Цель урока: сформировать у учащихся представление о единстве физических законов природы на примере материала урока.
Задачи урока.
- Повторение понятий “вес”, “невесомость”.
- Формирование у учащихся умения объяснять возникновение состояния невесомости.
- Развитие у учащихся представлений о том, как происходят различные физические явления в условиях невесомости.
- Развитие кругозора учащихся.
- Развитие коммуникативных навыков работы учащихся.
Ход урока
I. Вступительное слово учителя.
Процитировать слова К.Э. Циолковского: “Земля – это колыбель человечества. Но оно не может вечно оставаться в колыбели. В погоне за светом и пространством человек сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство”.
Но тогда каждому жителю планеты придется ощутить на себе необычное состояние. Для его обозначения Циолковскому в начале 20 века пришлось придумать название – невесомость.
Итак, сегодняшний разговор о невесомости и о том, как происходят различные физические явления в этом состоянии.
II. Просмотр видеофрагмента о возникновении состояния невесомости.
Можно воспользоваться подходящим эпизодом из цикла фильмов “Уроки из космоса” или показать начало фильма “ А как в невесомости” (Приложение 1) из проекта “О физических явлениях на Земле и в космосе” 2010-2011 год, раздел “Физика”, portfolio.1sept.ru.
III. После просмотра видеофрагмента учащиеся должны ответить на следующие вопросы.
- Что называется невесомостью?
- Каковы условия возникновения невесомости?
- Когда наступает это состояние в космическом корабле?
- Почему тело, подброшенное на Луне, будет во время полета находиться в состоянии полной невесомости, а на Земле такое тело можно считать невесомым лишь приближенно?
- Объяснить возникновение состояния невесомости.
IV. Создание проблемной ситуации.
Т.к. класс на предыдущем уроке был поделен на три команды, то от каждой из них приглашается по одному человеку.
Предлагается представить, что команды готовятся к длительному космическому полету.
На столе разложены различные предметы: барометры-анероиды, динамометры (безмены), рычажные весы, чайники, молотки, перьевые ручки (все предметы в трех экземплярах). Требуется определить, какие из них стоит брать с собой, а какие нет (ведь ракете лишняя масса не нужна). После обсуждения в командах их представители показывают, что они выбрали и, желающие из команд, объясняют, почему представленные предметы были ими выбраны для космического полета или оставлены на Земле (по 2 предмета для каждой команды).
Рассуждения могут быть примерно таковы:
- Можно ли измерить давление воздуха в кабине космического корабля барометром-анероидом? – Да. Т.к. давление создается за счет ударов молекул воздуха о металлическую коробочку с гофрированной поверхностью.
- Можно ли измерить вес с помощью пружинных весов (динамометр, безмен)? – Нет. В пружине не возникает деформаций в связи с отсутствием веса тела.
- Можно ли измерить массу с помощью рычажных весов? – Нет. И чаши весов, и тела, лежащие на них, падают к Земле с ускорением свободного падения, поэтому при любом соотношении массы тела и массы гирь весы будут находиться в равновесии.
- Вытекает ли вода из носика чайника, если его наклонить? – Нет. Причиной вытекания жидкости из носика чайника является разность весовых давлений жидкости на разных уровнях. В невесомости исчезает вес, и поэтому давление в жидкости на всех уровнях одинаково. Жидкость при этом не вытекает из сосуда – ее надо вытряхивать или выдавливать.
- Можно ли в космическом корабле обрабатывать “невесомый” материал “невесомым” молотком? – Да. Результат удара зависит от изменения импульсов взаимодействующих тел, а эти изменения при ударе происходят.
- Пишет ли в невесомости перьевая ручка? – Да. Явление капиллярности действует и в состоянии невесомости.
За правильные ответы каждой команде начисляются баллы.
V. Учащимся вновь предлагается посмотреть видеофрагмент из фильма “О физических явлениях на Земле и в космосе”. (Приложение 2)
VI. Команды выполняют еще два задания:
1. Перечислить три основных фактора, из-за которых многие явления в космосе (в условиях невесомости) происходят иначе, чем на Земле.
Ответ:
- не проявляется действие силы тяжести. Можно говорить о том, что ее действие компенсируется действием силы инерции;
- не действует Архимедова сила (хотя закон Архимеда и в невесомости выполняется);
- очень важную роль в невесомости начинают играть силы поверхностного натяжения, которые на Земле очень малы.
2. На выданных им листочках перечисляют те законы, о которых шла речь в просмотренном фрагменте (закон Гука, закон Паскаля, закон Архимеда, I, II и III законы Ньютона, законы сохранения импульса и энергии) и пишут о том, выполняются ли они в невесомости.
Учитель быстро просматривает листочки, объявляет результаты работы учащихся в командах, отмечает ответы лучших (можно объявить оценки за урок), просит подвести итог урока, сделать общий вывод по уроку.
Итог урока:
В невесомости многие явления происходят не так как на Земле. Но и в невесомости работают единые физические законы природы, которые верны как для Земли, так и для всей Вселенной.
Использованные источники.
1. Юфанова И.Л. Занимательные вечера по физике в средней школе: книга для учителя. М.: Просвещение, 1990.
2. Цикл фильмов “Уроки из космоса”: “Космонавтика. Мир невесомости”, “Физика. Механика”, “Физика. Свойства жидкости”, “Физика. Электричество и магнетизм” (ВАКО “Союз”, РКК “Энергия”, РНПО “Росучприбор”).
3. Перельман Я.И. Занимательная физика: Книга 2. Уфа: Слово, 1993.
4. Физика и астрономия: учебник для 7 кл. средней школы под ред. А.А. Пинского.
5. Гальперштейн Л. Здравствуй, физика! М.: Детская литература. 1973.
6. Ланина И. Я. 100 игр по физике: Кн. для учителя. М.: Просвещение. 1995.
7. http://elementy.ru/news/164820?page_design=print