Примечание
. Заводите игрушку так, чтобы ее пробег не превышал длину стола.
Задача 26. Определение плотности тел
. Определите плотность груза (резиновой пробки) и рычага (деревянной рейки), используя предложенное оборудование.
Оборудование
: груз известной массы (пробка маркированная); рычаг (деревянная рейка); цилиндрический стакан (200 - 250 мл
); нить (1 м
); деревянная линейка, сосуд с водой.
Задача 27. Изучаем движение шарика
.
Приподнимем на некоторую высоту над поверхностью стола шарик. Отпустим его и понаблюдаем за его движением. Если бы соударения были абсолютно упругими (иногда говорят упругими), то шарик всё время подскакивал бы на одну и ту же высоту. В действительности же, высота подскоков постоянно уменьшается. Уменьшается и интервал времени между последовательными подскоками, что явно ощутимо на слух. Спустя некоторое время подскоки прекращаются, и шарик остаётся на столе.
1 задание – теоретическое
.
1.1. Определите долю теряемой (коэффициент энергетических потерь) энергии после первого, второго, третьего отскока.
1.2. Получите зависимость времени от количества отскоков.
2 задание – экспериментальное
.
2.1. Прямым методом, используя линейку, определите коэффициент энергетических потерь после первого, второго, третьего удара.
Можно определить коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика с момента его бросания с высоты H до момента прекращения подскоков. Для этого вам предстоит установить зависимость общего времени движения с коэффициентом энергетических потерь.
2.2. Определите коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика.
3. Погрешности
.
3.1. Сравните погрешности измерений коэффициента энергетических потерь в п. 2.1 и 2.2.
Задача 28. Устойчивая пробирка .
- Найдите массу выданной вам пробирки и её внешний и внутренний диаметры.
- Вычислите теоретически, при какой наименьшей высоте h min и наибольшей высоте h max налитой в пробирку воды она будет устойчиво плавать в вертикальном положении, и найдите численные значения, используя результаты первого пункта.
- Определите h min и h max экспериментально и сравните с результатами пункта 2.
Оборудование
. Пробирка неизвестной массы с наклеенной шкалой, сосуд с водой, стаканчик, лист миллиметровой бумаги, нитка.
Примечание
. Отклеивать шкалу от пробирки запрещается!
Задача 29. Угол между зеркалами. Определите двугранный угол между зеркалами с наибольшей точностью
.
Оборудование
. Система из двух зеркал, измерительная лента, 3 булавки, лист картона.
Задача 30. Шаровой сегмент
.
Шаровым сегментом называется тело, ограниченное сферической поверхностью и плоскостью. При помощи данного оборудования постройте график зависимости объёма V
шарового сегмента единичного радиуса r = 1
от его высоты h
.
Примечание
. Формула объёма шарового сегмента не предполагается известной. Плотность воды принять равной 1,0 г/см 3 .
Оборудование
. Стакан с водой, теннисный шарик известной массы m
с проколом, шприц с иглой, лист миллиметровой бумаги, скотч, ножницы.
Задача 31. Снег с водой
.
Определите массовую долю снега в смеси снега и воды на момент выдачи.
Оборудование
. Смесь снега со льдом, термометр, часы.
Примечание
. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг × °С), удельная теплота плавления льда λ = 335 кДж/кг.
Задача 32. Регулируемый «чёрный ящик»
.
В «черном ящике», имеющем 3 вывода, собрана электрическая цепь, состоящая из нескольких резисторов с постоянным сопротивлением и одного переменного резистора. Сопротивление переменного резистора можно изменять от нуля до некоторого максимального значения R o с помощью регулировочной ручки, выведенной наружу.
С помощью омметра исследуйте схему «черного ящика» и, предполагая, что число находящихся в нем резисторов минимально,
- изобразите схему электрической цепи, заключенной в «черном ящике»;
- вычислите сопротивления постоянных резисторов и величину R o ;
- оцените точность вычисленных вами значений сопротивлений.
Задача 33. Измерение электрических сопротивлений
.
Определите сопротивления вольтметра, батарейки и резистора. Известно, что реальную батарейку можно представлять как идеальную, последовательно соединенную с некоторым резистором, а реальный вольтметр – как идеальный, параллельно которому включен резистор.
Оборудование
. Батарейка, вольтметр, резистор с неизвестным сопротивлением, резистор с известным сопротивлением.
Задача 34. Взвешивание сверхлёгких грузов
.
Определить с помощью предложенного оборудования массу m кусочка фольги.
Оборудование
. Банка с водой, кусок пенопласта, набор гвоздей, деревянные зубочистки, линейка с миллиметровыми делениями или миллиметровая бумага, остро отточенный карандаш, фольга, салфетки.
Задача 35. ВАХ ЧЯ
.
Определите вольт амперную характеристику (ВАХ) «чёрного ящика» (ЧЯ
). Опишите методику снятия ВАХ и постройте её график. Оцените погрешности.
Оборудование
. ЧЯ, ограничивающий резистор известным сопротивлением R, мультиметр в режиме вольтметра, регулируемый источник тока, соединительные провода, миллиметровая бумага.
Внимание
. Подключать ЧЯ
к источнику тока в обход ограничивающего резистора строго запрещается.
Задача 36. Мягкая пружина .
- Экспериментально исследуйте зависимость удлинения мягкой пружины под действием ее собственного веса от числа витков пружины. Дайте теоретическое объяснение найденной зависимости.
- Определите коэффициент упругости и массу пружины.
- Исследуйте зависимость периода колебания пружины от ее числа витков.
Оборудование : мягкая пружина, штатив с лапкой, рулетка, часы с секундной стрелкой, шарик из пластилина массой m = 10 г , миллиметровая бумага.
Задача 37. Плотность проволоки
.
Определите плотность проволоки. Ломать проволоку не разрешается.
Оборудование
: кусок проволоки, миллиметровая бумага, нить, вода, сосуд.
Примечание
. Плотность воды 1000 кг/м 3
.
Задача 38. Коэффициент трения
.
Определить коэффициент трения скольжения материала шпульки по дереву. Ось шпульки должна быть горизонтальна.
Оборудование
: шпулька, нить длиной 0,5 м
, деревянная линейка, закрепленная под углом в штативе, миллиметровая бумага.
Примечание
. Во время проведения работы запрещается изменять положение линейки.
Задача 39. Доля механической энергии
.
Определите долю механической энергии, теряемой шариком при падении без начальной скорости с высоты 1 м
.
Оборудование
: теннисный шарик, линейка длиной 1,5 м
, лист белой бумаги формата А4
, лист копировальной бумаги, стеклянная пластинка, линейка; кирпич.
Примечание
: при малых деформациях шарика можно (но не обязательно) считать справедливым закон Гука.
Задача 40. Сосуд с водой «черный ящик»
.
«Черный ящик» представляет собой сосуд с водой, в который опущена нить, на которой закреплены два груза на некотором расстоянии друг от друга. Найдите массы грузов и их плотности. Оцените размеры грузов, расстояние между ними и уровень воды в сосуде.
Оборудование
: «черный ящик», динамометр, миллиметровая бумага.
Задача 41. Оптический «черный ящик»
.
Оптический «черный ящик» состоит из двух линз, одна из которых является собирающей, а другая - рассеивающей. Определите их фокусные расстояния.
Оборудование
: трубка с двумя линзами (оптический «черный» ящик), лампочка, источник тока, линейка, экран с листом миллиметровой бумаги, лист миллиметровой бумаги.
Примечание
. Допускается использование света удаленного источника. Приближать лампочку вплотную к линзам (то есть ближе, чем позволяют стойки) не разрешается.
Физике»
У читель физики :
Горшенёва Наталья Ивановна
2011
г
Роль эксперимента в обучении физике.
Уже в определении физики как науки заложено сочетание в ней как теоретической, так и практической частей. Очень важно, чтобы в процессе обучения физике учитель смог как можно полнее продемонстрировать своим ученикам взаимосвязь этих частей. Ведь когда учащиеся почувствуют эту взаимосвязь, то они смогут многим процессам, происходящим вокруг них в быту, в природе, дать верное теоретическое объяснение.
Без эксперимента нет, и не может быть рационального обучения физике; одно словесное обучение физике неизбежно приводит к формализму и механическому заучиванию. Первые мысли учителя должны быть направлены на то, чтобы учащийся видел опыт и проделывал его сам, видел прибор в руках преподавателя и держал его в своих собственных руках.
Учебный эксперимент - это средство обучения в виде специально организованных и проводимых учителем и учеником опытов.
Цели учебного эксперимента:
Решение основных учебно – воспитательных задач;
Формирование и развитие познавательной и мыслительной деятельности;
Политехническая подготовка;
Формирование мировоззрения учащихся.
Познавательная (осваиваются основы наук на практике);
Воспитывающая (формирование научного мировоззрения);
Развивающая (развивает мышление и навыки).
Виды физических экспериментов .
Какие формы обучения практического характера можно предложить в дополнение к рассказу преподавателя? В первую очередь , конечно, это наблюдение учениками за демонстрацией опытов, проводимых учителем в классе при объяснении нового материала или при повторении пройденного, так же можно предложить опыты, проводимые самими учащимися в классе во время уроков в процессе фронтальной лабораторной работы под непосредственным наблюдением учителя. Еще можно предложить: 1)опыты, проводимые самими учащимися в классе во время физического практикума; 2)опыты-демонстрации, проводимые учащимися при ответах; 3)опыты, проводимые учащимися вне школы по домашним заданиям учителя; 4)наблюдения кратковременных и длительных явлений природы, техники и быта, проводимые учащимися на дому по особым заданиям учителя.
Что можно сказать о приведенных выше формах обучения?
Демонстрационный эксперимент является одной из составляющих учебного физического эксперимента и представляет собой воспроизведение физических явлений учителем на демонстрационном столе с помощью специальных приборов. Он относится к иллюстративным эмпирическим методам обучения. Роль демонстрационного эксперимента в обучении определяется той ролью, которую эксперимент играет в физике-науке как источник знаний и критерий их истинности, и его возможностями для организации учебно-познавательной деятельности учащихся.
Значение демонстрационного физического эксперимента заключается в том, что:
Учащиеся знакомятся с экспериментальным методом познания в физике, с ролью эксперимента в физических исследованиях (в итоге у них формируется научное мировоззрение);
У учащихся формируются некоторые экспериментальные умения: наблюдать явления, выдвигать гипотезы, планировать эксперимент, анализировать результаты , устанавливать зависимости между величинами, делать выводы и т.п.
Демонстрационный эксперимент, являясь средством наглядности, способствует организации восприятия учащимися учебного материала, его пониманию и запоминанию; позволяет осуществить политехническое обучение учащихся; способствует повышению интереса к изучению физике и созданию мотивации учения. Но при проведении учителем демонстрационного эксперимента основную деятельность выполняют сам учитель и, в лучшем случае, один - два ученика, остальные учащиеся только пассивно наблюдают за опытом, проводимым учителем, сами при этом ничего не делают собственными руками. Следовательно, необходимо наличие самостоятельного эксперимента учащихся по физике.
Лабораторные занятия.
При обучении физике в средней школе экспериментальные умения формируются, когда они сами собирают установки, проводят измерения физических величин, выполняют опыты. Лабораторные занятия вызывают у учащихся очень большой интерес, что вполне естественно, так как при этом происходит познание учеником окружающего мира на основе собственного опыта и собственных ощущений.
Значение лабораторных занятий по физике заключается в том, что у учащихся формируются представления о роли и месте эксперимента в познании. При выполнении опытов у учащихся формируются экспериментальные умения, которые включают в себя как интеллектуальные умения, так и практические. К первой группе относятся умения: определять цель эксперимента, выдвигать гипотезы, подбирать приборы, планировать эксперимент, вычислять погрешности, анализировать результаты, оформлять отчет о проделанной работе . Ко второй группе относятся умения: собирать экспериментальную установку, наблюдать, измерять, экспериментировать.
Кроме того, значение лабораторного эксперимента заключается в том, что при его выполнении у учащихся вырабатываются такие важные личностные качества, как аккуратность в работе приборами; соблюдение чистоты и порядка на рабочем месте, в записях, которые делаются во время эксперимента, организованность, настойчивость в получении результата. У них формируется определенная культура умственного и физического труда.
В практике обучения физике в школе сложились три вида лабораторных занятий:
Фронтальные лабораторные работы по физике;
Физический практикум;
Домашние экспериментальные работы по физике.
Выполнение самостоятельных лабораторных работ.
Фронтальные лабораторные работы - это такой вид практических работ, когда все учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование. Фронтальные лабораторные работы выполняются чаще всего группой учащихся, состоящей из двух человек, иногда имеется возможность организовать индивидуальную работу. Тут возникает сложность: не всегда в школьном кабинете физики есть достаточное количество комплектов приборов и оборудования для проведения таких работ. Старое оборудование приходит в негодность, а, к сожалению, не все школы могут позволить себе закупку нового. Да и от ограничения по времени никуда не денешься. А если у одной из бригад что-то не получается, не работает какой-то прибор или чего-либо не хватает, тогда они начинают просить о помощи учителя , отвлекая других от выполнения лабораторной работы.
В 9-11 классах проводится физический практикум.
Физический практикум проводится с целью повторения, углубления, расширения и обобщения полученных знаний из разных тем курса физики; развития и совершенствования у учащихся экспериментальных умений путем использования более сложного оборудования, более сложного эксперимента; формирования у них самостоятельности при решении задач, связанных с экспериментом. Проводится физический практикум, как правило, в конце учебного года, иногда - в конце первого и второго полугодий и включает серию опытов по той или иной теме. Работы физического практикума учащиеся выполняют в группе из 2-4 человек на различном оборудовании; на следующих занятиях происходит смена работ, что делается по специально составленному графику. Составляя график, учитывают число учащихся в классе, число работ практикума, наличие оборудования. На каждую работу физического практикума отводятся два учебных часа, что требует введения в расписание сдвоенных уроков по физике. Это представляет затруднения. По этой причине и из-за недостатка необходимого оборудования практикуют одночасовые работы физического практикума. Следует отметить, что предпочтительными являются двухчасовые работы, поскольку работы практикума сложнее, чем фронтальные лабораторные работы, выполняются они на более сложном оборудовании, причем доля самостоятельного участия учеников значительно больше, чем в случае фронтальных лабораторных работ.
К каждой работе учитель должен составить инструкцию, которая должна содержать: название, цель, список приборов и оборудования, краткую теорию, описание неизвестных учащимся приборов, план выполнения работы. После проведения работы учащиеся должны сдать отчет, который должен содержать: название работы, цель работы, список приборов, схему или рисунок установки, план выполнения работы, таблицу результатов, формулы, по которым вычислялись значения величин, вычисления погрешностей измерений, выводы. При оценке работы учащихся в практикуме следует учитывать их подготовку к работе, отчет о работе, уровень сформированности умений, понимание теоретического материала, используемых методов экспериментального исследования.
А что будет, если учитель предложит ученикам выполнить опыт или провести наблюдение вне школы, то есть дома или на улице? опыты, задаваемые на дом, должны не требовать применения каких-либо приборов и существенных материальных затрат. Это должны быть опыты с водой, воздухом, с предметами которые есть в каждом доме. Кто-то может усомниться в научной ценности таких опытов, конечно, она там минимальна. Но разве плохо, если ребенок сам может проверить открытый за много лет до него закон или явление? Для человечества пользы никакой, но какова она для ребенка! Опыт - задание творческое, делая что-либо самостоятельно, ученик, хочет он этого или нет, а задумается: как проще провести опыт, где встречался он с подобным явлением на практике, где еще может быть полезно данное явление. Здесь надо заметить то, чтобы дети научились отличать физические опыты от всяческих фокусов, не путать одно с другим.
Домашние экспериментальные работы. Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.
Главные задачи экспериментальных работ этого вида:
Формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;
Формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;
Формирование интереса к эксперименту и к изучению физики;
Формирование самостоятельности и активности.
Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования:
Работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.);
Работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп и др.);
Что необходимо ребенку, чтобы провести опыт дома? В первую очередь, наверное, это достаточно подробное описание опыта, с указанием необходимых предметов, где в доступной для ребенка форме сказано, что надо делать, на что обратить внимание. Кроме того, учитель обязан провести подробный инструктаж.
Требования, предъявляемые к домашним экспериментам. Прежде всего, это, конечно, безопасность. Так как опыт проводится учеником дома самостоятельно, без непосредственного контроля учителя, то в опыте не должно быть никаких химических веществ и предметов, имеющих угрозу для здоровья ребенка и его домашнего окружения. Опыт не должен требовать от ученика каких-либо существенных материальных затрат, при проведении опыта должны использоваться предметы и вещества, которые есть практически в каждом доме: посуда, банки, бутылки, вода, соль и так далее. Выполняемый дома школьниками эксперимент должен быть простым по выполнению и оборудованию, но, в то же время, являться ценным в деле изучения и понимания физики в детском возрасте, быть интересным по содержанию. Так как учитель не имеет возможности непосредственно контролировать выполняемый учащимися дома опыт, то результаты опыта должны быть соответствующим образом оформлены (примерно так, как это делается при выполнении фронтальных лабораторных работ). Результаты опыта, проведенного учениками дома, следует обязательно обсудить и проанализировать на уроке. Работы учащихся не должны быть слепым подражанием установившимся шаблонам, они должны заключать в себе широчайшее проявление собственной инициативы, творчества, исканий нового. На основе вышесказанного кратко сформулируем предъявляемые к домашним экспериментальным заданиям требования :
Безопасность при проведении;
Минимальные материальные затраты;
Простота по выполнению;
Легкость последующего контроля учителем;
Наличие творческой окраски.
Домашний эксперимент можно задавать после прохождения темы в классе. Тогда ученики увидят собственными глазами и убедятся в справедливости изученного теоретически закона или явления. При этом полученные теоретически и проверенные на практике знания достаточно прочно отложатся в их сознании.
А можно и наоборот, задать задание на дом, а после выполнения провести объяснение явления. Таким образом, можно создать у учащихся проблемную ситуацию и перейти к проблемному обучению, которое непроизвольно рождает у учащихся познавательный интерес к изучаемому материалу, обеспечивает познавательную активность учащихся в ходе обучения, ведет к развитию творческого мышления учеников. В таком случае, даже если школьники не смогут объяснить увиденное дома на опыте явление сами, то они будут с интересом слушать рассказ преподавателя.
Этапы проведения эксперимента:
Обоснование постановки эксперимента.
Планирование и проведение эксперимента.
Оценка полученного результата.
Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.
Определение цели эксперимента.
Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.
Планирование эксперимента, включающего ответ на вопросы:
какие наблюдение провести
какие величины измерить
приборы и материалы, необходимые для проведения опытов
ход опытов и последовательность их выполнения
выбор формы записи результатов эксперимента
Отбор необходимых приборов и материалов
Сбор установки.
Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результатов
Математическая обработка результатов измерений
Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов
Проводя любой эксперимент, необходимо помнить о требованиях, предъявляемых к эксперименту.
Требования к эксперименту:
Наглядность;
Кратковременность;
Убедительность, доступность, достоверность;
Безопасность.
Кроме вышеперечисленных видов экспериментов, существуют мысленные, виртуальные эксперименты (см. Приложение), которые проводятся в виртуальных лабораториях и имеют большое значение в случае отсутствия оборудования.
Психологи отмечают, что сложный зрительный материал запоминается лучше, чем его описание. Поэтому демонстрация опытов запечатлевается лучше, чем рассказ учителя о физическом опыте.
Школа -это самая удивительная лаборатория, потому что в ней создается будущее! И какое оно будет, зависит от нас, учителей!
Я считаю, что если учитель в преподавании физики пользуется экспериментальным методом, при котором учащиеся систематически включаются в поиски путей решения вопросов и задач, то можно ожидать, что результатом обучения будет развитие разностороннего, оригинального, не скованного узкими рамками мышления. А - это путь к развитию высокой интеллектуальной активности обучаемых.
Приложение.
Классификация видов экспериментов
.
Полевой
(экскурсии)
Домашний
Школьный
Мысленный
Реальный
Виртуальный
В зависимости от количества и размеров
Лаборатор
Практичес
демонстрационные
По месту проведения
По способу проведения
В зависимости от субъекта
Эксперимент