Посібник методичних рекомендацій
- 1. Відділ освіти Переяслав-Хмельницької районної адміністрації Методичний кабінет Виготовлення та використання саморобних фізичних приладів на уроках фізики Переяслав-Хмельницький 2019
- 2. 2 Схвалено науково-методичною радою методичного кабінету відділу освіти Переяслав-Хмельницької районної державної адміністрації (протокол № від ) Методичні матеріали щодо виготовлення та використання саморобних фізичнихприладівна уроках фізики// УпорядникиІ. Товкун, Л. Товкун – Переяслав-Хмельницький, 2019. – 90 с. Запропоновані методичні матеріали щодо виготовлення та використання саморобних фізичних приладів на уроках фізики, які необхідні для демонстрацій фізичних явищ; для розв'язування експериментальних задач,для виконання лабораторних робіт. Виготовлені власноруч прилади дають змогу якісно закріпити теоретичний матеріал, переконати учнів у правильності трактування законів, полегшити розуміння і сприймання закономірностей фізичних явищ. Рекомендовано вчителям фізики, учням закладів загальної середньої освіти, студентам педагогічних вузів.
- 3. 3 Зміст 1. Вступ..................................................................................................................4 2. Методичні рекомендації з виготовлення саморобнихфізичних приладів 6 3. Навчально - наочні посібники з фізики 3.1 Універсальний прилад для демонстрації дослідів з «Механіки»...............21 3.2 Циліндрична (спіральна) хвильова машина.................................................23 3. З Маятник для демонстрації резонансу...........................................................25 3.4 Конус, що рухається по похилій площині вгору..........................................27 3.5 Прилад для визначення коефіцієнта тертя....................................................29 3.6 Модель гідравлічного пресу...........................................................................31 4. Матеріали з досвідуроботи 4.1 Розробка урокуз фізики у 7 класі з розділу «Взаємодія тіл. Сила» Тема «Явище тертя. Сила тертя. Підшипники»...............................................34 4. 2 Розробка урокуз фізики у 7 класі з розділу «Взаємодія тіл. Сила» Тема «Сила тертя. Розвязування задач та вправ»……………………………43 4.2 Розробка урокуз фізики у 7 класі з розділу «Механічна роботата енергія» Тема Лабораторнаробота«Визначення ККД похилої площини»……………50 4.3 Навчальний проект «Складання найпростішого оптичного приладу» в 9 класі з розділу «Світлові явища»....................................................................58 4.4 Навчальний проект «Дослідження залежності модуля сили тертя ковзання шляхом проведення експериментальної роботизадопомогою саморобнихприладів та лабораторногообладнання» в 10 класі з розділу «Динаміка»............................................................................................................70 5. Література……………………………………………………………………..90
- 4. 4 ВСТУП Зараз продовжується впровадження в закладах загальної середньої освіти нової структури фізичної освіти, яка передбачає вивчення в 7-9 класах основноїшколи завершеного курсу фізики першого концентру, який включає всі елементи базових знань про явища природи, розкриває суть фундаментальних наукових фактів, гіпотез, понять і законів фізики. З огляду на вікові особливості учнів базової школи, зокрема на їхню недостатньо розвинену здатність до абстрактного та логічного мислення, вивчення майже всіх фізичних явищ здійснюється на емпіричному рівні: від спостереження до висування гіпотез, пояснень із подальшою експериментальною перевіркою, і нарешті — до теоретичного узагальнення. Сьогодні в період широкого використання комп’ютерних технологій, насичення навчального процесу мультимедійними засобами, така робота може здатися непотрібною і примітивною. Та ця думка помилкова. Інструктивно-методичні листи МОН України акцентують увагу вчителя на тому, що під час вивчення фізики першого концентру слід звернути увагу на посилення прикладної спрямованості цього курсу. Для подолання труднощів під час розгляду тем, пов'язаних із формуванням в учнів складних та абстрактних понять, слід широко використовувати демонстраційний та лабораторний фізичні експерименти. Фізика – експериментальна наука, і досвід роботи передових учителів та вчених-дидактів засвідчує, що саме експериментальний метод навчання відіграє найбільшу роль в активізації дослідницької діяльності учнів. На педагогічну цінність навчання шляхом «пошуків та відкриттів» указував видатний чеський педагог Ян Амос Коменський (1592 — 1671). Він вважав, що людей необхідно вчити головним чином тому, щоб вони здобували знання не з книжок, пам'ятаючи при цьому тільки чужі спостереження та пояснення, а самостійно спостерігали навколишній світ, досліджували і пізнавали самі предмети .
- 5. 5 Навчання учнів за такою методикою залишається актуальним і в наш час. Для формування дослідницьких умінь і навичок учнів неабияке значення має спільна робота вчителя з учнями із розробки і конструювання фізичних приладів. Останнє є вкрай важливим, бо: по-перше, розвиваються дослідницькі вміння і навички учнів; по-друге, учні глибше починають розуміти суть фізичних явищ і процесів; по-третє, матеріальна база школи збагачується новими, хоча й самостійно виготовленими приладами. С. І. Вавілов писав: «Прилади виготовлені руками самих учнів, - це є найкраща школа фізики». Великого значення надав конструюванню приладів П. Л. Капіца. Він вважав, що «набагато кращим є прилад, який побудовано кустарно, самими простими засобами, але дотепно і самостійно». У посібнику поданий матеріал з методичних рекомендацій щодо виготовлення та використання саморобних фізичних приладів, необхідних для демонстрацій фізичних явищ, що їх вивчають на уроках, для розв'язування експериментальних задач, для виконання лабораторних робіт. Це дає змогу закріпити теоретичний матеріал, переконати учнів у правильності трактування законів, полегшити розуміння і сприймання закономірностей фізичних явищ. Основне призначення експерименту - сприяти формуванню в учнів основних понять, законів, теорій, розвитку логічного мислення, самостійності, практичних умінь та навичок, у тому числі вміння спостерігати фізичні явища, самостійно виконувати досліди, аналізувати та узагальнювати вивчене.
- 6. 6 Методичні рекомендації з виготовлення саморобних фізичних приладів Перед людиною є три шляхи до пізнання: шлях мислення - найбільш благородний, шлях наслідування - найбільш легкий і шлях особистого досвіду-найбільш важкий. Конфуцій Постійно зростаючий темп розвитку науки, інтенсивне впровадження новинок техніки у виробництво, його комп'ютеризація вимагають від сьогоднішнього випускника загальноосвітньої школи не лише досконалого володіння теоретичним матеріалом, але й ґрунтовної експериментальної підготовки. Як відзначалось вище, для реалізації вказаних завдань необхідно змістити акценти у методиці навчання фізики в напрямку збільшення питомої ваги фізичного експерименту під час розв'язання конкретних навчальних задач на уроках не лише повторення, узагальнення та систематизації знань, а й вивчення нового навчального матеріалу, визначення рівня теоретичних знань й експериментальних вмінь учнів та ін. Вивчення фізичних явищ на основісамостійного експерименту сприяє формуванню наукового світогляду учнів, глибшому засвоєнню фізичних законів, підвищує інтерес до предмета. Виготовлення і використання нескладних приладів і пристроїв, доступне не лише для досвідченого вчителя, майстра, а й посильне для звичайного учня. Це дозволяє відкрити простір для технічної творчості кожного учня, створившидля неї всі передумови, дає можливість «відчути» фізику на прак- тиці, розвивати технічне мислення і творчі здібності, реалізувати нахили учнів до винахідництва, намагання використати на практиці нові ідеї та досягнення. Основними кваліфікаційними вимогами до саморобного обладнання є простота, наочність, універсальність, функціональна раціональність, естетичність та безперебійність у використанні.
- 7. 7 Виготовлення саморобних приладів має велике значення не лише для шкіл з недостатнім забезпеченням обладнання, а й для кожного кабінету фізики, як би добре він не був обладнаний приладами промислового виробництва, оскільки виготовлення приладу — улюблений вид занять учнів на позаурочних гуртках та факультативних заняттях з фізики. Комплектність і наявність універсальних саморобних приладів і пристроїв дозволяє забезпечити викладання фізики достатньою їх кількістю для самостійного експерименту учнів, урізноманітнити його постановку, здійснювати постійну ефективну позакласну і позашкільну (домашню) експериментальну роботу учнів. Таким чином, виготовлення учнями саморобних фізичних приладів сприяє глибокому вивченню фізичних законів, формуванню у них конструкторськихвмінь і навичок, прищеплює інтерес до експериментальних методів навчання. Дані аспекти повинні бути враховані під час реформування як загальноосвітньої, так і професійної школи. У процесі виготовлення саморобного приладу чи пристрою вчитель повинен значну увагу звертати на правильну організацію роботи учнів. Адже до саморобного приладу потрібно ставитися із належною повагою, намагатись досягти такої його якості, яка характерна для повноцінного лабораторного обладнання, що дозволить виконувати досліди відповідно до його призначення. Виготовлення приладу слід розпочинати лише в тому випадку, коли учень повністю усвідомить будову та призначення даного пристрою. Чітке уявлення кінцевого результату створює передумови для осмисленої праці, коли учень не лише оволодіває ремісничими навичками, але робить річ так, як цього потребує її призначення, враховуючи нюанси, зрозумілі лише тому, хто збагнув кінцеву мету роботи. Велику увагу під час виготовлення саморобного приладу слід приділити опануванню азбуки технічної грамоти – кресленню. Виготовлення приладу слід проводити згідно з кресленням, скопійованим учнем із попередньо зробленого вчителем. Роблячи копії, учні звикають робити ескізи, зображувати робочі і збірні креслення, засвоюють елементарні правила
- 8. 8 технічного креслення. У процесі виконання деталей за робочим кресленням учні здійснюють перетворення умовного зображення предмета на реальну річ, що є найкращим прийомом навчання читати креслення. Виготовляючи прилад за кресленням із вказаними розмірами, учень набуває навичок користування відповідним слюсарним інструментом, а також навички роботи з вимірювальними приладами: масштабною лінійкою, кронциркулем, штан- генциркулем, ноніусом, мікрометром та іншими. Коли вибрано об'єкт роботи (прилад) і визначені виконавці (учні), необхідно детально пояснити їм дію і призначення приладу, після чого надати інформацію про його складові частини(креслення) для того, щоб учні могли відмітити необхідні розміри та зробити ескіз приладу. Спосіб виготовлення приладу повинен бути детально продуманий вчителем наперед, лише за цієї умови він буде мати можливість безпомилково керувати всіма стадіями роботи. Як правило, давати учням детальні вказівки в процесі виготовлення приладу не слід, учні повинні самостійно проводитивиконання роботи за наперед складеним ними планом під постійним наглядом вчителя. У процесі виготовлення приладу слід наголосити на необхідності ретельно виконувати роботу, працювати повільно та акуратно. Набагато гірше, якщо необережно виготовлений прилад не буде працювати або не дасть очікуваного ефекту, оскільки учень, що затратив багато часу і праці безрезультатно, може розчаруватись у роботі, втратити інтерес до вивчення предмета. Однак прилад, який добре виготовлений, має красивий зовнішній вигляд і безвідмовно виконує своє призначення, забезпечує цілковите задоволення учневі, підвищує його авторитет в очах однокласників, виступає стійким стимулом для подальшої діяльності. Досить часто словосполучення «саморобний прилад» викликає асоціацію з непримітним приладом грубого виконання, що характеризується невеликою точністю, поганим дизайном та є ненадійним у використанні. Відмічені ознаки в жодному разі не є вирішальними і, головне, характерними для саморобного приладу. Головна ознака саморобного приладу —
- 9. 9 виготовлення його в умовах фізичної (домашньої) лабораторії власними силами і засобами. Слід відмітити, що призначення саморобного приладу під час виконання експерименту може бути різним. Тому правомірно говорити про класифікацію. Класифікація саморобних лабораторних приладів і пристроїв за функціональним призначенням Як видно зі схеми, за функціональним призначенням ми розрізняємо такі види саморобних приладів: 1. Пристрої допоміжного лабораторного обладнання До даної групи належить нескладне лабораторне обладнання, головне призначення якого — забезпечити швидкість виконання лабораторної ро- боти, спростити процедуру монтажних робіт під час збирання лабораторної установки, проведення того чи іншого досліду. Як правило, при виконанні короткотривалих фронтальних лабораторних робіт прилади даної групи використовуються у комплекті з іншими такими ж приладами. Серед них можна виділити: дерев'яні бруски, різноманітні візки, підставки для низьковольтних лампочок, реостати, вимикачі, підставки для лінз та ін. Виготовлення даного обладнання не потребує надмірних зусиль і спеціальних матеріалів, тому доступне кожному учневі класу.
- 10. 10 2. Саморобні лабораторні прилади для відтворення фізичного явища, процесу, закону чи закономірності Прилади даної групи характеризуються чітко вираженими демонстраційними властивостями. Їх використання під час проведення короткотривалої фронтальної лабораторної роботи сприяє виробленню фізичних уявлень і формуванню в учнів фізичних понять, вони конкретизують, роблять більш зрозумілою і переконливою фізичну теорію. Відповідно,їх характеристики повинні повністю відповідати вимогам, що ставляться до демонстраційного лабораторного обладнання в цілому. Оскільки за допомогою приладів даної групи відтворюють певне фізичне явище, закон чи закономірність, тому й використання їх обмежене часовими рамками вивчення відповідного теоретичного матеріалу. Тобто їх актуальність та необхідність здебільшого визначається одним цікавим дослідом та, відповідно, однією КФЛР. 3. Саморобні лабораторні прилади, які виступають об'єктом окремого дослідження Виготовлення саморобного лабораторного обладнання даної категорії найбільш раціональне, оскільки використання саморобних приладів як об'єкта дослідження характеризується найбільшою пізнавальною самостійністю учнів. Адже дослідження приладу не промислового виробництва, а зробленоговласними руками чи однокласником спонукатиме учня до мобілізації всіх наявних знань, ретельнішого та уважнішого виконання роботи, перевірки отриманих результатів різними відомими способами. 4. Саморобні вимірювальні прилади Виготовлення саморобних вимірювальних приладів потребує досконалого володіння всіма притаманними даному виду діяльності вміннями. На відміну від попередніх випадків, в умовах шкільної чи домашньої лабораторії належним чином виготовити вимірювальний прилад може далеко не кожний учень. Тому й не потрібно вимагати цього від усіх. Використання на КФЛР
- 11. 11 саморобних вимірювальних приладів у ряді випадків має негативний ефект. Адже досить часто помилка, якої припустився учень під час вимірювання (здебільшого через неуважність), «списується» на недостатню точність або неправильну конструкцію приладу, що загалом затягує час виконання роботи, гальмує процес формування вимірювальних вмінь і навичок учнів. Отже, ми вважаємо за доцільне перш за все відшукання можливостей наповнення матеріально-технічної бази кабінету фізики вимірювальними приладами промислового виробництва. 5. Саморобні лабораторні установки За допомогою обладнання даної групи проводяться короткотривалі фронтальні лабораторні роботи на визначення фізичних величин, фізичних констант, фізичних характеристик речовин і процесів. Тому відповідність даних, отриманих експериментально-табличним способом, безпосередньо залежить від акуратності та відповідності виготовлення лабораторної установки. Виготовлення нескладного лабораторного обладнання ми розглядаємо як самостійний, рівноцінний етап підготовки до короткотривалої фронтальної лабораторної роботи. При цьому слід наголосити на основних позитивних моментах, які характеризують значення саморобнихприладів для постановки й проведення короткотривалої фронтальної лабораторної роботи, а також процесу вивчення фізики в цілому: 1)Використання нескладного саморобного обладнання дозволяє забезпечити фронтальність виконання як класного, так і домашнього короткотривалого лабораторного експерименту учнів протягом всього вивчення навчального матеріалу курсу фізики основної школи. 2) Дбайливо виготовлені саморобні прилади відрізняються від фабричних своєю простотою, відсутністю зайвих деталей, які здебільшого відволікають увагу учнів і забирають у вчителя певний час для пояснення їх необхідності. Слід мати на увазі, що прилад повинен мати лише службове значення: чим простіший, тим він краще відповідає своєму призначенню.
- 12. 12 3) Процес виготовлення саморобних приладів сприяє узагальненню в учнів (вчителя) вмінь і навичок користування найпростішим слюсарним та столярним інструментом, які є необхідними в повсякденній діяльності. Так, наприклад, під час виходу з ладу якого-небудь фізичного приладу технічні навички вчителя дозволять у багатьох випадках провести ремонт чи налагодження приладу власними силами, не звертаючись до спеціальних майстерень та спеціалістів. До речі, своєчаснийремонтприладу досить часто вирішує його подальшу долю і долю пов'язаного з ним експерименту. 4) Виготовлення саморобних приладів має велике мотиваційне значення для вчителя. Адже у вчителів, що самостійно виготовляють прилади, завжди спостерігається підвищена зацікавленість до своєї роботи й дисципліни. Саморобний прилад, який бездоганно відповідає своєму призначенню, завжди дає вчителеві велике задоволення і спонукає його до подальшої творчої роботи в даному напрямку. Зацікавленість вчителя відповідно передається і його учням. Діяльність же вчителя, який користується виключно фабричними приладами, позбавляє його власної ініціативи. Причому використання рік у рік тих самих приладів для експерименту знижує зацікавленість вчителя і, безумовно, негативно позначається на зацікавленості даним видом діяльності його учнів.
- 13. 13 Педагогічні вимоги до саморобних приладів 1. Якомога точніше відображення конструкцією закону чи явища, яке демонструватиметься. 2. Виділення основного при демонструванні, (умовне забарвлення, певна, зміна дійсних пропорцій, показ дії окремих частин, схематизація). 3. Виразність, зрозумілість і переконливість демонстрування. 4. Достатній зоровий чи слуховий ефект. 5. Відсутність або послаблений прояв побічних явищ, 6. Якнайменше додаткового настроювання перед демонструванням або цілковита відсутність такої потреби. 7. Простота й наочність дії. 8. Певне емоційне забарвлення (поєднання кольорових і світлових ефектів). 9. Поділ приладів на окремі групи: • ті, що демонструють явище в якісному плані; • ті, що дають кількісні характеристики явища. Конструктивні й технологічні вимоги до приладів 1. Прилади під час демонстрування повинні діяти безвідмовно як у руках, учителя, так і в руках учнів. 2. Розміри приладу мають бути такими, щоб учні могли бачити його дію, навіть сидячи за останніми партами, 3. Поділки на шкалах повинні бути чіткими та яскравими. 4. У конструкції не повинно бути зайвих деталей. 5. Розміри деталей мають бути пропорційними, 6. Прилад не повинен бути громіздким. 7. Усі деталі повинні мати гарний зовнішній вигляд. 8. Прилад має відповідати правилам техніки безпеки й виробничої санітарії
- 14. 14 Вимоги до розв'язування експериментальних задач при застосуванні саморобних приладів Використання в навчальному процесі творчих експериментальних задач із саморобними приладами дає можливість розв'язувати ряд важливих педагогічних проблем при вивченні різних тем. Рекомендовано для успішної роботи в цьому напрямку систематизувати етапи розв'язування задач. 1. Вибір завдання(теми дослідження): формування завдання, налагодження діалогу з учнями, організація їх роботи. 2.Виділення цілей задачі:формування мети ; аналіз, узагальнення. 3.Обробка умови експериментальної задачі. 4.Висування продукування ідей та гіпотез щодо можливих способів його розв'язання. 5.Підготовка до виконання: виконання креслень, монтажні роботи; оцінка Та підбір приладу, створення мислених моделей; самооцінка, попередня оцінка результатів, планування роботи. 6. Виконання експериментальної частини:організація робочого місця, ходу виконання роботи, здійснення вимірювань, організація роботи учнів по вдосконаленню та розвитку пізнавальних вмінь учнів. 7. Обробка та аналіз результатів:знаходження кінцевого результату, якісна та кількісна оцінка отриманих співвідношень, аргументованість висновків, важливість їх при технічному, промисловому застосуванні. Зрозуміло, різноманітність експериментальних задач потребує підбору великої кількості приладів, тому і виникає потреба у виготовленні одного універсального приладу (наприклад універсальний прилад з механіки). З фізичними явищами учні знайомляться різними методами. При цьому активність, глибина, якість, міцність знань буде найбільшою тоді, коли створюєтьсяпроблемнаситуація, однією з форм якої є використання творчих експериментальних задач. У процесі розв'язування таких задач учні глибоко усвідомлюють фізичні закономірності, а не отримують їх в готовому вигляді.
- 15. 15 При застосуванні саморобних приладів для розв'язування задач учні аналізують фізичні явища, набувають практичних, аналітичних та пізнавальних умінь, розвивають творчі здібності, вдосконалюють навички застосування законів фізики. При цьомуексперимент виступає як засіб знаходження фізичних величин, потрібних для відшукування відповіді, або як засіб перевірки достовірності теоретичних знань. Дуже важливо, щоб при постановцімети в учнів виробилась і психологічна установка на те, що знання потрібні, щоб їх застосовувати на практиці, тому експериментальні задачі мають велике політехнічне значення: їх треба складати так, щоб зміст передбачав повідомлення промислового чи сільськогосподарського виробництва та інше. Розв'язування експериментальних задач підпорядковано досягненню свідомого й ґрунтовного засвоєння учнями курсу фізики з тим, щоб здобуті знання вони змогли застосувати до розв'язування будь-яких технічних проблем. Методичне завдання спрямовується на забезпечення якісної підготовки учнів,яке передбачає розвиток пізнавальних умінь та навичок, формування світоглядних уявлень, наявність пізнавального інтересу, а також активності та наполегливості. Експериментальні задачі з використанням саморобнихприладів виконують основнезавдання, яке стоїть перед сучасною школою - розвиток креативних (творчих)здібностей учнів та оволодіння прийомами пізнавальної діяльності, а саме; пізнавальними вміннями, які полягають у творчому засвоєнні та перетворенні вже отриманих знань. Щоб забезпечити пізнавальні вміння, вчитель в комплексі повинен розвивати інтелектуально-методологічні вміння, до яких відносяться такі: - практичні:складання установок, виконання креслень, вимірювання фізичних величин, обробка результатів, табличне оформлення тощо - організаційні: планування роботи - спостереження, дослідження,
- 16. 16 організація роботи (хід виконання) - вміння оцінювати:самооцінка (оцінка власної гіпотези, роботи), - взаємооцінка, оцінка результатів роботи (попередній результат, кінцевий результат) - комунікативні вміння: налагодження в процесі роботи діалогу з учителем, аргументованість висновків та основних положень. Творча експериментальна задача тільки тоді буде мати свою результативність,коли учні вже (повністю чи частково) володіють саме такими вміннями та їх удосконалюють. Приклади експериментальних задач , що розв’язуються за допомогою універсального приладу з механіки Величини, що даються в умовах задачі перед комою, мають вимірюватися в ході експерименту або ж задаються вчителем. Кінематика 1.Тіло зісковзує з похилої площини довжиною____м, за час___с. Визначити прискорення тіла. Початкова швидкість дорівнює нулю. 2.Тіло зісковзуєбез початкової швидкостіз похилої площини з прискоренням ____м/с2. Визначте час, за який тіло зісковзне з площини. Коефіцієнт тертя дорівнює__, кут нахилу площини до горизонту дорівнює____. Розв'язання перевірте експериментально. 3. Умова та сама, що і в задачі №2. Визначте швидкість тіла в кінці цього інтервалу часу. 4. Дошка, яка розділена на п'ять рівних відрізків, починає зісковзувати без початкової швидкості по похилій площині. Перший відрізок пройшов повз позначки, зробленої на похилій площині в тому місці, де знаходиться передній край дошки на початку руху, за_секунд. За який час пройде повз цієї позначки останній відрізок. Розв'язання перевірте експериментально.
- 17. 17 5. По похилій площині знизу догори пустили кульку. На відстані 30 см від початку руху кулька була двічі: через_ та _секунд після початку руху. Визначте початкову швидкість та прискорення кульки. 6. Тіло падає без початкової швидкості з висоти ___м. Визначте час падіння тіла на землю. Результат перевірте експериментально. Обчисліть швидкість тіла в момент удару об землю. 7. Тіло, падаючи без початкової швидкості, впало на землю через ___секунд. З якої висоти впало тіло. Результат перевірте експериментально. 8. Тіло кинуте під кутом___до горизонту з початковою швидкістю ____м/с. Визначте горизонтальну дальність польоту. Результат перевірте. 9. Тіло, кинуте вертикально догори, досягло максимальної висоти ____м. Визначте початкову швидкість. 10.Тіло кинуте під кутом____догоризонту. Горизонтальна дальність польоту дорівнює____м/с. Визначте початкову швидкість. 11. Вивчіть залежність горизонтальної дальності від кута нахилу α, вектора початкової швидкості, шляхом експерименту. З'ясуйте, при якому куті в разі незмінної початкової швидкості горизонтальна дальність польоту буде максимальною. Динаміка 1. Визначте коефіцієнт тертя при рівномірному русі тіла по похилій площині. Маса тіла дорівнює ____ кг. 2. Визначте коефіцієнт тертя, змінюючи кут нахилу площини. 3. Обчисліть прискорення системи тіл, зв'язаних нерозтяжною ниткою, що перекинута через блок, при цьому одне з тіл рухається по похилій площині вгору, а друге висить на нитці ту рухається вниз. Маси тіл дорівнюють____ та____кг відповідно. Кут нахилу площини дорівнює_____. Коефіцієнт тертя дорівнює___. Розв'язок перевірте експериментально. 4. Визначте прискорення системи тіл на нерухомому блоці. Маси тіл дорівнюють____та___кг відповідно. Розв'язок перевірте експериментально.
- 18. 18 5. Брусокзнаходиться на площині, кут нахилу якої може змінюватися від 0° до 90°. Маса бруска дорівнює _____кг. Побудуйте графік залежності сили тертя від кута нахилу 6. На верхньому краї похилої площини прикріплений блок, через який перекинута нитка. До одного кінця нитки прикріплений вантаж масою ____кг, що лежить на похилій площині. До іншого — вантаж масою____кг. Кут нахилу площини дорівнює____. Коефіцієнт тертя____. Визначте силу натягу нитки в процесі руху системи. Статика 1.На важелі із закріпленою віссю обертання підвішене тіло масою ____кг на відстані___м від осі обертання. Тіло якої маси слід підвісити, щоби важіль перебував у стані рівноваги. Результат перевірте експериментально. 2. До вертикальної гладкої стіни підвішена у деякій точці куля масою__кг. Довжина нитки, на якій підвішена куля, дорівнює __м. Маса кулі__кг. Визначте силу натягу нитки та силу тиску кулі на стіну. 3. Біля стіни стоїть сходинка, коефіцієнт тертя сходинки об стіну та підлогу дорівнює___. Центр тяжіння сходинок знаходиться на її середині. Визначте кут нахилу сходинок до площини підлоги, при якому вона почне зісковзувати. Результати перевірте експериментально. Закони збереження 1. Довжина нитки, на якій підвішена куля, дорівнює___м. Куля масою ___кг, що підвішена на нитці, відхиляється на деякий кут і після початку руху в нижній точці траєкторії стикається .з нерухомою кулькою масою____кг. Після абсолютно пружного удару перша кулька відхиляється на кут___, а друга падає на відстані___м по горизонталі від місця початку руху. Висота другої кульки від поверхні землі дорівнює____м. Визначте первинний кут відхилення першої кульки. Результат перевірте експериментально.
- 19. 19 2. З висоти___м горизонтально кинуто кульку з початковою швидкістю __м/с. Визначте потенційну та кінетичну енергії кульки через 0,5 секунд після початку руху. Маса кульки дорівнює __кг. Опором повітря знехтувати. 3. Довжина нитки, на якій підвішена кулька, дорівнює____м. Кулька масою_____кг, що підвішена на нитці, відхиляється на кут____ та в нижній точці зазнає абсолютно пружного співудару з бруском масою___кг, після чого брусок проходить до зупинки шлях___м,а кулька відхиляється назад від положення рівноваги. Коефіцієнт тертя бруска об площину дорівнює ______. Обчисліть швидкість кульки після співудару. Розв'язок перевірте експериментально. 4.Пластилінова кулька масою___кг,щолетіла зі швидкістю____м/с,потрапляє у дерев'янийбрусокмасою___кг та зазнає абсолютно не пружного співудару. Маса бруска дорівнює__кг. Визначте кут відхилення бруска від вертикалі після співудару. Брусок підвішений на нитці довжиною____м. Коливання та хвилі 1. Визначте жорсткість пружини, використовуючи пружинний маятник. 2. Користуючись математичним маятником, визначте величину прискорення вільного падіння. 3.Вантаж, підвішений на пружині,спричинив її видовження на___м. Визначте власну частоту коливань пружини з вантажем. Маса вантажу дорівнює_____кг. Результат перевірте експериментально. 4. Вивчіть залежність періоду коливань математичного маятника від довжини нитки підвісу. Побудуйте графік. Звичайно, наведені вище задачі не вичерпують всіх можливостей приладу. Особливо ефективним є використання таких задач під час узагальнюючого повторення наприкінці навчального року. Застосування задач подібного типу в процесі вивчення механіки дає учням більший простір для розвитку творчихможливостейта вчить їх на практиці застосовувати отримані знання.
- 20. 20 Навчально-наочні посібники виготовлені вчителями та учнями Ташанського НВО «ЗОШ І-ІІІ ст. - ДНЗ»
- 21. 21 Універсальний прилад з механіки Використання Прилад використовуєтьсяпрививченні навчальних тем з розділу «Механіка» для проведення експериментів, виконання лабораторнихробіт у 8, 10 класах для зняття проблеми, пов'язаної з набором великої кількості приладів. Будова приладу Прилад складається із (див. рис): а) дерев'яної основи з просвердленимиотворамидля кріплення вертикальної планки; б) вертикальної планки з просвердленимиотворами для вставних дерев'яних паличок; в) похилої планки з бічними направляючими; г) вставних дерев'яних паличок; д) сектора для вимірювання кутів, зробленого з фанери; є) шарніра для кріплення похилої площини; є) підставки, що легко знімається; ж) отвору для кріплення балістичного пістолета; з) канавки для встановлення сектора; і) котушки від ниток, закріпленої за допомогою болта, на металевих деталях від дитячого конструктора; к) канавки для кріплення сектора. Отвори на вертикальній планці просвердлені на такій висоті над рівнем основи, що кут нахилу площини набуває низки стандартних значень 10°, 20°, 30°, 40°, 50 ° 60°, 70°, 80°. Хоча в процесі експерименту йому можна надати і будь-які довільні значення. Вставляючи палички в різні отвори, задаємо стандартний кут нахилу площини. У комплексі з приладом я використовую два дерев'яних бруски, планку з просвердленими отворами для демонстрації правила моментів, дві кульки,
- 22. 22 підвішені на нитках, металеву пружину, динамометр, балістичний пістолет, секундомір, пластилін. Основними перевагами цього приладу є його багатофункціональність, легкість виготовлення, що дозволяє його зробити з деревини у шкільній майстерні, простота конструкції. У розібраному вигляді прилад досить компактний, що дає можливість легко його переносити з місця на місце та збирати за лічені хвилини. Схема універсального приладу з механіки Універсальний прилад з механіки
- 23. 23 Циліндрична (спіральна) хвильова машина Використання При вивченні теми "Механічні коливання і хвилі" використовується циліндрична (спіральна) хвильова машина, за допомогою якої демонструються поширення поперечної хвилі. Таку машину легко виготовити власними силами. Будова приладу Два фанерних ( або металевих ) кружки насаджують на спільну вісь , яка спирається на дві стойки. Вздовж твірних циліндра натягують 24 нитки або дротинки , на які надівають намистинки діаметром 5-8 мм. Намистинки розміщують по гвинтовій лінії. Принцип дії Якщо освітити прилад освітлювачем для тіньового проектування, на екрані утвориться тінь від намистиноку вигляді синусоїди,що складається з окремих точок. Під час обертання ручки машини створюється враження рухомих хвиль. На цій машині найкраще можна показати, що амплітуди точок, які належать поперечній хвилі, однакові, а фази-різні. Можна зсунути всі намистинки, крім однієї, до кружків і показати, що ця намистинка коливається вгору і вниз (на екрані так коливається тінь намистинки ), а не переміщується вздовж осі машини. Так само коливаються тіні всіх інших намистин. На машині легко демонструють коливання двох точок у фазі, протифазі та із зсувом фаз.
- 24. 24 Схема циліндричної (спіральної) хвильової машини Циліндрична (спіральна) хвильова машина
- 25. 25 Маятник для демонстрації резонансу Використання У шкільному курсі фізики, розділу «Коливання і хвилі», приділяється досить значна увага. Пропонований прилад використовуємо для демонстрації резонансу системи маятників. Будова маятника На горизонтально закріплений довгий стояк надівають кільця з гачками, між якими натягують міцну нитку. До нитки підвішують на однакових відстанях п'ять нитяних маятників, два з яких мають однакову довжину, а решта — різну. Принцип дії Один з двох однакових маятників буде вібратором і, щоб його коливання довго не затухали, маса цього маятника має бути більшою, ніж у інших чотирьох. Примушуютьколиватись один з маятників, що мають різну довжину, і спостерігають, що всі інші коливаються з дуже малими амплітудами. Потім примушують коливатись маятник-вібратор і спостерігають виникнення коливань другого маятника такої самої довжини — резонатора. Решта маятників практично залишається в спокої. Висновки з досліду підтверджують, що резонує той з маятників, власна частота якого близька до частоти маятника-вібратора.Уже в цьому досліді учням розповідають про передачу енергії від маятника-вібратора до інших маятників і про те, чим відрізняється поглинання енергії маятником- резонатором від поглинання її маятниками, які не настроєні на частоту вібратора (мають іншу довжину підвісу). Цей дослід можна виконати інакше. Підвісивши всі п'ять маятників так, як було зазначено вище, відхиляють маятник-вібратор і спостерігають, що на
- 26. 26 його коливання резонує лише той з маятників, частота якого близька до частоти вібратора. Змінюють довжину вібратора так, щоб вона дорівнювала довжині найкоротшого (або найдовшого) маятника. Для цього на нитці маятника-вібратора слід зробити мітки, перев'язавши її ниткою іншого кольору. Запускають вібратор зі зміненою частотою і переконуються в тому, що тепер найбільшу амплітуду має той з маятників, довжина якого дорівнює довжині вібратора. Те саме виконують для двох інших маятників, дістаючи тотожні результати. Схема маятника длядемонстраціїрезонансу Маятник для демонстрації резонансу
- 27. 27 Конус, що рухається по похилій площині вгору Використання Вивчаючи розділ "Основи динаміки", для демонстрування центра ваги тіла та його опускання під час руху існує багато дослідів. Найбільш вдалим є наочний посібник «Конус, що рухається по похилій площині вгору». З повсякденних спостережень у нас складається переконання, що будь- яке тіло на похилій площині під дією сили тяжіння скочується з неї (показуємо креслення і дослід). Лише значна сила тертя може утримати тіло на похилій площині (дослід). Тому немає нічого надзвичайного в тому, що тіла скочуються згори. Але інколи можливий і самостійний рух вгору. Будова та принцип дії приладу Похила площина зроблена у вигляді двох напрямних рейок, розміщених під кутом одна до однієї так, щоб на підйомі вони розходилися (показуємо прилад). Тіло, що має вигляд двох складених основами конусів, підніматиметься по рейках, причина цього - опускання центра ваги під час його руху. Тіло рухатиметься до найстійкішого свого положення. Центр ваги - це лише точка тіла, але яке виняткове значення вона має навіть під час виготовлення іграшок.
- 28. 28 Схема конуса, що рухається по похилій площині вгору Конус, що рухається по похилій площині вгору
- 29. 29 Прилад для вимірювання коефіцієнта тертя Використання При вивченні руху тіла під дією декількох сил, а саме рух по похилій площині, використовується даний прилад. Під час рівномірного руху тіла вниз по похилій площині коефіцієнт тертя рівний тангенсу кута її нахилу. Підтверджено математично дане теоретичне положення, і використовується в принципі роботи даного приладу. Будова приладу Він складається із похилої площини (1), яка шарнірно з'єднана з основою (2), до якої прикріплена пластинка (чверть кола) із шкалою (3) і вирізом для переміщення і фіксації за допомогою різьбового з'єднання стержня похилої площини. Шкала градуюється в значеннях тангенса кута (0°—45°) нахилу площини, до якої кріпиться стрілка (4). Принцип дії Для визначення коефіцієнта тертя на похилу площину розміщують плоско-паралельну пластинку (дощечку) із матеріалу, для якого шукають коефіцієнт тертя; опора (5), яка розміщена внизу похилої площини, не дозволяє їй зміщатися донизу. Потім при опущеній площині (α = 0) на дощечку кладуть, наприклад, дерев'янийбрусок. Повільно піднімаємо похилу площину (збільшуємо кут α). В момент, коли брусок почне ковзати по дощечці, стрілка (4) покаже значення коефіцієнта тертя спокою для даного матеріалу (дерево по дереву). Якщо треба знайти коефіцієнт тертя ковзання, то брусокзаставляють рухатися рівномірно вниз. При цьому легко видно, що коефіцієнт тертя ковзання завжди менший коефіцієнта тертя спокою.
- 30. 30 Прилад дозволяє швидко порівнювати й одночасно знаходити значення коефіцієнта тертя для поверхонь із різних матеріалів, крім того він буде корисним при постановці експериментальних задач. Схема приладу для вимірювання коефіцієнта тертя Прилад для вимірювання коефіцієнта тертя
- 31. 31 Модель гідравлічного пресу Використання При вивчені теми "Тиск твердих тіл, рідин і газів" використовується як наочність діюча модель гідравлічного пресу. Гідравлічний прес поєднує в одному пристрої рідинний насос і гідравлічну машину. Будова приладу Діюча модель гідравлічного пресу зібрана на основі з дерев'яних рейок, покритих жерстяною панеллю (1). Використані ветеринарні шприци різного діаметра ½ (3). Вони кріпляться на панелі, а всмоктуючі трубки з'єднуються під панеллю відрізком пластмасової трубки (із крапельниці). Шприци у основи, зверху і під панеллю обмазуються епоксидним клеєм (2). Після висихання клею основа фарбується фарбою. Робоча рідина в моделі - вода. Принцип дії Натискуючи одночасно на обидва поршні, учні якісно оцінюють нерівність сил. Можна помістити на верхні (натискуючі) площадки (мал.4) шприців горизонтально розміщену лінійку. Якщо легенько натиснути на її середину, видно, як опуститься менший поршень, тоді як зміщення великого практично не видно. Для кількісної оцінки дії сил ставлять на площадки (4) гирі, наприклад, 1 кг на менший поршень і 2 кг на більший (відношення діаметрів поршнів ½) - система знаходиться в рівновазі. Якщо гирі помінять місцями, рівновага порушиться.
- 32. 32 Схема гідравлічного пресу Модель гідравлічного пресу
- 33. 33 Цикл уроків з фізики з використанням саморобних фізичних приладів
- 34. 34 Урок з розділу «Взаємодія тіл. Сила» (7 клас) Тема. Явище тертя. Сила тертя. Підшипники Мета: встановити залежність сили тертя від тиску і роду поверхонь стичних тіл; удосконалювати навички вимірювання і зображення сил; виховувати активність, самостійність, наполегливість учнів; розвивати логічне мислення, експериментальні навички. Тип уроку: урок засвоєння нових знань та удосконалення вмінь і навичок. Обладнання: трибометр, аркуш паперу, листок шліфувального паперу, тягарці, кодоскоп, саморобний прилад для визначення коефіцієнту тертя, картки - завдання. Хід уроку І. Розминка (Відгадайте загадку) І корисне, і шкідливе, Непотрібне, і важливе, Нам завжди псує взуття. Здогадались, це...(тертя) II. Актуалізація опорних знань та активізація розумової діяльності Слово вчителя Я пропоную вам об'єднатися в групи за бажанням, по чотири чоловіки, пригадати вивчений матеріал на попередніх уроках та використатийого при розв'язуванні задач. Робота в групах І група. Учні розв'язують задачі, тексти яких записані на дошці. Задача І. Вагонетку тягнуть два робітники, прикладаючи до неї в одному напрямку сили 30 Н і 45 Н. Сила опору рухові 15 Н. Яке числове значення рівнодійної всіх сил, що діють на вагонетку? Зобразитиці сили графічно, вва- жаючи, що вони напрямлені горизонтально. (Відповідь: 60 Н)
- 35. 35 Задача 2. Один хлопчик штовхає санки ззаду із силою 20 Н, а другий тягне їх за мотузок із силою 15 Н. Зобразити ці сили графічно, вважаючи, що вони напрямлені горизонтально.( Відповідь: 35 Н) Задача 3. Скільки важить бензин об'ємом 25 л? Зобразити вагу графічно. (Відповідь: 182,5 Н) Задача 4. Яка сила тяжіння діє на слона масою 4 т? Зобразити силу тяжіння графічно. (Відповідь: 40000 Н) ІІ група. Учні розв'язують задачі , тексти яких записані на картках. Ці задачі учні розв'язують на аркушах, перебуваючи на своїх робочих місцях. ІІІ група. Учні розв'язують задачіусно. Тексти цих задач проектуються на екран за допомогою кодоскопа. 1. Яка сила тяжіння діє на тіло масою 100 кг? (Відповідь: 1кН) 2. Яка вага нерухомої людини масою 70 кг? (Відповідь: 700Н) 3. Яка маса каменя, якщо його вага 100 Н? (Відповідь: 10кг) 4. Дві сили 2 Н і 5 Н дають рівнодійну: 10 Н, 7 Н, 5 Н, 2 Н, З Н, 8 Н. Які із зазначених відповідей можуть бути правильними? (Відповідь: 7Н; 3Н) 5. Яка рівнодійна двох сил 15 Н і 25 Н, якщо вони напрямлені вздовж однієї прямої в один бік? (Відповідь: 40Н) 6. Яка рівнодійна двох сил 45 Н і 30 Н, якщо вони напрямлені у протилежні боки? (Відповідь: 15Н) ІVгрупа. Учні виконують експериментальні завдання за допомогою обладнання, що знаходиться на демонстраційному столі. Експериментальні завдання Завдання 1. До динамометра, що закріплений у штативі, підвісити один тягарець, а потім другий. Визначити рівнодійну двох сил, що діють на пру- жину динамометра. Завдання 2. Прикласти до демонстраційного динамометра дві сили, що діють у різні боки, і знайти їхню рівнодійну. Після розв'язання усних задач і виконання експериментальних завдань учитель оцінює роботу учнів, що розв'язували задачі.
- 36. 36 III. Мотивація навчальної діяльності та повідомлення завдань уроку Слово вчителя Кожному учневі класний керівник може дати характеристику: розумний, слухняний, працьовитий. Сила також має характеристики. Ми вже знаємо - їх три: числове значення ( модуль ), напрям, точка прикладання. На попередніх уроках ми розглянули вже дві механічні сили: силу пружності й силу тяжіння, дали їм характеристику. Залишилася ще одна - це сила тертя. IV. Засвоєння нових знань Слово вчителя Французький фізик та військовий інженер Кулон Шарль Огюстен у 1781 році дослідив тертя кочення і ковзання. Сьогодніми проведемо досліди для вивчення сили тертя і зробимо відповідні висновки, а перед цим попрацюємо з підручником для опрацювання теоретичного матеріалу. Групи залишаються ті самі, що працювали під час повторення . V. Робота з підручником Використавши підручник, опрацюйте §19, дайте відповіді на запитання: - які є види тертя? -які умови виникнення сили тертя? -які є способи збільшення та зменшення тертя? - яке значення тертя в побуті і техніці? Слово вчителя Ви опрацювали теоретичний матеріал, дали правильні відповіді на запитання. Пропоную вам експериментально перевірити теорію. Учні виконують завдання раніше створеними групами на демонстраційному столі по черзі та роблять відповідні висновки. VІ. Груповий експеримент Група №1 Експеримент №1. Порівняння сил тертя спокою, ковзання і кочення. Прилади: динамометр лабораторний, дерев'яний брусок, 2 тягарці, 2 скляні
- 37. 37 короткі трубочки (або круглі олівці). Порядок роботи 1. Виміряти і записати в зошит вагу бруска з тягарцями. 2. Виміряти максимальну силу тертя спокою. Для цього потрібно покласти брусок на стіл, а на нього два тягарці; плавно потягнути динамометр і за- писати його покази перед початком руху бруска. 3. Виміряти силу тертя ковзання бруска з тягарцями при його рівномірному русі по столу. Для цього потрібно переміщувати брусок рівномірно за до- помогою динамометра. Записати результати вимірювань. 4. Виміряти силу тертя кочення. Для цього потрібно покласти брусок з тягарцем на дві скляні трубочки (круглі олівці) і переміщати його рівномірно за допомогою динамометра. Записати результат. Слово вчителя Діти, який висновок можете зробити з виконаного експерименту? Дайте відповіді на питання. Яка сила більша: — максимальна сила тертя спокою чи сила тертя ковзання? — сила тертя ковзання чи сила тертя кочення? — максимальна сила тертя спокою чи вага тіла? (Висновок: вага більша за силу тертя спокою. Сила тертя спокою більша сили тертя ковзання. Сила тертя кочення менша сили тертя ковзання.) Група №2 Експеримент №2. Вивчення залежності сили тертя ковзання від роду поверхонь, що стикаються. Прилади і матеріали: динамометр, лінійка, брусок з тягарцями, листок, шліфувальний папір. Порядок роботи 1. Виміряти силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска з тягарцями по: — лінійці;
- 38. 38 — листку паперу; — шліфувальному паперу. 2. Порівняти одержані значення сил тертя у трьох випадках і зробити висновок про залежність сили тертя від роду поверхонь стичних тіл. (Висновок: сила тертя ковзання залежить від роду стичних поверхонь.) Група №3 Експеримент №3. Вивчення залежності сили тертя ковзання від сили тиску і від площі поверхонь тіл, що труться. Прилади: динамометр, лінійка, брусок з двома тягарцями. Порядок роботи 1. Покласти на лінійку брусок більшою гранню, на нього — один тягарець і виміряти силу тертя ковзання. 2. Покласти на брусок два тягарці і виміряти силу тертя ковзання. 3. Покласти брусок з двома тягарцями меншою гранню на лінійку і виміряти силу тертя ковзання. 4. Дати відповіді на запитання: «Чи залежить сила тертя ковзання від: а ) сили тиску; б) площі поверхонь тіл, що труться, при незмінній силі тиску?» (Висновок : сила тертя ковзання залежить від сили тиску та не залежить від площі стичних поверхонь). Група №4 Експеримент №4. Визначення коефіцієнта тертя за допомогою саморобного приладу. Порядок роботи 1. На похилу площину приладу покладіть дощечку із матеріалу, для якого знаходимо коефіцієнт тертя. 2. При опусканні площини α = 00 на дощечку покладіть дерев'яний брусок.
- 39. 39 3. Повільно піднімають похилу площину, збільшуючи кут α. В момент, коли брусок почне ковзати по дощечці, стрілка на шкалі покаже значення коефіцієнта тертя спокою дерева по дереву. 4. Брусокзаставляємо рухатись рівномірно - визначаємо коефіцієнт тертя ковзання. (Висновок: добре видно, що коефіцієнт тертя ковзання завжди менший за коефіцієнт тертя спокою). VIІ. Осмислення і узагальнення знань Слово вчителя Виконуючи експеримент, ви переконалися, що за допомогою саморобного приладу швидко і легко можна визначити коефіцієнт тертя спокою і ковзання. Спостерігаючиза вами, я побачила, що виконували ви це завдання з цікавістю. А головне - самі зробили правильний висновок. Вивчення фізичних явищ на основі самостійного експерименту сприяє формуванню наукового світогляду учнів, глибшому засвоєнню фізичних законів, підвищує інтерес до предмета. Проведемо психорегулювальну вправу, щоб зняти втому. Психорегулювальна вправа «Воскова фігура» (звучить музика). Всі учні сіли в коло. Як ви себе почуваєте? Чи можна розпочати роботу? Для створення більш розкутої атмосфери, щоб ваш стан змінився і могли розпочати заняття, давайте виконаємо релаксаційну вправу "Воскова фігура". Отже, розслаблення настає на видиху і пов'язане з відчуттям тепла та приємної тяжкості. Це перша частина комплексу. Активізація ж організму - на вдиху, з відчуттям прохолоди й легкості. Це заключна частина комплексу. - Стежте за своїм диханням самостійно. Перша частина комплексу. - Виберіть зручну для вас позу. Заплющте очі. Дихання на розслаблення. (Звучить музика). - Ви прийшли на виставку воскових фігур. Ви повільно рухаєтесь від одного експоната до іншого. Зупиняєтесь біля одного з них. Уважно розглядаєте.
- 40. 40 Так, це ваша точна копія. Навіть точніше, це ви і є. Дуже цікаво на якийсь час стати восковим хлопчиком чи дівчинкою. Ваші ноги торкаються підлоги. Підлога дуже тепла. Вона стає все теплішою й теплішою. Ваші стопи відчувають це тепло, і віск починає топитися. Ви навіть бачите, як краплини воску стікають з ваших ніг... Вам тепло і приємно. Тепло піднімається все вище й вище по ваших ногах, ось уже вам тепло і тепло піднімається вище колін все вище і вище. Ось ви вже відчуваєте, що тепло іде по вашому тілу, йде порукахпроходить тепло аж до кінчиків пальців. Ви починаєте танути. Останні краплини падають з пальців ваших рук: - ви відчуваєте приємне розслаблення; - ви спокійні й впевнені в собі; - вас оточують друзі; - вам усе під силу; - ви задоволені собою; - побудьте в цьому чудовому стані. Але що це? Ноги, ваші ноги в воді. Вона йде, вона все прибуває і прибуває. Стає прохолодно, від неї йде свіжість і бадьорість. Вона піднімається дедалі вище й вище, вище колін, далі по тілу, по руках. Все ваше тіло занурюється у воду. Ви легко відштовхуєтесь і пливете до берега. З кожним рухом відчуваєте приплив сил і заряд бадьорості, цілюще відчуття свіжості. Поки я долічу від 10 до 0, ви досягнете берега; 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, - усміхніться, ось берег, виходьте - 0. Ваші відчуття? Я думаю ви тепер себе почуваєте добре і ми продовжимо роботу. VIIІ. Рефлексія знань Слово вчителя Прослухайте вірш. Він допоможе нам пригадати матеріал, який ми сьогодні розглядали. Зима — це радість, лижі, сміх, Це ковзанка, це гірка, сніг.
- 41. 41 Фортеці, сніжки — це розваги! В зими свої є переваги. Але дорога, безперечно, Узимку дуже небезпечна. А те, що слизько,— всім на втіху! Та водієві не до сміху! Дорога, як каток, блищить — Машину враз не зупинить! Взимовий час, та що й казати, Дорогу треба посипати! Усе робити до пуття, Щоб відбувалося... (тертя). ІX. Закріплення вивченого матеріалу Слово вчителя Закріпимо вивчений матеріал у вигляді гри «Мозковий штурм». Гра «Мозковий штурм» 1.Що таке сила тертя? (Сила, яка виникає під час руху або спроби руху одного тіла по поверхні іншого.) 2.Які види тертя ви знаєте? (Рідке тертя. Сухе тертя: спокою, ковзання, кочення.) 3. За яких умов виникає сухе тертя, рідке тертя? (Рух тіла по поверхні іншого тіла - сухе тертя. Рух тіла в рідині або газоподібному середовищі - рідке тертя.) 4. Для чого використовуються підшипники у машинах? (Для зменшення сили тертя кочення.) 5.Якими способами можна зменшити тертя? (Поверхні можна відшліфувати або змастити.) 6.Чому силу тертя спокою називають рушійною силою? (Завдяки їй пересуваються люди, тварини, транспорт.)
- 42. 42 X. Підсумок уроку. Оцінювання учнів Слово вчителя Любі друзі, ми закінчуємо урок, головним завданням якого була ваша самостійна дослідницька робота. Ми здійснили експерименти, зробили висновки, ознайомилися з саморобнимприладом, який виготовлено учнями та вчителями нашої школи. Кожен з вас отримає бали за роботу. На закінчення я хочу провести вправу «Бліц-інтерв'ю». Інтерактивна вправа «Бліц-інтерв'ю» Дайте відповіді на запитання: — Що вам сподобалося, а що не сподобалося на уроці? — Що хотілося б повторити? — Якими є ваші побажання? — Чи виготовлятимете ви саморобні прилади? XІ. Домашнє завдання 1.Опрацювати § 19, §20 підручника. 2. Підготуватися до фізичного диктанту. 3. Написати міні - твір на тему: «Щоб сталося, якби зникла сила тертя?».
- 43. 43 Урок з розділу«Взаємодіятіл. Сила» (7 клас) Тема. Сила тертя. Розв'язування задач та вправ Мета: узагальнити та систематизувати знання учнів з даної теми; форму- вати навички розв’язування задач; розвивати інтерес до вивчення фізики, прищеплювати цікавість до експериментальних методів навчання. Основні поняття: сила, сила тяжіння, сила пружності, сила тертя, вага. Обладнання: картки - завдання; саморобний універсальний прилад з механіки; саморобний прилад для визначення коефіцієнта тертя; кольорові смужки. Тип уроку: удосконалення вмінь і навичок. Хід уроку Теорії, гіпотези, Закони й постулати Для того й відкривалися, Щоб їх застосувати. І. Розминка (Вправа «Загальна обдарованість») Слово вчителя Народна мудрість стверджує, що необдарованих людей немає, а є… Як ви гадаєте, що ж заважає розкриттю наших талантів? Запропонуйте своє закінчення афоризму. ( Обговорення проблеми.) Отже, необдарованих людей немає, а є зайняті не своєю справою. Звичайно, талановитий і кожен учень класу. Які таланти ви цінуєте в собі найбільше? Розкажіть про них. Сподіваюся, що сьогоднішній урок допоможе вам розкрити всі ваші таланти.
- 44. 44 Сьогодні на уроці ми будемо закріплювати ваші знання розв’язуванням різних типів задач з теми «Сила тертя». Бажаю вам успіхів. А чи знаєте ви, що означає слово «урок»? Урок Успіх радість організованість кмітливість І мені хочеться, щоб усі ці риси були присутні сьогодні у вас на уроці. ІІ. Актуалізація опорних знань Слово вчителя На минулому уроці ви ознайомилися з явищем тертя та вивчили силу тертя. Повторимо вивчений матеріал. Інтелектуальна гра «Найрозумніший» 1. Яка природа сил тертя? (Природа сили тертя електромагнітна.) 2. Чому виникає тертя між двома рухомими тілами? (Нерівність стичних поверхонь.) 3. Порівняйте сили тертя ковзання і кочення. (Сила тертя ковзання більша за силу тертя кочення.) 4. Як збільшити силу тертя? (Збільшити нерівність поверхонь.) 5. Як зменшити силу тертя? (Відшліфувати або змастити стичні поверхні.) 6.За якою формулою обчислюється сила тертя ? ( F = µN ) 7. Від чого залежить коефіцієнт тертя ? (Від матеріалів, з яких виготовлені дотичні тіла, і якості обробки їхніх поверхонь.) Вправа «Встановіть відповідність» (учні встановлюють відповідність між назвою сили і формулою.)
- 45. 45 Сила тертя F = mg Сила пружності F = µN Сила тяжіння F = - kx ІІІ. Мотивація навчальної діяльності Слово вчителя Вітаю вас усіх на нашому уроці. Кожен урок для вас — це нові знання та несподіванки, радість перемоги над невідомим. Хочу запропонувати вашій увазі притчу: Прогулюючись гаєм, грецький філософ розмовляв зі своїм учнем. — Скажи мені,— спитав юнак,— чому тебе дуже часто охоплюють сумніви? Ти прожив довге життя, у тебе є багатий досвід, і ти вчився у великих геніїв. Чому ж для тебе залишилося багато невідомого й так багато питань? Розмірковуючи, філософ намалював посохом перед собою дві кулі: одну маленьку й одну велику. — Твої знання — це маленька куля, а мої — велика. А все, що за цими кулями,— це невідоме. Чим більша куля, тим більше вона дотикається з невідомим. Чим більше коло твоїх знань, тим більша границя його з тим, чого ти не знаєш. І далі: чим більше ти будеш дізнаватися нового, тим більше виникатиме в тебе питань. Мудрець дав вичерпну відповідь. Сьогодні ми спробуємо визначити коло ваших знань і хоч трішечки розширити його, щоб у вашій голові народжувалися нові запитання й з'явилося бажання знаходити відповіді на них. На уроці ви матимете можливість зібрати ще декілька краплинок знань та вдосконалити свої вміння, а також хочеться, щоб кожен із вас знайшов відповідь на питання, яке вас цікавить сьогодні на уроці. Завжди слід пам'ятати слова В. Бєлінського: «Людина боїться тільки того, чого не знає, знанням перемагає будь-який страх».
- 46. 46 Тож прагнення до знань повинне бути сьогоднінашим маячком на уроці. На ваших столах лежать різнокольорові смужки, в кінці уроку ми ними скористаємося під час інтерактивної вправи. А зараз ми будемо розв’язувати задачі з теми «Сила тертя». ІV. Розв'язування задач Розв'язування якісних задач Аукціон запитань (кожне запитання оцінюється в один бал). Протягом уроку учитель оцінює роботу учнів, враховуючи набрану кількість балів. 1. Людина, що йде, прискорює ходу. Яка сила спричиняє зміну швидкості людини? (Сила тертя.) 2. На столі лежить стопка з 10 однакових книжок. Що легше: зрушити 5 верхніх або витягнути із стопки 4-ту згори книжку? Поясніть. (Легше витягнути 4- зверху, тому що менша сила тиску.) 3. Чому не розв’язуються шнурки на черевиках? (Тому, що існує сила тертя між шнурками.) 4. Що змінюється зі збільшенням ваги автомобіля: сила тертя чи коефіцієнт тертя? ( Збільшується сила тертя.) 5. Чому головку сиру легше розрізати на шматки міцною ниткою, ніж ножем? (Тому, що менша сила тертя між ниткою і сиром.) 6. З якою метою гімнасти перед виступом натирають долоні рук спеціальною речовиною - тальком? (Щоб зменшити силу тертя ковзання.) Розв'язування кількісних задач Робота парами. Учням роздаються картки-завдання. Після того, як розв’яжуть задачу, вони здійснюють обмін зошитами. Учитель перевіряє правильність розв’язків і за допомогою кодоскопа проектує їх на дошку.
- 47. 47 1. Дерев'яний брусок масою 2кг тягнуть рівномірно на дерев'яній дошці, розташованій горизонтально, за допомогою пружини із жорсткістю 100 Н/м. Визначити подовження пружини. ( Відповідь: 0,06 м) 2. Лижник масою 60 кг, що має наприкінці спуску швидкість 10 м/с, зупиняється через 40 с після завершення спуску. Обчисліть силу й коефіцієнт тертя. ( Відповідь: 15 Н; 0,025) 3. Брусок масою 2 кг тягнуть по горизонтальному столу, прикладаючи горизонтальну силу 6Н. При цьому брусок рухається зі сталою швидкістю. Яким є коефіцієнт тертя між бруском і столом? ( Відповідь: 0,3 ) Розв'язування експериментальних задач за допомогою саморобного універсального приладу з механіки та приладу для визначення коефіцієнта тертя Учні працюють групами, об’єднавшись по рядах. По закінченню роботи коментують розв'язки задач та роблять відповідні висновки. 1. Визначте коефіцієнт тертя при рівномірному русі тіла по площині приладу. Маса тіла дорівнює 0,2 кг. ( Відповідь: 0,35) 2. Визначте коефіцієнт тертя, змінюючи кут нахилу площини. ( Відповідь: дерево по дереву 0,25 ;папір по дереву 0,38 ) 3. Тіло зісковзує з похилої площини довжиною 0,5 м за 2с.. Визначити прискорення тіла. Початкова швидкість дорівнює нулю. ( Відповідь: 0,12 м/с) 4. Дерев'яний брусок масою 2кг рухайте горизонтально рівномірно по дерев'яній дошці. Жорсткість пружини динамометра 100Н/м. Коефіцієнт тертя 0,3. Знайти видовження пружини. ( Відповідь: 0,06м ) V. Закріплення матеріалу Слово вчителя Сьогодні ви самі переконались у тому, як добре, що є саморобні прилади. Використання їх дало можливість нам розв’язувати експериментальні
- 48. 48 задачі, не затрачаючичас на встановлення обладнання. Я думаю, що і надалі ми будемо виготовляти саморобні прилади. Експеримент експериментом, але, звичайно, потрібно знати і не забувати теоретичний матеріал. Які ви знаєте знання про силу тертя, перевіримо, написавши фізичний диктант. Фізичний диктант 1. Автомобіль з вимкнутим двигуном зупиняється внаслідок ... ( дії сили тертя ). 2. Сила тертя виникає під час ... ( руху одного тіла по поверхні другого). 3. Сила тертя завжди спрямована... ( у протилежному до руху напрямі ). 4. Щоб зменшити шкідливу дію тертя, в техніці застосовують ... (змащення, кулькові і роликові підшипники). 5. Щоб безпечніше було рухатися по дорозі, покритій льодом, її... (посипають піском). 6. Сила тертя ... більша за силу тертя ... (ковзання) (кочення). 7. Сила тертя виникає внаслідок: а) взаємодії нерівностей поверхонь; б) взаємодії між молекулами. VІ.Підсумок уроку Слово вчителя Прийшов час завершувати нашу роботу. Чи сподобався вам сьогоднішній урок? Дізнаюсь я, коли ви виконаєте вправу «Кольори веселки». Інтерактивна вправа «Кольори веселки» Перед вами на столі лежать різнокольорові смужки. Я хочу, щоб ви підняли ту смужку, яка відповідає, на вашу думку, яким був урок. Червона - урок цікавий; Синя - хочемо таких уроків; Зелена - урок результативний; Чорна - урок нецікавий. VІІ. Домашнє завдання
- 49. 49 1. Опрацювати §19-20. 2. Намалювати всі сили, що діють на брусок, який рухається вздовж похилої площини. Розглянути випадки, коли брусок рухається вгору і вниз. VІІІ. Оцінювання учнів Виставлення балів всім учням класу. Слово вчителя Якщо вам було приємно працювати в команді, усміхніться одне одному й скажіть: «Дякую за співпрацю». А я скажу вам: «Дякую за плідну співпрацю, за вашу старанність і кмітливість».
- 50. 50 Урок з розділу «Механічнаробота та енергія(7 клас) Тема. Лабораторна робота «Визначення ККД похилої площини» Мета: закріпити знання учнів про механічну роботу, прості механізми; навчити учнів практично визначати ККД похилої площини та з'ясувати його залежність від кута нахилу до горизонту; розвивати в учнів практичні навички вимірювати сили та обчислювати ККД механізму; формувати практичні уміння та навички в користуванні приладами; виховувати самостійність, спостережливість, уміння. Основні поняття: похила площина, клин, гвинт. Обладнання: похила площина, клин, гвинт і динамометри, бруски, лінійка, прилад для демонстрації експериментів з механіки, транспортир. Тип уроку: урок удосконалення знань та формування практичних умінь. Хід уроку І. Розминка (Гра «Бартер») Слово вчителя Я на свої долонікладу своюлюбов до Вас, розуміння, терпіння. Ви ж на свої долоніпокладіть свої знання, уважність. А тепер давайте з Вами зробимо обмін:Я легенько здуваю до Вас те, що лежить на моїх долонях, а Ви здуваєте те, що на Ваших долонях. Ось ми з Вами здійснили бартер, а наскільки він успішний - побачимо в кінці уроку. Давайте з розсипаних слів: навчати, добре, знати, хто хоче, все, того і складемо девіз уроку:
- 51. 51 Девіз уроку: «Добре того навчати, хто хоче все знати». А девіз учнів школи на уроках фізики: Параграфівне зубримо І сліпо не сприймаємо, Лише на мудрихдослідах Їх сутність розпізнаємо. ІІ. Мотиваціянавчальноїдіяльності Інтелектуальна вправа «Мої очікування» Слово вчителя На клейкому папері запишіть, чого ви чекаєте від сьогоднішнього уроку і почепіть на фізичному приладі - динамометрі. А в кінці уроку підійдете і знімете свої очікування, та прокоментуєте їх, чи справдились вони. ІІІ. Повідомлення теми, мети, завдань уроку ІV. Актуалізація опорних знань Слово вчителя Для чіткого виконання лабораторної роботи поділимо клас на три творчі лабораторії та повторимо вивчений матеріал на попередніх уроках у вигляді інтерактивних вправ. Проведемо гру «Дешифрувальник». Інтелектуальна гра «Дешифрувальник» Картки для проведення гри розміщені на дошці. Гра проводиться таким чином: учням пропонується завдання, розв’язком якого є певне слово. На дошці записано код 555663 42715343 цього слова, який необхідно розшифрувати. (код зашифровано фізичний термін). Завдання для класу: розшифруйте фізичний термін, який вивчався в цьому розділі, та сформулюйте його визначення.(Прості механізми) Що таке прості механізми? а) Пристрій, який використовують для виконання роботи, перетворення значення сили або її напрямку. б) Це пристрій для перетворення сили. Вхідна сила мала, а вихідна – велика.
- 52. 52 Яка лабораторія перша розшифрує термін, матиме право першою виконувати вправу «Коректор». Слово вчителя Виконаємо вправу «Коректор». Інтелектуальна вправа «Коректор» У конвертах знаходяться склади. Вставте пропущені літери в термінах і сформулюйте їхні визначення.(Похила площина, клин, гвинт.) Які види простих механізмів ви знаєте? Похила площина, важіль та різновиди похилої площини: клин, гвинт. Важіль: блок, коловорот. Отже, ми сьогодні і ще раз повторили матеріал про прості механізми. Прості механізми Важіль Похила площина Блок Коловорот Клин Гвинт Перед виконанням лабораторної роботиповторимо теоретичнийматеріал, що стосується безпосередньо під час виконання роботи. Проведемо це у вигляді гри: «Мозковий штурм». Гра «Мозковий штурм» 1. З якою метою застосовують похилу площину? (Використання похилої площини дає змогу отримати виграш у силі. Піднімаючи вантаж уздовж похилої площини, виграємо в силі у стільки разів, у скільки довжина схилу площини більша за її висоту). 2. Що називають ККД механізму?
- 53. 53 (Число, що показує, яку частинувід повної роботи Ап становить корисна робота Ак.) 3. Як визначають ККД механізму? ККД η (ета) η = Ак/Ап х 100% 4. За якою формулою обчислити корисну роботу? А кор. = mgh =Ph 5. За якою формулою обчислюється виконана робота? А вик= Fl 6. Чи може ККД бути більшим за 100%? (Ні. Чим він більший, тим кращим вважається механізм. Але не змогли виготовити механізм, який мав би ККД більший чи рівний 100%. Цьому заважають закони природи.) 7. Який зміст «золотого правила» механіки? (Жоден з простих механізмів не дає виграшу в роботі. У скільки разів виграємо в силі, у стільки само разів програємо у відстані.) 8. Чому виконана робота завжди більша від корисної? (Частина енергії іде на подолання тертя.) Отже, використання похилої площини дає змогу дістати виграш у силі. У реальних умовах той, хто користується похилою площиною, навіть програє в роботі, оскільки при переміщенні тіла похилою площиною виконує додаткову роботу з переборення сил тертя. Слово вчителя Для переключення на різні кола уваги, для змінення роду діяльності, для заспокоєння, урівноваження проведемо психорегулювальну вправу. Психорегулювальна вправа Давайте розслабимось,навіємо собі позитивні емоції та активізуємо організм для подальшої роботи, виконавши таку релаксаційну вправу. 1. Заплющтеочі, уявіть, що ви знаходитеся на красивій яхті посеред океану. 2. Прислухайтеся до плескоту хвиль і тихенького вітерцю, що розгулює навколо (внутрішнє коло уваги).
- 54. 54 3. Уявіть, що поблизу яхти серед хвиль вистрибують дельфіни та виблискують на пекучому сонці (середнє коло). 4. А тепер підніміть голову і погляньте на безкрає небо, синє-синє, на якому де-не-де пропливають хмаринки, наче човники по морю (велике коло). 5. Відкрийтеочі. Подивіться одинна одного, які ви задоволені від прогулянки по морю (середнє коло). 6. Погляньте на свої руки, вони відпочили і готові до праці (мале коло). V. Рефлексія знань Проведення інструктажу з безпеки життєдіяльності дітей. Слово вчителя При користуванні динамометром не слід дуже розтягувати його пружину, це може її зіпсувати. Розташовуйте обладнання на столі акуратно і надійно. Закріпіть площину лапкою штатива. Обережно поводьтеся з брусками. На сьогоднішньому уроці ми з вами виконаємо лабораторну роботу. Тема. «Визначення ККД похилої площини». (Діти зачитують) Мета. (Діти зачитують) Слово вчителя Похилою площиною Донизу не котись, А розумом і силою Здіймайся весь увись. Хоч ми душею лірики І про казкове мріємо, Та користь всім від фізики Прекраснорозуміємо. Механіку шануємо І силу поважаємо, Бо саме їм завдячуємо Тим, що в житті ми маємо.
- 55. 55 VІ. Виконання лабораторної роботи Хід роботи 1. Виконання лабораторної роботи з поетапним коментуванням учнів та вчителя. 2.Які висновки, ви можете зробити, перед виконанням лабораторної роботи, вивчивши теоретичний матеріал (передбачувані). а) (Використовуючи похилу площину , виграємо в силі у стільки разів, у скільки довжина схилу похилої площини більша за її висоту.) б) ( ККД похилої площини не є величиною сталою. завжди менший 100%.) 3. Висновок після виконання лабораторної роботи. а) Піднімаючи вантаж уздовж похилої площини, виграємо в силі у стільки разів, у скільки довжина схилу похилої площини більша за її висоту. б) ККД похилої площини не є величиною сталою і залежить від кута нахилу, сили тертя, яке виникає між бруском і поверхнею площини. в) ККД збільшується зі збільшенням кута нахилу. 3.Виконання лабораторної роботи з саморобним приладом має такі переваги: а) зручний в користуванні; б) зменшує затрати часу, при конструкціїзбільшує тим самим час для виконання розрахунків та підбиття підсумків. VІІ. Узагальнення знань Інтерактивна вправа «Мікрофон» 1. Сьогодні на уроці ми повторили … 2. Ці знання нам згодяться в … 3. Сьогодні на уроці мені сподобалося … 4. Я зрозумів … VІІ .Підсумок уроку Слово вчителя 1. Як ви думаєте, чи маємо ми з вами результат гри «Бартер»? 2. Чи успішний він? Перевіримо іще раз його результат.
- 56. 56 Оскільки різновидом похилої площини є клин і гвинт, то у мене є запитання. Виготовляючи прилади в шкільній майстерні, ви маєте якісь навички в роботі з різними матеріалами та інструментами. Запитання: 1. Щоб забити гвіздок у тонку дощечку, не розколовши її, рекомендується спочатку обрубати зубилом загострений кінчик гвіздка. Чому такий гвіздок не розколює дощечку? (Вістря гвіздка подібно до клина розсуває деревину, а обрубаний кінець цієї дії не створюватиме.) 2. Послухайте розповідь про одного учня нашої школи, який, запізнюючись на урок, поспішав. Відкривши двері в клас, доводив свою правоту щодо конструкції сходів, мав свою думку про їх конструкцію, доводив свою правоту вчителю. Зробіть висновки, чи все він правильно стверджував? Перестрибуючи через дві сходинки, Сергійко поспішав на урок фізики. Але як він не квапився, біля дверей кабінету опинився вже в той момент, коли вчитель повідомляв тему уроку. — Сьогодні ми продовжуємовивчати простімеханізми,- чулося із-за закритихдверей. Сергійко, спробувавши згадати все, що знає про простімеханізми, глибоко зітхнув і постукав у двері. Після вчительського «так, увійдіть» він, тільки- но переступивши поріг, відразу почав виправдовуватися,посилаючись на те, що всьому виною — занадто довгі сходи. «І чому тільки в приміщенняхне використовують вертикальнісходи? По-перше, вони були б набагато коротшими, а по-друге, займали б набагатоменше місця»,— палкодоводив Сергійко. Однокласники посміхалися, а вчитель несподівано для всіх став серйозно обговорювати із класом. Сергійкові аргументи. Урок тривав, восьмикласникивідповідали на запитання вчителя. Давайте-но і ми до них приєднаємося. 1. Як ви думаєте, до якого виду простих механізмів належать сходи? 2. Чому в приміщеннях не використовують вертикальнісходи?
- 57. 57 (У скільки разів виграємов силі, у скільки само разів програємоу відстані.) VІІІ . Домашнє завдання 1. Повторити §24, §41 2. Написати оповідання-твори, міні-твори «Застосування гвинта, клина, похилої площини, які спостерігав у майстерні, вдома».
- 58. 58 Урок з розділу «Світлові явища» (9 клас) Тема. Захист проекту:«Складання найпростішого оптичного приладу» Мета проекту: • показати практичну значущість здобутихзнань; • навчитися створюватий розв'язуватипроблемуметодом дослідження; • ознайомити з будовою та застосуванням найпоширеніших оптичних приладів; • навчитися складати калейдоскоп, перископ,зоровутрубу Галілея власноруч з підручних матеріалів. Завданняпроекту: • знайти в джерелах інформації й вивчити принцип роботиоптичних приладів; • розширитиуявлення про різноманітність калейдоскопів; • виготовитикалейдоскоп,перископ,зоровутрубуГалілея Актуальність проекту: зараз дуже актуально радувати рідних і близьких подарунками, зробленимивласноруч. Основні поняття: мікроскоп, телескоп, перископ, лінза, калейдоскоп. Обладнання:шматок пакувального картону (не менше 33х35см), два дзеркальця, клей ПВА, ножиці, пластилін, дзеркала, скоч, ватман, целофан, інструкції з виготовлення саморобних приладів. Тип уроку: захист навчального проекту. Хід уроку Природапростав своїхзнаннях, але нескінченно багата й винахідлива в їх використанні. Г. Лейбніц
- 59. 59 І. Організаційна вступна частина Налаштування учнів на продуктивну роботу (взаємне вітання вчителя та учнів, організація уваги). Життя вам довгого, Здоров’я доброго, Щастя безхмарного, Настрою гарного. М.Малишко ІІ. Мотивація навчальної діяльності Учитель Шановні діти, сьогодні в нас незвичайний урок. Наше сьогодення диктує нам свої закони життя. Ми повинні бути ерудовані в багатьох питаннях, і вміти вийти з будь якого положення гідно. Зараз дуже актуально радувати рідних і близьких подарунками, зробленими власноруч. Ви, вивчивши тему «Світлові явища», можете зробити такі подарунки, виготовляючи різні оптичні прилади. ІІІ. Повідомлення теми, мети, завдань уроку Учитель На початку вивчення теми я оголосила вам тему проекту. Ви отримали завдання: знайти інформацію про оптичні прилади, зокрема про перископ, калейдоскоп, зорову трубу; узагальнити цю інформацію у вигляді інструкції по виготовленню та виготовити прилад. Для чіткого виконання проекту клас був поділений на три творчі лабораторії. В кожній із них був свій «Теоретик», «Історик», «Конструктор». У кожного з вас було своє відповідно завдання. «Історик» - знаходив в джерелах інформації відомості про прилад, історію його винаходу. «Теоретик» - готував інструкцію по виготовленню оптичного приладу. «Конструктор» - виготовляв прилад. Творча лабораторія № 1 презентуватиме нам – перископ.
- 60. 60 Творча лабораторія № 2 презентуватиме нам – калейдоскоп. Творча лабораторія № 3 презентуватиме нам – зорову трубу Галілея. Учитель На початку уроку я хочу визначити ваш емоційний стан, щоб потім порівняти його в кінці уроку. Цим самим дізнатися, чи були захоплені виконанням проекту, виготовленням приладу власноруч, чи були цікаві повідомлення на уроці, і як це вплинуло на вас. Інтелектуальна вправа «Вивчення емоційного стану учнів» Кожномуучневі надається вісім кольоровихсмужок, смужка – умовний знак емоційного стану (настрою) учня Червона – радісний, захоплений Жовтогарячий – радість, тепло Жовта – світлий, приємний Зелений – спокійний, урівноважений Синя – незадоволений, сумний Фіолетова – тривожний, напружений Чорна – повний зорепад, зневіра Біла – важко відповісти Учні на дошці із смужок «вишивають» килим (на білому папері приклеїть смужку того кольору, який відповідає їх емоційному стану). Цей килим відповідає емоційному стану учнів на початку уроку. Захист проекту Учитель Оптичніприлади — прилади, будова яких ґрунтується на законах поширення світла або на використаннівластивостей світла.
- 61. 61 До них, наприклад, належать:фотоапарат, телескоп, мікроскоп,калейдоскоп,перископ,зороватруба Галілея.Про деякі з них ви сьогоднідізнаєтесь більш детально. Завітаємо до кожної творчої лабораторії , яка презентуватиме свій оптичний прилад . Творча лабораторія № 1 1. Виступ «Історика» Периско́п — оптичний прилад, що дозволяє спостерігатиза об'єктом, що знаходиться угоризонтальній площині, яка не збігається з горизонтальноюплощиною ока спостерігача. Найпростіша конструкція приладу — це вертикальна труба із двома, похиленими під кутом45° дзеркалами або призмами із повним внутрішнім відбиттям, що розташовані паралельно одне одномуу різних кінцях труби із зверненими одиндо одного поверхнями відбиття. Застосовується на підводних човнах для спостереження заповерхнею моря при зануренні човна та у піхотних підрозділах для спостереження за позиціями противника із укриття та вбронетехніці. Також використовується у техніці для вивчення недоступних спостерігачеві внутрішніх частин конструкції. 2. Виступ «Теоретика» (додаток №1) 3. Презентація приладу «Конструктором». Творча лабораторія № 2 1. Виступ «Історика» Калейдоско́п — оптичний прилад, що дозволяє створювативізерунки. У переносномусенсі — швидка зміна явищ, осіб, подій. Спочатку задуманий як науковий інструмент, калейдоскоппізніше випускався як іграшка.
- 62. 62 Калейдоскопнайчастіше виконаний у виглядінепрозороїтрубки, яка усередині містить систему дзеркал. На одномуз кінців трубки закріплено світловий фільтр, інший кінець трубки використовується як окуляр. Світловий фільтр іграшкового калейдоскопа утворений двомапаралельними скельцями, що закріплені паралельно на відстані кількох міліметрів одне від одного. Зовнішнєскельце звичайно є матовим. Між скельцями насипають прозорішматочки кольрового склаабо пласмаси. Системадзеркал представлена трьома(іноді два або більше трьох) складеними під кутом поздовжнімидзеркальнимипластинками. Зображення кольоровихелементів світлового фільтру взаємно відбиваються в дзеркалах і утворюють симетричні візерунки. При повертанні трубки навколо поздовжньоїосіці візерунки змінюються завдякипересипанню елементів світлового фільтра. Різне взаємне розташування дзеркал дозволяє отриматирізну кількість дубльованих зображень:45° — 8, 60° — 6, 90° — 4. Прилад був відомий ще у Стародавній Греції. У 1816 роціпід час проведення експерименту з поляризацією світла калейдоскопбув заново віднайдений шотландським фізиком Девідом Брюстером. Патент на винахід був оформленийчерез два рокиопісля. Спочатку калейдоскопявляв собою трубкиз парами дзеркал на одному кінці та парами напівпрозорихдисків на іншому і бісер між ними. Брюстер обрав відомого розробника ахроматівФіліпа Карпентера як єдиного виробникакалейдоскопау 1817 році. Започаткованевиробництво обернулося надзвичайним успіхом: всього затри місяці у Лондоні та Парижі було продано 200 000 калейдоскопів. Розуміючи, що компанія не може задовольнитишалений рівень попиту, 17 травня 1818 Брюстер попросив Карпентера дозволитиіншим виробникам випускати калейдоскопи, на що той погодився.
- 63. 63 Брюстер сподівався добрезаробитина популярностісвого винаходу, проте прогалина у його заявці на патент дозволилаіншим копіювати його винахід. 2. Виступ «Теоретика» 3. Презентація приладу «Конструктором». Творча лабораторія № 3 1. Виступ «Історика» Зорова (далекоглядна)труба — загальна назва оптичних приладів, призначених для візуального спостереження завіддаленими предметами. Зоровими трубамиє: підзорні труби, телескопи, біноклі, перископи,далекоміри, приціли, геодезичнітруби й інші прилади. Зазвичайскладається з об'єктива, який формує зображення, окуляра, що збільшує його, і обертальної системи, яка виправляє орієнтацію побудованої картинки. Першою відомою зоровою трубою є труба Ґалілея (1609): вона складалася зі збиральної лінзи-об'єктиваі розсіювальної лінзи-окуляра. У 1611 р. Йоган Кеплер поліпшив конструкцію Ґалілео Ґалілея, замінивши розсіювальнуокулярну лінзу збиральною. ТрубаКеплера була набагато зручнішою для спостережень, але будувала перевернуте догоридриґом зображення:саме тому і постала необхідність у конструюванні обертальної оптичної системи. Доскладусистеми, що орієнтує зображення, можуть входити оптичні призми — Порро, Аббе та ін.: завдякицьому можна скоротитифактичну довжину труби або змінити напрям лінії спостереження. Оскільки системаз однолінзових об'єктиваі окуляра страждає оптичними абераціями, зокремахроматичними, до системи зазвичайдодають ще й корекційні компоненти — ахроматичні або апохроматичні. Зоровітруби відомі з кінця 16 — початку 17 століття. У 1609 зоровутрубу 32-кратного збільшення побудував і вперше застосував для астрономічних
- 64. 64 досліджень Галілео Галілей. Відмінну від галілеївського типу зоровутрубуїї запропонував у 1610—1611 рр. Кеплер. Вперше така зороватруба побудованаблизько 1630 р. Основніелементи зоровоїтруби — об'єктив і окуляр. ІV. Закріплення матеріалу Учитель Для закріплення матеріалу пропоную вам дати відповіді на запитання. Інтелектуальна вправа «Мозаїка» Учитель читає запитання. Учні пишуть в робочих зошитах коротку відповідь. Потім обмінюються зошитами і здійснюють взаємоперевірку. 1. Прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями, називається… (лінзою) 2. Як називається лінза, що перетворює паралельний пучок променів у збіжний? (Збиральною) 3. Як називається лінза, що перетворює паралельний пучок променів у розбіжний? (Розсіювальною) 4. Які з вивчених оптичних приладів схожі на наше око? (Фотоапарат) 5. Який оптичний прилад дає збільшення предмету? (Мікроскоп) 6. Яке збільшення дають сучасні мікроскопи? (2000 разів) V. Підсумок уроку Учитель Повернемось до вправи «Вивчення емоційного стану учнів». Інтелектуальна вправа «Вивчення емоційного стану учнів» Учні на дошці із кольоровихсмужокстворюють другийемоційний килим. Учитель - Чи змінився колір килиму? - Чи змінився емоційний стан учнів у кінці уроку? - Чи принісвам задоволення цей урок? - Чи цікаво самому виготовляти прилад?
- 65. 65 Інтерактивна вправа «Похвали себе сам за те, що…» (учні по черзі хвалять себе за те, чого вони навчилися на уроці) Учитель. У вас змінився емоційний стан. Щоб вас заспокоїти, урівноважити, підготувати до другого роду діяльності, проведемо психорегулювальну вправу «Глибоке дихання». Психорегулювальна вправа «Глибоке дихання» Дихання заспокоює нервову систему і гасить емоції. Коли ми глибоко дихаємо, то позбуваємося думок, що нас хвилюють, відчуваємо, що можна контролювати свої думки, а не підкорятися їм. Глибоко вдихніть носом, порахуйте до восьми, після чого повільно випускайте повітря через рот (губи напівстулені), при цьому рахуйте до 16 або більше – так довго, як зможете. Прислухайтеся до звуку повітря, яке видихаєте, і відчуєте, як зникає напруження. Повторіть вправу 7-8 разів. VІ . Оцінювання учнів Виставлення балів всім учням класу за знання теоретичного матеріалу та захист проекту. VІІ . Домашнє завдання 1. Повторити тему «Світлові явища». 2. Підготуватися до контрольної роботи. 3. Виготовити оптичний прилад, який вам сподобався.
- 66. 66 Інструкції по виготовленню оптичних приладів (додатки № 1, 2, 3)
- 67. 67 Інструкція по виготовленню оптичного приладу ПЕРИСКОП 1. Підберіть два однакових за розміром дзеркала. 2. З паперу зробіть заготовку за розмірами, вказаними на малюнку. 3. Обов'язковою умовою кут А=450 . 4. Скотчем або пластиліном прикріпіть дзеркала на місця, вказані на малюнку, дзеркальними поверхнями всередину. 5. Склейте заготовку так , щоб утворилася труба із дзеркалами всередині. Модель перископа готова. дзеркало 450 5см 4 см А 450 5 см дзеркало 4см4с м 20см 5,7см
- 68. 68 Інструкція по виготовленню оптичного приладу КАЛЕЙДОСКОП 1. Завчасно із дзеркала або скла вирізаємо три однакові заготовки довжиною 20-30 см, шириною 3- 4 см. 2. За допомогою скотчу склеюємо ці заготовки. 3. Один із торців утвореної трикутної призми заклеюємо кусочком прозорого пластику відповідних розмірів. 4. Насипаємо всередину бісер, намистинки, кусочки кольорової пластмаси (тільки не скло!!!). Модель калейдоскопа готова. 5. Повертаючи призму навколо осі, спостерігаємо неповторні візерунки. 20-30см ×4- 4см (3 штуки)
- 69. 69 1. Інструкція по виготовленню оптичного приладу ЗОРОВА ТРУБА ГАЛІЛЕЯ 1. Підберіть дві лінзи приблизно однакові за діаметром, одна із них повинна бути довгофокусна, друга короткофокусна. 2. З паперу склейте дві труби, діаметри яких дорівнюють діаметру лінз, а довжини дещо більші фокусних відстаней лінз. 3. Вставте і закріпіть у трубках лінзи окуляра і об'єктива . 4. Вставте трубу окуляра в трубу об'єктива , або навпаки. 5. Направте об'єктив на предмет, віддалений на 20-25 метрів, і, змінюючи відстань між об'єктивом і окуляром, отримаєте зображення предмета. 6. Оцініть збільшення труби F об'єктива/ F окуляра. ЗАСТЕРЕЖЕННЯ: Ні в якому разі не наводьте трубу на Сонце або інші яскраві джерела –це може призвести до повної втрати зору!!! Збиральна лінза Розсіювальна лінза
- 70. 70 Урок з теми «Динаміка» (10клас) Тема. Захист навчального проекту «Дослідження залежності модуля сили тертя ковзання шляхом проведення експериментальної роботи за допомогою саморобних приладів та лабораторного обладнання» Мета :формувати в учнів знання про силу тертя і види сил тертя, дати загальне уявлення про характер сили тертя; продовжити розвивати вміння спостерігати фізичні явища (на прикладі взаємодії тіл), перевіряти теоретичні припущення при вимірюванні сили тертя і розрахунку коефіцієнта тертя; дослідити залежність модуля сили тертя ковзання за допомогою саморобних приладів,продовжити розвивати вміння порівнювати явища природи і самостійно виконувати експериментальні завдання . Обладнання: трибометри, бруски, набори важків з механіки, динамометри, лінійки масштабні, саморобні прилади, лист металу, гума,таблиці, портрети фізиків. Тип уроку: урок засвоєння нових знань та удосконалення умінь і навичок методом проектів. План уроку І. Вступне слово вчителя ІІ. Актуалізація опорнихзнань ІІІ. Виклад матеріалу ІV. Захист проекту. Презентація творчихгруп V. Підсумок уроку. Оцінювання учнів. VІ. Домашнє завдання Хід уроку I. Вступне слово вчителя Тема нашого уроку надзвичайно важлива й цікава. На тертя скаржаться, коли воно перешкоджає руху («знову потворне ковзання», «ніяких сил не
- 71. 71 вистачає витягти цей цвях»), його хвалять, коли воно сприяє руху («змінив шини — тепер благодать!», «дуже вдало підібрав мащення — ніякої віддачі»), а в загальному до тертя звикли за 500 років від часу його відкриття. В одних випадках його збільшують, в інших — зменшують і не дивуються самому факту існування тертя в усіх явищах природи. А тертя й донині залишається одним із «міцних горішків» природознавства. Численні ме- ханізми тертя описані лише загалом, не кажучи вже про те, що кількісний опис тертя настільки приблизний, що інженери не довіряють йому і вдаються до прямих дослідів. II. Актуалізація опорних знань Учителя На минулих уроках ми ознайомилися із силами тяжіння і пружності, вивчили закони, що встановлюють залежності цих сил від інших фізичних величин. Що загального в залежності цих сил? Перший учень Обидві ці сили залежать від взаємного розташування тіл (від відстані між ними) чи частин того самого тіла (від його деформації). Другий учень Ці сили є функцією, що залежить від відстані, чи, як часто говорять, функцією, що залежить від координат. Учитель Сьогодніми починаємо вивчати якісно іншу силу механіки — силу тертя, з дією якої ви часто зустрічаєте в повсякденномужитті. З проявом цієї сили ви ознайомилися ще в7-му класі. Спробуйте, спираючись на свої знання, відповісти на запитання: 1) Які відомі вам спостереження і досліди показують, що існує сила тертя? 2) Наведіть приклади, в яких виявляється дія сили тертя, але тіло перебуває у стані спокою чи рухається рівномірно. 3) Які види сили тертя ви знаєте? Наведіть приклади. ІІІ. Виклад нового матеріалу
- 72. 72 Учитель Спробуємо систематизувати численні прояви сили тертя і докладніше ознайомимося із законами тертя. Незважаючи на простоту основних законів тертя, явище це дуже складне і відкриття нових закономірностей, пов'язаних із тертям, продовжується й нині. Так, зовсім недавно група вчених Інституту хімічної фізики відкрила явище аномально низького тиску, тобто різке зменшення сили тертя при зменшенні тиску й опроміненні тертьових по- верхонь γ - променями. Очевидно, цей ефект знайде особливо велике застосування в космосі, для якого характерні перераховані вище умови. «Від чого залежить сила сухого тертя», учені сперечалися, починаючи із середніх віків. Ідеться про те, від чого залежить модуль сили тертя ковзання. З цього питання ви виконували проект, перейдемо до його захисту. ІV. Захист проекту. Презентація творчих груп Учитель Пропоную вам послухати повідомлення наших «Істориків». (Додаток №1) Давайте самостійно, використовуючи дані дослідів, відповімо на питання, на які шукали відповіді у свій час і Леонардо да Вінчі, і Амонтон, і Ейлер, і Кулон, а також на деякі інші питання, що стосуються видів сили тертя: тертя спокою і кочення. Виконати ви це зможете за допомогою приладів які виготовилиучні вашого класу та лабораторного обладнання. Ознайомитися з саморобними приладами , їхньою будовою та принципом роботи вам допоможуть наші «Юні конструктори». (Додаток №2) Учитель Переходимо до виконання експериментальних завдань та обговорення результатів експерименту. Це виконуватимуть наші «Дослідники». Перша група Завдання №1. Визначення залежності ковзання від площі дотику взаємодіючих тіл. Мета: установити залежність сили тертя ковзання від площі дотику поверхонь взаємодіючих тіл.
- 73. 73 Обладнання: динамометр, набір дерев'яних брусків, дерев'яна лінійка саморобний універсальний прилад з механіки, набір важків. Послідовність виконання роботи 1. Покладіть брусок із двома важками широкою гранню на горизонтально розташовану лінійку (трибометр). 2. Прикріпивши до бруска динамометр, як можна рівномірно тягніть його уздовж лінійки. Помітьте при цьому показання динамометра. 3. Покладіть брусок із двома важками вузькою гранню на трибометр і, повторивши дослід, зніміть показання динамометра. 4. Покладіть на трибометр 3 бруски послідовно один за одним і, рівномірно рухаючи систему брусків, зніміть показання динамометра (загальна маса брусків повинна дорівнювати загальній масі бруска і важків у першому і другому дослідах). 5. Повторіть дослід із трьома дерев'яними брусками, поклавши їх один на один (зверху), виміряйте. 6. Заповніть таблицю. № Нормальний тискN,Н Площа S, м2 Fтер. Н 1 Широка грань бруска 2 Вузька грань бруска 3 Велика площа 4 Менша площа 1. Зробіть висновок. Пояснення учня Сила тертя ковзання в усіх випадках залишається майже однаковою, незважаючи на значну різницю в площі опори. Отже, сила тертя ковзання не залежить від площі дотикання поверхонь взаємодіючих тіл (коли ці поверхні не занадто великі). Висновок (на дошці). Fтер .не залежить від S. У табл. 1 (Додаток №5) записують — ні.
- 74. 74 Друга група Завдання № 2. Вивчення сили тертя спокою, порівняння сили тертя спокою із силою тертя ковзання Мета: визначити залежність сили тертя від сили нормального тиску і зовнішньої сили, порівняти силу тертя спокою із силою тертя ковзання. Обладнання: динамометр, дерев'яний брусок, дерев'яна прилад для визначення коефіцієнта тертя, набір важків. Послідовність виконання роботи 1. Покладіть дерев'янийбрусокна горизонтальнуповерхню похилої площини приладу. 2. Повільно піднімаємо похилу площину (збільшуємо кут α ). 3. В момент коли брусок почне ковзати по дощечці стрілка 4 покаже значення коефіцієнта тертя спокою для даного матеріалу (дерево по дереву). 4. Для знаходження коефіцієнта тертя ковзання, брусок заставляють рухатися рівномірно вниз(збільшуючи кут α ). 5. Отже видно, що коефіцієнт тертя ковзання, завжди менший коефіцієнта тертя спокою. Прилад дозволяє швидко порівнювати і одночасно знаходити значення коефіцієнта тертя для поверхонь із різних матеріалів . 6. Заповніть таблицю. № Сила нормального тиску N,Н Коефіцієнт тертя спокою Коефіцієнт тертя ковзання Пояснення учня Якщо брусок перебуває устані спокою, на похилій площині, то його коефіцієнт тертя спокою дорівнює тангенсу кута нахилу похилої площини. При подальшому підніманні похилої площини брусок починає рівномірний рух вниз,сила тертя ковзання стає меншою за силу тертя спокою і коефіцієнт
- 75. 75 тертя ковзання відповідно менший за коефіцієнт тертя спокою, що видно за шкалою саморобного приладу. Висновок. Сила тертя спокою більша сили тертя ковзання. У табл. 1 (Додаток №5) записуємо — так. Третя група Завдання № 3. Визначення залежності модуля сили тертя ковзання від модуля сили нормального тиску (перпендикулярного до опори). Мета: установити залежність модуля сили тертя ковзання від модуля сили нормального тиску, що діє перпендикулярно до опори. Обладнання: динамометр, набір дерев'яних брусків, дерев'яна лінійка (трибометр), набір важків. Послідовність виконання роботи 1. Покладіть брусок на горизонтально розташовану дерев'яну лінійку, на брусок поставте важок. 2. Прикріпивши до бруска динамометр, якомога рівномірніше тягніть його вздовж лінійки, помітьте при цьому показання динамометра. 3. Зважте брусок і важок. 4. До першого важка додайте другий, третій, щоразу зважуючи брусок і важки та вимірюючи силу тертя. 5. Заповніть таблицю. № Нормальний тиск N, Н Сила тертя,Fтер, Н Fтер /N 1 2 6. Визначте відношення Fтер./N 7. Зробіть висновок. Висновок (на дошці) . Fтер.макс. ~ N. Fтер= µN Сила тертя ковзання залежить від навантаження. (Дописати відповідь у табл. 1 (Додаток №5) — так.
- 76. 76 Пояснення учня Сила тертя ковзання пропорційна силі нормального тиску. Цю залежність можна виразити математично: Fтер.макс. ~ N. У цьому досліді µ- коефіцієнт пропорційності називається коефіцієнтом тертя. Ми бачимо, що відношення модуля сили тертя ковзання до модуля сили нормального тиску для даних тертьових поверхонь однакове, тобто є величиною сталою, не залежною ні від сили нормального тиску, ні від площі дотичних поверхонь. У фізиці це відношення дістало назву коефіцієнта тертя. Четверта група Завдання № 4. Визначення залежності сили тертя ковзання від стану і роду тертьових поверхонь Мета: установити залежність сили тертя ковзання від стану і роду тертьових поверхонь. Обладнання: динамометр, набір дерев'яних брусків, дерев'яна лінійка (трибометр), не обстругана дошка, жерсть, наждаковий папір, набір важків. Послідовність виконання роботи 1. Покладіть брусок на дошку трибометра, на брусок поставте 2 важки. 2. Прикріпіть до бруска динамометр і як можна рівномірно тягніть його вздовж лінійки. Зніміть показання динамометра. 3. Зважте брусок і важки. 4. Повторіть досліди при русі бруска з двома важками по не обструганій лінійці, жерсті, наждаковому паперу. 5. Визначте відношення Fтер./Nв кожному досліді. 6. Заповніть таблицю. № Рід тертьових поверхонь Сила нормального тиску N. Н Сила тертя Fтер./N 1 Деревина по гладенькій деревині 2 Деревина по неструганій деревині 3 Деревина по металу 4 Деревина по гумі
- 77. 77 7. Зробіть висновки. Висновок. Сила тертя ковзання залежить від стану і роду тертьових поверхонь. При розрахунках відношення Fтер./N (коефіцієнт тертя) бачимо, що це відношення в різних дослідах різне, тобто коефіцієнт тертя залежить від матеріалу, з якого виготовлені тертьові поверхні, та від якості їх обробки. На друге і четверте питання табл. 1 (Додаток №5) ми відповідаємо — так. Учитель Ще раз зверніть увагу на результати дослідів 1 і 2: коефіцієнт тертя по неструганій деревині набагато більший, ніж коефіцієнт тертя по гладенькій деревині, тобто чим більше нерівностей поверхонь, які труться, тим частіше ці нерівності зачіпаються, що супроводжується деформацією нерівностей і збільшенням унаслідок цього сили тертя між ними. Полірування поверхонь спричиняє зменшення сили тертя і коефіцієнта тертя. Зазвичай µ «1, оскільки Fтер.« N. А ось дуже ретельне полірування поверхонь призведе, навпаки, до збільшення сили тертя, що вже не буде узгоджуватися з результатами наших дослідів. Це свідчить лише про те, що механізм взаємодії дотичних поверхонь складніший, і його потрібно аналізувати на молекулярному рівні. П'ята група Завдання№ 5. Порівняння сили тертя кочення із силою тертя ковзання Мета: порівняти силу тертя ковзання із силою тертя кочення. Обладнання: трибометр із бруском і котком, шпилька, динамометр, набір важків. Послідовність виконання роботи 1. Покладіть коток на горизонтально розташовану дерев'яну дошку (трибометр). 2. Прикріпіть до котка динамометр і зніміть показання динамометра під час кочення котка.
- 78. 78 3. Уставте у коток шпильку, яка не дає йому змоги обертатися, і повторіть дослід. 4. Заповніть таблицю. 5. Зробіть висновок. № Сила тертя кочення Сила тертя ковзання 1 Висновок.Пророблені досліди свідчать, що сила тертя кочення за інших рівних умов значно менша, ніж сила тертя ковзання. Сила тертя кочення пропорційна силі нормального тиску, тобто зі збільшенням сили нормального тиску сила тертя кочення (так само, як і сила тертя спокою і сила тертя ковзання) збільшується. Учитель Про тертя кочення скажемо зовсім мало. Для нього характерно те, що значення сили тертя кочення за інших рівних умов значно менше, ніж сила тертя ковзання. І природа тертя кочення дещо інша: перед колесом утворюється невеликий горбок(поверхня деформується) і частина (складова) сили пружностічи реакції опори і є сила тертя кочення. У тих випадках, коли треба зменшити тертя, ковзання замінюють коченням, саме тому колись дуже давно якийсь геній винайшов колесо. Це було непросто, бо вприроді колеса в якості рушія не використовуються: плазують, стрибають, ходять, тільки не котяться. Теорія походження сил тертя кочення ще мало розроблена. Історична довідка Більшість учених вважає, що колесо вперше застосувалиприблизно в 3500 р. до н. є. гончарів Месопотамії (сучасний Ірак), в Центральній чи Східній Європі. У СтародавньомуЄгиптізастосовувалися спеціальні котки під час будівництва піраміди Джосера.
- 79. 79 Учитель Отже, узагальнимо отримані дані експериментів див.табл. 1 (Додаток№5). 1) Fтер не залежить від площі дотичних тіл (ні). 2) Fтер залежить від навантаження, тобто від сили нормального тиску: Fтер= µN 3) Fтер залежить від тертьових поверхонь (від матеріалу і якостіобробки тертьових поверхонь), для різних матеріалів коефіцієнт тертя різний. Навідміну від геніальних учених ми з'ясували це дуже швидко, але не тому що ми розумніші за них, а тому що маємо у своєму розпорядженні їхні праці, а також прилади, які ви виготовили власноруч. Великий Ньютон писав англійському фізику Р.Гуку: «Якщо я бачив далі, ніж інші, то лише тому, що стояв на плечах гігантів». Ми експериментально не підтвердили тільки залежність Fтер від швидкості. Леонардо да Вінчі вважав, що сила тертя не залежить від швидкості руху тіл. Це його твердження виявилося неправильним. Про це нам повідомлять знову «Історики». (Додаток №1) Учитель Ми починали урок з повторення сил пружності та тяжіння і пригадали, що ці сили є функцією, що залежить від відстані чи координат. Яка ж головна особливість сили тертя? Якщо ретельно відполірувати поверхні дотичних тіл, то число точок дотику при тій самій силі нормального тиску збільшується, отже, збільшується і сила тертя. Тут взаємодія має електромагнітний характер, тому і сила тертя має електромагнітну природу. Усі пророблені досліди показують, що сила тертя не залежить від взаємного розміщення взаємодіючих тіл, як це мало місце для сил тяжіння і пружності. Сила тертя ковзання спрямована вздовж дотичної до поверхні стикання у бік, про- тилежний до відносної швидкості руху тіла. Отже, напрям сили тертя залежить від напряму цієї швидкості. Таким чином, сила тертя є функцією
- 80. 80 швидкості взаємодіючих тіл, що принципово відрізняє цю силу від сил тяжіння і пружності. Сила тертя відіграє в нашому житті дуже велику роль. Тертя треба враховувати в дуже багатьох випадках. Причому в одних випадках із тертям борються, тобто зменшують, в інших випадках — тертя збільшують. Про це з'ясовували група «Практики». (Додаток №3) Учитель Сьогодні ми дізналися ще про одну силу, яка існує в природі, це сила тертя. Виявили її характер. Перевірили теоретичні припущення при вимірюванні сили тертя і розрахунку коефіцієнта тертя, самостійно, експериментально визначаливід чого залежить модуль сили тертя ковзання. Цікавий матеріал про силу тертя, у вигляді загадок, віршів, кросвордів, казок, зібрали наші «Літератори». (Додаток №4) V. Підсумок уроку. Оцінювання учнів На сьогоднішньому уроці ми ще раз переконалися, що фізика наука експериментальна,унікальна дисципліна і є перманентною наукою, без знань якої неможливо ні пізнати оточуючий світ, ні забезпечити науково-технічний прогрес. Ви сьогодні добре попрацювали і кожний із вас отримав оцінку. VІ . Домашнє завдання Домашнє завдання сьогодні буде незвичайним. І. Дайте відповідь письмово, як працює сила тертя: 1) у правилах дорожнього руху (на конкретних знаках); 2) у музичних інструментах; 3) у живописі при написанні картин; 4) у спорті; 5) на уроках праці; 6) у природі. ІІ. Покладіть перед собою запитання для самоконтролю знань і дайте відповіді на них .
- 81. 81 Запитання для самоконтролю знань 1. Природа сил тертя. Як виникають сили тертя? Як вони напрямлені? 2. Види сил сухого тертя. 3. Сила тертя ковзання. Чому дорівнює сила тертя ковзання? 4. Тертя спокою, його природа. 5. Чому сила тертя спокою є рушійною силою? 6. Тертя кочення. Чому сила тертя кочення менша, ніж сила тертя ковзання? 7. Як сила тертя залежить від швидкості руху тіла? 8. Від чого залежить і від чого не залежить коефіцієнт тертя ковзання? 9. Чому коефіцієнт тертя завжди менший за 1? 10. Шкідливі прояви тертя, його зменшення. 11. Корисні прояви тертя, його посилення. 12. Що повинен зробити водій машини, помітивши дорожній знак, який позначає крутий поворот? 13. Чому водій повинний бути особливо уважним у сиру погоду, під час листопаду чи ожеледі?
- 82. 82 Повідомлення1 учня Додаток №1 Від чого залежить модуль сили тертя ковзання учені сперечалися, починаючи з середніх віків. Ознайомившись з історичними фактами, ми склали таблицю відповідей вчених. (Табл.1) 1500 рік. Леонардо да Вінчі, нині відомий усьому світу італійський учений, запропонувавши в 1482 р. послуги інженера міланському герцогу Людовику Морі, зайнявся вивченням тертя. Його цікавило, чи залежить сила тертя ковзання: 1) від площі тертьових поверхонь; 2) від роду матеріалів; 3) від сили, що притискує одне тіло до іншого; 4) від гладкості (шліфування) поверхонь; 5) від відносної швидкості руху тіл. За допомогою простих і дотепних пристроїв він відповів на ці питання так: ні, ні, так, так, ні (показує на табл. 1). Він визначив також деякі коефіцієнти тертя ковзання і кочення. Повідомлення 2 учня 1699 рік. Французький фізик Пйом Амонтон, у 1699 р. направив свої відповіді на питання, поставлені Леонардо да Вінчі: ні, ні, так, ні, так (показує на табл. 1). Він сформулював також у математичному вигляді залежність між силоюнормального тиску, яка притискує одне тіло до іншого, і силою тертя: Fтер= µN Де µ — коефіцієнт пропорційності. (Використовує ту саму табл. 1.) 1748 рік. Леонард Ейлер, дійсний член декількох академій наук світу, у тому числі й Петербурзької, швейцарець за походженням, знаменитий математик, механік і фізик, опублікував у 1748 р. свої відповіді на 5 питань про тертя: ні, ні, так, так, так(показує на табл. 1).
- 83. 83 У своїхперших трьох відповідях вчений погоджується із Леонардо да Вінчі і з Амонтоном, у четвертій він також погоджується із Леонардо до Вінчі, а в п'ятій — з Амонтоном. Повідомлення 3учня 1779 рік. Французький учений і військовий інженер Шарль Огюстен Кулон. Його вважають основоположником науки про тертя. Працюючи інженером на військових верф'ях порту Рокфор на західному узбережжі Франції, він вивчав ситуації, у яких сила тертя відіграє дуже важливу роль. Свої результати виклав у мемуарі «Теорія простих машин з урахуванням тертя їх частин і жорсткості канатів». Ця праця була опублікована в 1781 р.. У ній сформульовані закони тертя ковзання і кочення. Праця дістала визнання. Паризька Академія наук настільки високо оцінила її, що подвоїла обіцяну премію. На всі запитання про тертя відповів: так, проте уточнив, що сила тертя лише в малому ступені залежить від площі тертьових поверхонь демонструє по табл. 1(Додаток №5) Повідомлення 4учня Досліди показали, що Fтер ковзання зменшується зі збільшенням швидкості. Тому при зупинці трамвайного вагона, коли швидкість зменшується, тертя гальмових колодокоб колеса збільшується і щоб уникнути поштовху, гальмо виключають поступово. Те, що сила тертя (опору) залежить від швидкості, знають парашутисти, стрибаючи з висоти 10 км. Швидкість парашутиста збільшується тільки протягом 10 с. Сила опору повітря збільшується зі збільшенням швидкості так сильно, що далі парашутист рухається рівномірно, а коли парашут розкривається, — швидкість різко зменшується. Приблизно так падають краплі дощу і сніжинки. Важко уявити, що було б, якби швидкість дощових крапель зростала нескінченно. Швидкість крапель не перевищує 2—7 м/с, у противному разі краплі дощу могли б нас травмувати. Тому на останнє питання в табл.1 (Додаток №5) ми відповідаємо так.
- 84. 84 Інструкція до універсальногоприладуз механіки Додаток №2 Ми виготовилиуніверсальний прилад з механіки , який складається із : а) дерев'яної основи з просвердленимиотворами для кріплення вертикальної планки; б) вертикальної планки з просвердленимиотворамидля вставних дерев'яних паличок; в) похилої планки з бічними направляючими; г) вставних дерев'янихпаличок; д) сектора для вимірювання кутів, зробленогоз фанери; є) шарніра для кріплення похилої площини; є) підставки, що легко знімається; ж) отвору для кріплення балістичного пістолета; з) канавки для встановлення сектора; і) котушки від ниток, закріпленої за допомогою болта, на металевих деталях від дитячого конструктора; к) канавки для кріплення сектора. Отвори на вертикальній планці просвердлені на такій висоті над рівнем основи, що кут нахилу площини набуває низки стандартних значень 10°, 20°, 30°, 40°, 50 ° 60°, 70°, 80°. Хоча в процесі експерименту йому можна надати і будь-які довільні значення. Вставляючи палички в різні отвори, задаємо стандартний кут нахилу площини.
- 85. 85 У комплексі з приладом використовується : два дерев'яних бруски, план- ку з просвердленими отворами, для демонстрації правила моментів, дві кульки, підвішені на нитках, металеву пружину, динамометр, балістичний пістолет, секундомір, пластилін. На сьогоднішньому уроці ми будемо використовувати цей прилад, для виконання завдання №1. Інструкція до приладудля визначеннякоефіцієнтатертя Додаток № 3 При вивченні руху тіла під дією декількох сил, а саме рух по похилій площині, використовується прилад для вимірювання коефіцієнта тертя який ми виготовили. Під час рівномірного руху тіла вниз по похилій площині, коефіцієнт тертя рівний тангенсу кута її нахилу. Підтверджене математично дане теоретичне положення і використовується в принципі роботи даного приладу. Він складається із похилої площини 1, яка шарнірно з'єднана з основою 2, до якої прикріплена пластинка (чверть кола) із шкалою 3 і вирізом для переміщення і фіксації за допомогою різьбового з'єднання стержня похилої площини. Шкала градуюється в значеннях тангенса кута (0°—45°) нахилу площини, до якої кріпиться стрілка 4. Для визначення коефіцієнта тертя на похилу площину розміщують плоско-паралельну пластинку (дощечку) із матеріалу для якого шукають коефіцієнт тертя; опора 5, яка розміщена внизу похилої площини, не дозволяє їй зміщатися донизу. Потім при опущеній площині (α = 0) на дощечку кладуть, наприклад, дерев'янийбрусок. Повільно піднімаємо похилу площину (збільшуємо α кут). В момент, коли брусок почне ковзати по дощечці, стрілка 4 покаже значення коефіцієнта тертя спокою для даного матеріалу (дерево по дереву). Якщо треба знайти коефіцієнт тертя ковзання, то брусокзаставляють рухатися рівномірно вниз. При цьому легко видно, що коефіцієнт тертя ковзання завжди менший коефіцієнта тертя спокою.Прилад дозволяє швидко порівнювати ї одночасно знаходити значення коефіцієнта
- 86. 86 тертя для поверхонь із різних матеріалів .На сьогоднішньому уроці ми будемо використовувати для виконання завдання №2. Повідомлення 5 учня Додаток № 4 У техніці для зменшення сил тертя застосовують різні способи: ковзні деталі машин (циліндри, поршневі кільця, повзуни, цапфи валів т.д.) роблять дзеркально гладенькими, змащують їх мінеральними мастилами, надають машинам обтічної форми, при якій тертя повітря мінімальне. Як показує дослід, тертя між різнорідними поверхнями звичайно менше, ніж між однорідними, тому вкладиші підшипників ковзання роблять, як правило, з іншого матеріалу, чим цапфи валів. Помічено також, що, чим твердіша поверхня, тим менше тертя. От чому підшипники в точних механізмах (на- приклад, у годинниках) виготовляють із дуже твердих каменів — агатів, рубінів і навіть алмазів.
- 87. 87 Додаток №5 Вірш про тертя Сила тертя мені сказала, Що її зменшить може сало. До сала приєдналось мило, Теж значення тертя змінило. Якщо ж насиплемо пісок, Вмить зупиниться візок. Пісок замінимо горохом, Й тертя зустріне нас «підвохом». Якщо зростаєсила тиску, Зростуть і покази тертя. Покажчик вкаже більшу риску. Тому й стирається взуття. Вірш «Суперечка міжсилами» Був веснянийтеплий день, Сонечко світило. По дорозів магазин Зустрілись якось сили. Одна — Тяжіння — от краса, Друга — сусідка — пані Тертя. А третя — подругаВага. Тут Тяжіння і говорить Хвалькувато до усіх: «Я — найголовніша в світі сила, Дію я на всі тіла, Без мене просто не було б життя!» А Тертя собіговорить: «Ні, найголовніша тільки я!
- 88. 88 Ви мені повинні підкорятися, Бо можу бути я силоюспокою, Ковзання, кочення — І це все види сили Тертя. Я залежу від матеріалу, Від поверхонь стичнихтіл. Ну, хіба я вас не переконала В тому, що найголовніша я?» І Вага хотіла щось сказати, Та сусідки словане дали. Хто ж із сил найголовніший, Може б, ви мені відповіли? Прислів'ях та приказки про значеннясили тертя у житті людини: ♦ Пішло діло, як по маслу. ♦ Що кругле, легко котиться. ♦ Вугра в руках не втримаєш. ♦ Спритналюдина й на динячій шкірці не посковзнеться. ♦ Скрипить, як не змащений віз. ♦ Кататися, як сир у маслі. ♦ Як корована льоду. Загадка І корисне, і шкідливе, Непотрібне ,і важливе, Нам завжди псує взуття. Здогадались, це...(тертя)
- 89. 89 Таблиця1 Додаток №6 Висновки вчених про залежність модуля сили тертя ковзання Рік Ім'я вченого Залежність модуля сили тертя ковзання Від площі стичних тіл Від матеріалу Від навантаження Від ступеня шорсткості поверхонь Від відносної швидкості тертьових поверхонь 1500 Леонардо да Вінчі Ні Ні Так Так Ні 1699 Амонтон Ні Ні Так Ні Так 1748 Леонард Ейлер Ні Ні Так Так Так 1779 Кулон Так Так Так Так Так 2012 Учні 10класу Ні Так Так Так Так
- 90. 90 Література 1. Бахр'яхтар В. Г. Фізика. 10 клас. Академічний рівень: Підручник для загальноосвіт. навч. Закладів / Ф. Я. Божинова. - Х.: Видавництво «Ранок», 2018. - 256 с. 2. Бодненко Т. Розвиток пізнавального інтересу в учнів на уроках фізики нетрадиційними методами. Журнал «Фізика та астрономія в школі №2», 2004, Педагогічна преса. с. 23. 3. Бібліотека журналу «Фізика в школах України». Нестандартні уроки фізики. Харків. Видавнича група «Основа», 2005. 49 с. 4. Біда Д. Д. Інтерактивні уроки фізики. Харків. Видавнича група «Основа» 2005. 92 с. 5. Ворона В. Г. Фізика в професії, яку я обираю. Журнал «Фізика в школах України № 4», 2010. Харків: «Основа», 49 с. 6. Донченко М. Т., Єльченко В. Р. Міжпредметні зв'язки під час вивчення фізики в середній школі. Київ : Радянська школа. 1989. 42 с. 7. Дубас З.В. Завдання для тематичного оцінювання з фізики, 7- 8 класи, Тернопіль: «Астрон» 2002, 56 с. 8. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика, 8 клас. Підручник для середньої загальноосвітньої школи. - Київ: Генеса, 2008 9. Кузьменко Л. Демонстраційний експеримент - джерело знань учнів. Журнал «Фізика та астрономія в школі № 4 », 2003. Педагогічна преса. 36с. 10. Програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Фізика 7- 9 кл. - Шкільний світ, 2017. 11. Програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Фізика 10 - 11кл. Академічний рівень. м. Київ, 2017. 12. Шарко В.Д. Сучаснийурок: технологічний аспект / Посібник для вчителів і студентів. - К.: СПД Богданова А.М., 2007. – 220с.
- 91. 91