Методическая разработка урока физики «Физика — фундаментальная наука о природе. Связь физики с техникой и астрономией. Физика в будущей профессии геолога»
Цели урока: Ознакомить учащихся с методами дисциплины «физика», сформировать представление о физике как науке. Ввести термины и понятия: методы научного познания, эксперимент, теория в процессе познания, моделирование физических явлений и процессов, гипотезы, физические законы, физические теории, границы применимости физических законов и теорий, основные элементы физической картины мира; уметь различать эти понятия в процессе изучения курса физики. Выявить связь физики с техникой и астрономией. Рассмотреть роль физики в будущей профессии геолога.
Ход урока
- Организационный момент. Инструктаж по технике безопасности в кабинете (вводный) физики. Правила поведения и работы в кабинете физики.
- Входной тест ( установить уровень подготовленности учащихся по физике и выстроить индивидуальную траекторию обучения).
1 вариант
1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?
А. Электрон – отрицательным, протон – положительным.
Б. Электрон – положительным, протон – отрицательным.
В. Электрон и протон – положительным.
Г. Электрон и протон – отрицательным.
2. Сколько электронов в нейтральном атоме водорода?
А. 1. ; Б. 2. ; В. 3. ;Г. 4.
3. Как называется единица измерения силы тока?
А. Ватт. ; Б. Ампер.; В. Вольт. ; Г. Ом.
4.Каково напряжение на участке электрической цепи сопротивлением 20 Ом при силе тока 200 мА?
А. 4000 В.;Б. 4 В.; В. 10 В. ;Г. 0,1 В.
5. Линзы имеют следующие значения оптической силы: 1,5 дптр, 3 дптр. У какой из линз фокусное расстояние больше?
А. у первой; Б. у второй ;В. имеют одинаковое фокусное расстояние
6. Установите соответствие между физическими величинами и приборами для их измерения.
А. Атмосферное давление |
1.термометр |
Б. Давление газа |
2. манометр |
В. Температура |
3.барометр |
Г. Относительная влажность |
4.гигрометр |
7. Амплитуда колебаний - это...........................колеблющегося тела от положения............
8. Явление превращения пара в жидкость, называется....
А. кристаллизация
Б. плавление
В. кипение
Г. конденсация
9.В 1983 г. в Антарктиде была зарегистрирована самая низкая температура воздуха -82,2 °С. Можно ли измерить такую температуру ртутным и спиртовым термометрами?
А. нельзя
Б. можно только спиртовым термометром
В. можно только ртутным термометром
Г. можно как спиртовым, так и ртутным термометрами
10. Сила упругости - это сила, возникающая в теле в результате его ..............и стремящаяся вернуть тело в..........................
11. Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления.
А. Количество теплоты при сгорании топлива |
1. |
Б. Количество теплоты необходимое, для плавления |
2. |
В. Количество теплоты необходимое, для парообразования |
3. |
Г. Количество теплоты, выделяющиеся при охлаждении |
4. |
12. Потенциальная энергия - это...
А. Энергия взаимодействия тел, либо частей тела, между собой.
Б. Энергия тела, которую оно имеет вследствие своего движения.
В. Энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния.
Г. Энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.
2 вариант
1. Каким электрическим зарядом обладает нейтрон?
А. отрицательным
Б. положительным
В. не имеет заряда
Г. положительным и отрицательным
2. Сколько электронов в нейтральном атоме гелия?
А. 1.;Б. 2. ; В. 3. ; Г. 4.
3. Как называется единица измерения напряжения?
А. Ватт. ; Б. Ампер.; В. Вольт. ; Г. Ом.
4.Какова сила тока в цепи, если на резисторе с электрическим сопротивлением 10 Ом напряжение равно 20 В?
А. 2 А; Б. 0,2 А; В. 200 А; Г 30 А
5. Соотнесите физическую величину и единицу измерения в системе СИ
1. работа |
А. м/с |
2. энергия |
Б. Дж |
3. сила |
В. Н |
4. ускорение свободного падения |
Г. м/с2 |
6. Линзы имеют следующие значения оптической силы: 2дптр, 3,5 дптр. У какой из линз фокусное расстояние больше?
А. у первой
Б. у второй
В. имеют одинаковое фокусное расстояние
7. Явление превращения жидкость в пар, называется....
А. кристаллизация; Б. плавление; В. кипение; Г. конденсация
8. Конвекция – это процесс......, осуществляемый путем энергии потоками жидкости или ....................
9. Упорядоченное направленное движение заряженных частиц называется.......
10. Кинетическая энергия - это...
А. энергия взаимодействия тел, либо частей тела, между собой.
Б. энергия тела, которую оно имеет вследствие своего движения.
В. энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния.
Г. энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.
11. Подобрать правильные определения
А. Внутренняя энергия |
1.состояние системы, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными. |
Б. Тепловое равновесие |
2. физическая величина, характеризующая тепловое состояние тел |
В. Количество теплоты |
3. определяет тепловое состояние тела и изменяется при переходе из одного состояния в другое. |
Г. Температура |
4. энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче |
12. В какой цвет окрашивают наружную поверхность самолетов, чтобы избежать их перегрева?
А. не окрашивают
Б. не имеет значения
В. в темный цвет
Г. в светло - серебристый
3. Введение в тему занятия
Физика – одна из наук, изучающих природу. Своё название физика получила от греческого слова «фюзис», что в переводе означает «природа».
В XVIII веке М.В. Ломоносов ввел в русский язык слово “физика”, издал в переводе с немецкого первый учебник по физике.
Чтобы успешно заниматься физикой, нужно знать не только явления и законы физики, а важно понять, как она создавалась, какова роль эксперимента, какова роль теории, какова роль физики в будущей профессии геолога.
Физика — это наука, занимающаяся изучением простейших и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. Поэтому понятия физики и ее законы лежат в основе любого раздела естествознания.
В настоящее время физика очень тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и другими естественными науками. Она многое объясняет в этих науках, предоставляет им мощные методы исследования.
Для этого существуют методы научного познания.Они представляют собой общие способы получения знаний о природе.
Схема метода научного познания
Эксперимент – это метод познания, при помощи которого все явления действительности исследуются в условиях.
Физика использует разнообразные виды эксперимента
1. натурный (реальное падение реальных ядер с Пизанской башни)
2. компьютерный (моделирование поведения газа, состоящего из большого числа упругих шариков)
3. модельный (Изучение сопротивления воды движению судов на их уменьшенных моделях)
4. мысленный (Рассуждения Галилея о наблюдении движения в каюте плывущего корабле)
Исследование явлений начинается с наблюдений, при которых ученый не ограничивается общими качественными впечатлениями от явлений. Ему надо найти количественные характеристики явления в виде величин, которые подлежат измерении.Когда величины найдены и проведены измерения, то пытаются установить количественную зависимость одних величин от других в виде математических формул. Если такая зависимость установлена, то говорят, что был открыт опытный физический закон.
Для объяснения наблюдаемых явлений или законов, установленных путем экспериментов, выдвигается гипотеза.
Гипотеза- это предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство.
Физическая теория объединяет несколько опытных закономерностей и гипотез и дает объяснение целой области явлений природы с единой точки зрения. Теория позволяет не только объяснять наблюдаемые явления, но и предсказывать новые.
Физический закон устанавливает количественную зависимость одних физических величин от других. Законы могут быть получены двумя способами:
1. В результате обобщения данных экспериментов (опытные законы)
2. Путем выводов из известных законов (теоретические законы)
Моделирование – метод научного исследования, в котором изучаемое физическое явление (или объект) заменяется другим, сходным с ним – моделью. Модели могут быть материальными и идеальными.
Физика образует фундамент главнейших направлений техники:
- электротехника и энергетика,
- радиотехника и электроника,
- светотехника,
- строительная техника,
- гидротехника,
- значительная часть военной техники выросли на основе физики.
Примеры, подтверждающие значение физики для техники:
- На механике, на ее законах, построены все движущиеся узлы и механизмы. С помощью физики рассчитывается линейная и угловая скорость, ускорение, сила трения. Все подшипниковые узлы подбираются на основе физических расчетов. Без знания коэффициента трения здесь не обойтись.
- Раздел "Динамика" позволяет проводить расчет сил в конструкции на изгиб, на сжатие, на растяжение, на излом. Это очень важно, например, в строительстве автомобилей и другой тяжелой техники.
- Раздел "Акустика" в физике нужен для расчета звуковоспроизводящей аппаратуры, громкоговорителей а также для производства эхолотов, дальномеров.
- Создание микроскопов позволило изучить строение различных веществ.
- Все оптические приборы в технике рассчитываются на основе формул, применяемых в оптике. Это и бинокли, и перископы, и прицелы, и даже фары автомобилей. Везде нужно знать коэффициент преломления, коэффициент кривизны.
- Вся техника, работающая на принципе электромагнитной индукции, рассчитывается по физическим законам: электрогенераторы, электродвигатели.Развитие электронной техники – появление калькуляторов, новых моделей телевизоров, компьютеров и т.д. – стало возможным благодаря созданию полупроводниковых материалов, обладающих специфическими электрическими свойствами.
Как же физика связана с астрономией?
Физика и астрономия тесно связаны между собой, а именно в течение многих веков астрономия была привязана к Земле. Так, движение Луны вокруг Земли и падение тел на Землю происходят по одной и той же причине – силе тяготения. Одинаковы процессы, происходящие, например, в недрах Солнца и в ускорителях частиц, установленных на Земле. Развитие физики приводит к новым открытиям и в астрономии. В частности, изучить строение и состав звезд стало возможным благодаря использованию специальных физических методов исследования. Космические полеты стали реальными, когда научились рассчитывать траектории космических кораблей и создавать специальные материалы, обладающие необходимыми свойствами: прочностью, легкостью, жаростойкостью и т.п.Еще на заре человеческого общества у людей возникла необходимость ориентироваться при передвижении к своему жилищу, к местам охоты и т.д. По мере развития земледелия появилась потребность в отсчете времени, например, для проведения сельскохозяйственных работ, в соответствии с наступлением того или иного времени года. Однако у древнего человека не было никаких приборов для измерения времени или расстояний. Именно по расположению и движению Солнца, Луны и звезд на небе люди уже более двух тысяч лет назад научились ориентироваться на местности и вести счет больших и малых промежутков времени. Так возникла потребность в изучении звездного неба и появилась еще одна наука – астрономия (слово «астрономия» образовано от греч. astron – звезда и nomos – закон).
Какие же знания физики помогают в профессии геолога?
Геолог - это специалист, который изучает участки геосферы, на предмет содержания в них полезных ископаемых. Это необходимо для разработки и добычи различных пород земной коры, для определения их принадлежности, возраста, истории образования.
Если бы геологам не помогала физика, то не были бы открыты многие месторождения железа, нефти, меди и других полезных ископаемых. Появилась новая наука —геофизика, которая изучает физические свойства Земли и физические процессы, происходящие в ней.
Геофизики используют приборы, с помощью которых невидимое становится видимым. Так, например, у человека нельзя простым глазом увидеть сердце, а с помощью рентгеновского аппарата это сделать очень просто. Так же и в геологии: то, что под землей не увидит глаз, «увидят» сложные геофизические приборы. Эти приборы отмечают различие в магнитных, электрических и других свойствах горных пород и руд. Проникновение физики и физических методов исследования в геологию идет в основном через геофизику, оно также внедряется непосредственно из различных разделов физической науки, например, в связи с проблемой определения возраста различных геологических объектов с помощью явления радиоактивности различных атомных ядер в составе минералов.
4.Подведение итогов урока.
5. Домашнее задание: мини – сообщение: «Применение физики в профессии геолога».
Литература:
- Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс [Текст]: Базовый уровень / Г.Я. Мякишев.- М.: Просвещение, 2015.-366 с.
- Жданов Л.С. Физика [Текст]: учебник для средних специальных учебных заведений / Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов - М.:ООО ТИД «Альянс», 2005 г. – 512 с.
- http://infofiz.ru/joom1/index.php?option=com_content&view=article&id=29:fizimuz&catid=17&Itemid=2
- http://www.n-i-r.ru/fizika_i_tehnika.html
- http://referat.znate.ru/text/index-45553.html
- http://enciklopediya1.ru/index/0-61