Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация

над одной тарелкой, отрезайте от полоски кусочки по одной клеточке,

стараясь делать это так, чтобы падающие в воду кусочки располагались на

воде кольцом по середине тарелки и не прикасались ни друг к другу, ни к

краям тарелки.

Возьмите кусочек мыла, заостренный на конце, и прикасайтесь

заостренным концом к поверхности воды в средней части кольца из бумажек.

Что наблюдаете? Почему кусочки бумаги начинают разбегаться?

Возьмите теперь другую полоску, так же отрежьте от нее несколько

кусочков бумаги над другой тарелкой и, прикоснувшись кусочком сахара к

середине поверхности воды внутри кольца, держите его некоторое время в

воде. Кусочки бумаги будут приближаться друг к другу, собираясь.

Ответьте на вопрос: как изменилась величина поверхностного натяжения

воды от примеси к ней мыла и от примеси сахара?

Трение.

Задание 1.

Возьмите длинную тяжелую книгу, перевяжите ее тонкой ниткой и

прикрепите к нитке резиновую нить длиной 20 см.

Положите книгу на стол и очень медленно начинайте тянуть за конец

резиновой нити. Попытайтесь измерить длину растянувшейся резиновой нити в

момент начала скольжения книги.

Измерьте длину растянувшейся книги при равномерном движении книги.

Положите под книгу две тонкие цилиндрические ручки (или два

цилиндрических карандаша) и так же тяните за конец нити. Измерьте длину

растянувшейся нити при равномерном движении книги на катках.

Сравните три полученных результата и сделайте выводы.

Примечание. Следующее задание является разновидностью предыдущего. Оно

так же направлено на сравнение трения покоя, трения скольжения и трения

качения.

Задание 2.

Положите на книгу шестигранный карандаш параллельно ее корешку.

Медленно поднимайте верхний край книги до тех пор, пока карандаш не начнет

скользить вниз. Чуть уменьшите наклон книги и закрепите ее в таком

положении, подложив под нее что-нибудь. Теперь карандаш, если его снова

положить на книгу, съезжать не будет. Его удерживает на месте сила трения -

сила трения покоя. Но стоит эту силу чуть ослабить - а для этого достаточно

щелкнуть пальцем по книге, - и карандаш поползет вниз, пока не упадет на

стол. (Тот же опыт можно проделать, например, с пеналом, спичечным

коробком, ластиком и т.п.)

Подумайте, почему гвоздь легче вытащить из доски, если вращать его

вокруг оси?

Чтобы толстую книгу передвинуть по столу одним пальцем, надо приложить

некоторое усилие. А если под книгу положить два круглых карандаша или

ручки, которые будут в данном случае роликовыми подшипниками, книга легко

передвинется от слабого толчка мизинцем.

Проделайте опыты и сделайте сравнение силы трения покоя, силы трения

скольжения и силы трения качения.

Задание 3.

На этом опыте можно наблюдать сразу два явления: инерцию, опыты с

которой будут описаны дальше, и трение.

Возьмите два яйца: одно сырое, а другое сваренное вкрутую. Закрутите

оба яйца на большой тарелке. Вы видите, что вареное яйцо ведет себя иначе,

чем сырое: оно вращается значительно быстрее.

В вареном яйце белок и желток жестко связаны со своей скорлупой и

между собой т.к. находятся в твердом состоянии. А когда мы раскручиваем

сырое яйцо, то мы раскручиваем сначала лишь скорлупу, только потом, за счет

трения, слой за слоем вращение передается белку и желтку. Таким образом,

жидкие белок и желток своим трением между слоями тормозят вращение

скорлупы.

Примечание. Вместо сырого и вареного яиц можно закрутить две кастрюли,

в одной из которых вода, а в другой находится столько же по объему крупы.

Центр тяжести.

Задание 1.

Возьмите два граненых карандаша и держите их перед собой параллельно,

положив на них линейку. Начните сближать карандаши. Сближение будет

происходить поочередными движениями: то один карандаш движется, тот другой.

Даже если вы захотите вмешаться в их движение, у вас ничего не получится.

Они все равно будут двигаться по очереди.

Как только на одном карандаше давление стало больше и трение настолько

возросло, что карандаш дальше двигаться не может, он останавливается. Зато

второй карандаш может теперь двигаться под линейкой. Но через некоторое

время давление и над ним становится больше, чем над первым карандашом, и из-

за увеличения трения он останавливается. А теперь может двигаться первый

карандаш. Так, двигаясь по очереди, карандаши встретятся на самой середине

линейки у ее центра тяжести. В этом легко убедится по делениям линейки.

Этот опыт можно проделать и с палкой, держа ее на вытянутых пальцах.

Сдвигая пальцы, вы заметите, что они, тоже двигаясь поочередно, встретятся

под самой серединой палки. Правда, это лишь частный случай. Попробуйте

проделать то же самое с обычной половой щеткой, лопатой или граблями. Вы

увидите, что пальцы встретятся не на середине палки. Попытайтесь объяснить,

почему так происходит.

Задание 2.

Это старинный, очень наглядный опыт. Перочинный нож (складной) у вас,

наверное, карандаш тоже. Заточите карандаш, чтобы у него был острый конец,

и немного выше конца воткните полураскрытый перочинный нож. Поставьте

острие карандаша на указательный палец. Найдите такое положение

полураскрытого ножа на карандаше, при котором карандаш будет стоять на

пальце, слегка покачиваясь.

Теперь вопрос: где находится центр тяжести карандаша и перочинного

ножа?

Задание 3.

Определите положение центра тяжести спички с головкой и без головки.

Поставьте на стол спичечный коробок на длинную узкую его грань и

положите на коробок спичку без головки. Эта спичка будет служить опорой для

другой спички. Возьмите спичку с головкой и уравновесьте ее на опоре так,

чтобы она лежала горизонтально. Ручкой отметьте положение центра тяжести

спички с головкой.

Соскоблите головку со спички и положите спичку на опору так, чтобы

отмеченная вами чернильная точка лежала на опоре. Это теперь вам не

удастся: спичка не будет лежать горизонтально, так как центр тяжести спички

переместился. Определите положение нового центра тяжести и заметьте, в

какую сторону он переместился. Отметьте ручкой центр тяжести спички без

головки.

Спичку с двумя точками принесите в класс.

Задание 4.

Определите положение центра тяжести плоской фигуры.

Вырежьте из картона фигуру произвольной (какой-либо причудливой) формы

и проколите в разных произвольных местах несколько отверстий (лучше, если

они будут расположены ближе к краям фигуры, это увеличит точность). Вбейте

в вертикальную стену или стойку маленький гвоздик без шляпки или иглу и

повесьте на него фигуру через любое отверстие. Обрати внимание: фигура

должна свободно качаться на гвоздике.

Возьмите отвес, состоящий из тонкой нити и груза, и перекиньте его

нить через гвоздик, чтобы он указывал вертикальное направление не

подвешенной фигуре. Отметьте на фигуре карандашом вертикальное направление

нити.

Снимите фигуру, повесьте ее за любое другое отверстие и снова при

помощи отвеса и карандаша отметьте на ней вертикальное направление нити.

Точка пересечения вертикальных линий укажет положение центра тяжести

данной фигуры.

Пропустите через найденный вами центр тяжести нить, на конце которой

сделан узелок, и подвесьте фигуру на этой нити. Фигура должна держаться

почти горизонтально. Чем точнее проделан опыт, тем горизонтальнее будет

держаться фигура.

Задание 5.

Определите центр тяжести обруча.

Возьмите небольшой обруч (например, пяльцы) или сделайте кольцо из

гибкого прутика, из узкой полоски фанеры или жесткого картона. Подвесьте

его на гвоздик и из точки привешивания опустите отвес. Когда нить отвеса

успокоится, отметьте на обруче точки ее прикосновения к обручу и между

этими точками натяните и закрепите кусок тонкой проволоки или лески

(натягивать надо достаточно сильно, но не настолько чтобы обруч менял свою

форму).

Подвесьте обруч на гвоздик за любую другую точку и проделайте то же

самое. Точка пересечения проволок или лесок и будет центром тяжести обруча.

Заметьте: центр тяжести обруча лежит вне вещества тела.

К месту пересечения проволок или лесок привяжите нить и подвесьте на

ней обруч. Обруч будет находится в безразличном равновесии, так как центр

тяжести обруча и точка его опоры (подвеса) совпадают.

Задание 6.

Вы знаете, что устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и

от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры,

тем тело устойчивее.

Помня это, возьмите брусок или пустой коробок от спичек и, ставя его

поочередно на бумагу в клеточку на самую широкую, на среднюю и на самую

меньшую грань, обводите каждый раз карандашом, чтобы получить три разных

площади опоры. Подсчитайте размеры каждой площади в квадратных сантиметрах

и проставьте их на бумаге.

Измерьте и запишите высоту положения центра тяжести коробка для всех

трех случаев (центр тяжести спичечного коробка лежит на пересечении

диагоналей). Сделайте вывод, при каком положении коробок является наиболее

устойчивым.

Задание 7.

Сядьте на стул. Ноги поставьте вертикально, не подсовывая их под

сиденье. Сидите совершенно прямо. Попробуйте встать, не нагибаясь вперед,

не вытягивая руки вперед и не сдвигая ноги под сиденье. У вас ничего не

получится - встать не удастся. Ваш центр тяжести, который находится где-то

в середине вашего тела, не даст вам встать.

Какое же условие надо выполнить, чтобы встать? Надо наклониться вперед

или поджать под сиденье ноги. Вставая, мы всегда проделываем и то и другое.

При этом вертикальная линия, проходящая через ваш центр тяжести, должна

обязательно пройти хотя бы через одну из ступней ваших ног или между ними.

Тогда равновесие вашего тела окажется достаточно устойчивым, вы легко

сможете встать.

Ну, а теперь попробуйте встать, взяв в руки гантели или утюг. Вытяните

руки вперед. Возможно, удастся встать, не наклоняясь и не подгибая ноги под

себя.

Инерция.

Задание 1.

Положите на стакан почтовую открытку, а на открытку положите монету

или шашку так, чтобы монета находилась над стаканом. Ударьте по открытке

щелчком. Открытка должна вылететь, а монета (шашка) упасть в стакан.

Задание 2.

Положите на стол двойной лист бумаги из тетради. На одну половину

листа положите стопку книг высотой не ниже 25см.

Слегка приподняв над уровнем стола вторую половину листа обеими

руками, стремительно дерните лист к себе. Лист должен освободиться из-под

книг, а книги должны остаться на месте.

Снова положите на лист книги и тяните его теперь очень медленно. Книги

будут двигаться вместе с листом.

Задание 3.

Возьмите молоток, привяжите к нему тонкую нить, но чтобы она

выдерживала тяжесть молотка. Если одна нитка не выдерживает, возьмите две

нитки. Медленно поднимите молоток вверх за нитку. Молоток будет висеть на

нитке. А если вы захотите его снова поднять, но уже не медленно, а быстрым

рывком, нитка оборвется (предусмотрите, чтобы молоток, падая, не разбил

ничего под собой). Инертность молотка настолько велика, что нитка не

выдержала. Молоток не успел быстро последовать за вашей рукой, остался на

месте, и нить порвалась.

Задание 4.

Возьмите небольшой шарик из дерева, пластмассы или стекла. Сделайте из

плотной бумаги желобок, положите в него шарик. Быстро двигайте по столу

желобок, а затем внезапно его остановите. Шарик по инерции продолжит

движение и покатится, выскочив из желобка.

Проверьте, куда покатится шарик, если:

а) очень быстро потянуть желоб и резко остановить его;

б)тянуть желоб медленно и резко остановить.

Почему?

Задание 5.

Разрежьте яблоко пополам, но не до самого конца, и оставьте его висеть

на ноже.

Теперь ударьте тупой стороной ножа с висящим сверху на нем яблоком по

чему-нибудь твердому, например по молотку. Яблоко, продолжая движение по

инерции, окажется перерезанным и распадется на две половинки.

Точно то же самое получается, когда колют дрова: если не удалось

расколоть чурбак, его обычно переворачивают и что есть сил ударяют обухом

топора о твердую опору. Чурбак, продолжая двигаться по инерции,

насаживается глубже на топор и раскалывается надвое.

Теплота.

Задание 1.

Положите на столе, рядом, деревянную доску и зеркало. Между ними

положите комнатный термометр. Спустя какое-то довольно долгое время можно

считать, что температуры деревянной доски и зеркала сравнялись. Термометр

показывает температуру воздуха. Такую же, какая, очевидно, и у доски и у

зеркала.

Дотроньтесь ладонью до зеркала. Вы почувствуете холод стекла. Тут же

дотроньтесь до доски. Она покажется значительно теплее. В чем дело? Ведь

температура воздуха, доски и зеркала одинакова.

Почему же стекло показалось холоднее дерева? Попытайтесь ответить на

этот вопрос.

Стекло - хороший проводник тепла. Как хороший проводник тепла, стекло

сразу же начнет нагреваться от вашей руки, начнет с жадностью “выкачивать”

из нее теплоту. От этого вы и ощущаете холод в ладони. Дерево хуже проводит

тепло. Оно тоже начнет “перекачивать” в себя тепло, нагреваясь от руки, но

делает это значительно медленнее, поэтому вы не ощущаете резкого холода.

Вот дерево и кажется теплее стекла, хотя и у того и у другого температура

одинаковая.

Примечание. Вместо дерева можно использовать пенопласт.

Задание 2.

Возьмите два одинаковых гладких стакана, налейте в один стакан кипятку

до 3/4 его высоты и тотчас накройте стакан куском пористого (не

ламинированного) картона. Поставьте на картон вверх дном сухой стакан и

наблюдайте, как будут постепенно запотевать его стенки. Этот опыт

подтверждает свойства паров диффундировать через перегородки.

Задание 3.

Возьмите стеклянную бутылку и хорошо остудите ее (например, выставив

на мороз или поставив в холодильник). Налейте в стакан воды, отметьте время

в секундах, возьмите холодную бутылку и, зажав ее в обеих руках, опустите

горлом в воду.

Сосчитайте, сколько пузырьков воздуха выйдет из бутылки в течение

первой минуты, в течение второй и в течение третьей минуты.

Запишите результаты. Отчет о работе принесите в класс.

Задание 4.

Возьмите стеклянную бутылку, хорошо прогрейте ее над парами воды и

налейте в нее кипятку до самого верха. Поставьте бутылку так на подоконник

и отметьте время. Через 1 час отметьте новый уровень воды в бутылке.

Отчет о работе принесите в класс.

Задание 5.

Установите зависимость быстроты испарения от площади свободной

поверхности жидкости.

Наполните пробирку (небольшую бутылку или пузырек) водой и вылейте на

поднос или плоскую тарелку. Снова наполните ту же емкость водой и поставьте

рядом с тарелкой в спокойное место (например, на шкаф), предоставив воде

спокойно испарятся. Запишите дату начала опыта.

Когда вода на тарелке испарится, снова отметьте и запишите время.

Посмотрите, какая часть воды испарилась из пробирки (бутылки).

Сделайте вывод.

Задание 6.

Возьмите чайный стакан, наполните его кусочками чистого льда

(например, от расколотой сосульки) и внесите стакан в комнату. Налейте в

стакан до краев комнатной воды. Когда весь лед растает, посмотрите, как

изменился уровень воды в стакане. Сделайте вывод об изменении объема льда

при плавлении и о плотности льда и воды.

Задание 7.

Наблюдайте возгонку снега. Возьмите зимой в морозный день пол стакана

сухого снега и поставьте его снаружи дома под каким-нибудь навесом, чтобы в

стакан не попал снег из воздуха.

Запишите дату начала опыта и наблюдайте за возгонкой снега. Когда весь

снег улетучится, снова запишите дату.

Напишите отчет.

В практической части данного диплома были собраны опыты, пригодные для

проведения практически всеми учениками в домашних условиях по следующим

темам: “Простейшие измерения” - 7 опытов; “Давление” - 5 опытов; “Закон

Архимеда” - 3 опыта; “Силы поверхностного натяжения” - 6 опытов; “Трение” -

3 опыта; “Центр тяжести” - 7 опытов; “Инерция” - 5 опытов; “Теплота” - 7

опытов. Данные опыты отвечают всем требованиям, предъявляемым к

экспериментальным заданиям.

Заключение.

“Домашние опыты и наблюдения учащихся по физике. Их организация” -

такова тема данной дипломной работы.

В теоретической части данной дипломной работы автор рассмотрел

домашние опыты и наблюдения как один из видов самостоятельных

экспериментальных работ по физике, их влияние на процесс обучения

школьников. В дипломной работе были рассмотрены требования, предъявляемые к

домашним экспериментальным заданиям. Далее рассматривались возможные

варианта применения учителями домашних экспериментальных заданий в процессе

обучения детей физике, т.е. рассматривалась методика работы учителя с

домашними экспериментальными заданиями.

В практической части данной дипломной работы автором собран набор

опытов (43 опыта, которые были взяты из книг: [2], [4], [5], некоторые

опыты были изменены автором, исходя из современных условий), пригодных

(отвечающих требованиям, предъявляемым к домашним экспериментальным

заданиям) для проведения школьниками в домашних условиях по следующим

темам: “Простейшие измерения”; “Давление”; “Закон Архимеда”; “Силы

поверхностного натяжения”; “Трение”; “Центр тяжести”; “Инерция”; “Теплота”.

Этот список не следует считать законченным. Можно задавать на дом

школьникам экспериментальные задания и по другим темам.

Автор дипломной работы считает: если учителя будут применять домашние

экспериментальные задания в своей работе, то это положительно скажется на

процессе обучения школьников физике и на их общем развитии. Для того чтобы

учителя могли использовать такие домашние задания, необходимы сборники

опытов, пригодных для проведения в домашних условиях. Старые издания

устарели, можно надеяться, что появятся новые.

Список литературы.

1. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. Под ред.

С.Е.Каменецкого, Н.С.Пурышевой. М.: Издательский центр “Академия”, 2000.

2. Опыты и наблюдения в домашних заданиях по физике. С.Ф.Покровский.

Москва, 1963.

3. “Физика-9” И.К.Кикоин, А.К.Кикоин. М. “Просвещение”, 1992.

4. Опыты без приборов. Ф.В.Рабиза. М. “Детская литература”, 1988.

5. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах средней школы.

Л.А.Горев. М. “Просвещение”, 1985.

6. Программы для общеобразовательных учреждений. Физика, астрономия.

Составители Ю.И.Дик, В.А.Коровин. М “Дрофа”, 2002.

7. “Физика-7”. А.В.Перышкин, Н.А.Родина. М. “Просвещение”, 1993.

8. “Физика-8”. А.В.Перышкин, Н.А.Родина. М. “Просвещение”, 1993.

9. “Физика-8”. Н.М.Шахмаев, С.Н.Шахмаев, Д.Ш.Шодиев. М. “Просвещение”,

1995.

10. Теория и методика обучения физике в средней школе. Частные

вопросы. Под ред. С.Е.Каменецкого. М. Издательский центр “Академия”, 2000.

11. Здравствуй, физика! Л.Гальпернштейн. М. “Детская литература”,

1967.

12. Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках физики

при изучении нового материала. Л.А.Иванова. М. 1978.

13. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе.

А.В.Усова, З.А.Вологодская. М. “Просвещение”, 1981.

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение ----------------------------------------------- 1

Теоретическая часть ------------------------------- 5

Значение и виды самостоятельного

эксперимента учащихся по физике ------------ 7

Фронтальные лабораторные работы ------------ 9

Физический практикум ---------------------------- 9

Домашние экспериментальные работы --------- 11

Требования, предъявляемые к

домашним экспериментальным работам ------ 16

Методика работы учителя с домашними

экспериментальными заданиями --------------- 17

Практическая часть --------------------------------- 25

Простейшие измерения ---------------------------- 25

Давление --------------------------------------------- 28

Закон Архимеда ------------------------------------- 31

Силы поверхностного натяжения --------------- 33

Трение ----------------------------------------------- 37

Центр тяжести ------------------------------------- 39

Инерция --------------------------------------------- 44

Теплота ---------------------------------------------- 45

Заключение ------------------------------------------ 49

Список литературы --------------------------------- 51

Страницы: 1, 2, 3, 4