Обучаться физике можно не только по учебнику, но и исследуя окружающий мир. Исследовательской деятельностью мы занимаемся уже четвертый год. За эти годы накопили ряд работ, получивших высокую оценку на конференциях различного уровня. Поэтому возник вопрос, а почему бы не использовать данные проектных работ на уроках физики. Я предлагаю рассмотреть этот метод на примере урока "Поверхностное натяжение".
Цели урока: Образовательные: изучить новое понятие "поверхностное натяжение"; повторить ранее пройденные свойства веществ, дать объяснение свойств на основе МКТ, дать определение поверхностного натяжения, рассмотреть это явление в природе.
Развивающие: развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.
Воспитательные: воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.
Задачи урока:
- Познакомиться с явлениями, вызванными поверхностным натяжением.
- Изучить явление поверхностного натяжения
- Получить тонкие мыльные пленки, провести опыты свидетельствующие о стремлении поверхности жидкости к сокращению.
- Научиться определять коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
- Помочь учащимся увидеть необыкновенную красоту физических явлений;
- Расширить знания учащихся по предмету.
Тип урока: комбинированный урок
Технологии урока: исследовательская технология.
Формы урока: лекция и групповая работа
Методы обучения:
- словесные методы (вопросно-ответная система опроса, беседа),
- практические методы (практическая работа в группах),
- наглядные (презентация, видеоролики проектной работы "Исследование капли и пузыря"),
- исследовательские (лабораторная работа).
Место урока в учебном процессе: урок в рамках стандарта образования, рассчитан на учащихся 10 классов средней общеобразовательной школы гуманитарного направления.
Ход урока
1. Вопросы:
1) В каких агрегатных состояниях может находиться вещество?
2) Отличаются ли молекулы одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях?
3) Чем же тогда объяснить различие в свойствах веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях ?
4) Заполните таблицу (слайд 6).
| Название агрегатного состояния вещества | Свойства | Расстояние между молекулами | Поведение молекул |
Для проверки таблицы используется видеоролик 1 (видеоролик взят из CD "Физика. Библиотека наглядных пособий" "Дрофа").
2. Новый материал.
Мы с вами сказали, что жидкость не имеет собственной формы. Это не так. Естественная форма всякой жидкости: шар!
Вопрос: Что же мешает жидкости принимать эту форму?
Ответ: Это сила тяжести. Под действием силы тяжести жидкость растекается тонким слоем, если нет сосуда, либо принимает форму сосуда.
Доказательством того , что жидкость принимает форму шара является опыт Плато (используется видеоролик проектной работы "Исследование капли и пузыря").
Находясь внутри другой жидкости такой же плотности, жидкость принимает шарообразную форму.
Вопрос: Как это объяснить?
Ответ: Попробуем в этом разобраться. (Опыт с моделью капли из проектной работы "Исследование капли и пузыря")
Вопрос: Будет плавать железная иголка по поверхности воды? (видеофрагмент из этой же работы)
Вопрос: Почему водомерка может бегать по поверхности воды как по твердой земле? (видеофрагмент из этой же работы).
Работа в группах: почему можно налить в стакан воды выше краев?
Ответ: Поверхность жидкости обладает особыми свойствами.
Вопрос: Какие же это свойства?
Изложение нового материала:
Молекулы жидкости находятся на значительно меньших расстояниях друг от друга, чем молекулы газов, поэтому они сильнее взаимодействуют друг с другом Силы межмолекулярного притяжения собирают молекулы жидкости в небольшие группы. В этих группах наблюдается некоторое подобие порядка в расположении молекул-"ближний порядок" (слайд 7).
Правда такие группы малы и они непрерывно перемещаются по всему объему жидкости, меняя форму и размеры. Каждая молекула жидкости испытывает на себе притяжение соседних молекул.
Однако молекулы, расположенные на поверхности жидкости и молекулы в глубине жидкости находятся в разных условиях.
Молекула в глубине жидкости. Молекула на поверхности жидкости (слайд 8). Испытывая воздействие нескомпенсированной силы (направленной вглубь жидкости), молекулы поверхностного слоя стремятся "уйти" с поверхности в глубь, поэтому свободная жидкость всегда стремится принять форму с минимальной площадью поверхности т. е. сферическую.
Площадь поверхности уменьшается и воспринимается как поверхностное натяжение.
Силу, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума называют силой поверхностного натяжения.
Работа в группах: Опыт с петлей, мыльные пленки на каркасах.
Демонстрация видеофрагмента проектной работы.
Способность каждой жидкости к сокращению своей поверхности характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения.
Поверхностное натяжение жидкости равно отношению силы поверхностного натяжения к длине участка границы поверхности жидкости, на который действует эта сила.
=F/L
Физический смысл: Поверхностное натяжение численно равно силе поверхностного натяжения, действующей на каждую единицу длины контура, ограничивающего поверхность жидкости.
Единицы измерения: это поверхностное натяжение такой жидкости у которой на каждый метр контура, действует сила поверхностного натяжения 1 Н (слайд 9).
Рассмотрим явления, происходящие на границе между жидким и твердым телом.
Возможны два случая.
Если силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше сил притяжения между молекулами жидкости, то говорят , что жидкость смачивает твердое тело.
Если силы притяжения между молекулами жидкости больше, чем между молекулами жидкости и твердого тела, то говорят, что жидкость не смачивает твердое тело. Демонстрация видеофрагмента проектной работы.
Поверхность жидкости, налитой в сосуд, у границ сосуда искривляется. Искривленная поверхность называется мениском. Если сосуд смачивается жидкостью, то мениск вогнутый, а если не смачивается то выпуклый.
Затем демонстрируются проявления сил поверхностного натяжения. Здесь используется видеоролик проектной работы "Исследование капли и пузыря". В данном видеоролике представлены опыты по капиллярным явлениям, смачиванию и несмачиванию.
Работа в группах: Выполняются экспериментальные задания по определению коэффициента поверхностного натяжения. Примеры работ можно найти в учебнике Л. И.Анциферова Физика- 10 "Мнемозина" М .2001
4. Домашнее задание: ребятам предлагается выполнить мини-проект: Домашняя лабораторная работа по определению коэффициента поверхностного натяжения (слайд 10-12).
Список использованных материалов:
- Асламазов А.Г. "Удивительная физика", М. Добросвет 2005 г.
- Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б. "Физика. 10 класс"
- Перельман Я.И."Занимательная физика", книги 1, 2, 23-е издание, Москва "Наука" 1991 г.
- Видеофрагменты к уроку взяты из проектной работы "Исследование капли и пузыря" учащейся 11 " Б" класса Скориковой Е.А., лицей №7 г. Томск.