Методическая разработка урока по физике на тему: Физика — фундаментальная наука о природе. Связь физики с техникой и астрономией. Физика в будущей профессии геолога.
Урок на тему: " 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.
Схема метода научного познания
Для этого существуют методы научного познания.Они представляют собой общие способы получения знаний о природе.
наблюдения
обобщения
гипотезы
эксперимент
теория
Физика использует разнообразные виды эксперимента
Эксперимент – это метод познания, при помощи которого все явления действительности исследуются в условиях.
Моделирование поведения газа, состоящего из большого числа упругих шариков
реальное падение реальных ядер с Пизанской башни
натурный компьютерный
Рассуждения Галилея о наблюдении движения в каюте плывущего корабле
Изучение сопротивления воды движению судов на их уменьшенных моделях
модельный мысленный
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 опытныйфизический 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?
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