Измерение физических величин. 7-й класс

“Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры.

/Д.И.Менделеев/

Цели:

а) образовательные

ученик должен усвоить:

- понятие физической величины и единиц измерения;

- способы измерения физических величин;

- алгоритм определения цены деления и погрешности.

ученик должен уметь:

- определять цену деления и показания измерительных приборов;

- записывать показания результатов измерений с учётом погрешностей.

в) воспитательные:

воспитание патриотизма и гражданственности при изучении исторических аспектов темы; развитие коммуникативности в процессе совместной деятельности.

Структура урока:

• мультимедийный проектор для демонстрации презентации;
• три стакана с горячей, тёплой и холодной водой для проведения эксперимента,
• линейка, карандаш, термометр (с = 1° С), мензурка.
• индивидуальные дидактические карточки для определения цены деления мензурки и термометра.

Контрольный тест по материалам предыдущего урока (см. приложение № 1).

3) Актуализация знаний.

Проведём эксперимент. В трёх стаканах налита горячая, тёплая и холодная вода. Опустите один палец левой руки в горячую воду, немного подержите, и опустите в тёплую. Тёплая вода покажется вам…(холодной). А теперь опустите палец правой руки в холодную воду, а затем в тёплую. Какой покажется вода?... (горячей). Но ведь вода не изменилась? Что нужно сделать, чтобы абсолютно точно определить, какая же всё-таки вода в стакане? (в процессе беседы приходим к выводу):

Вывод: Иногда наши чувства могут нас обманывать, и поэтому просто необходимо в процессе наблюдений и опытов делать измерения каких- то величин.

Эти величины называются физическими, и многие уже знакомы вам из математики, естествознания (например: длина, масса, площадь, скорость и т.д.). Измерения чрезвычайно важны и в науке, и в окружающей жизни.

Великий русский учёный Д.И. Менделеев говорил так: (Слайд 1) “Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры. В природе мера и вес – суть главные орудия познания”.

И поэтому тема урока сегодня: “ Измерение физических величин”

(Слайд 2).

(Слайд 3). Сегодня на мы должны ответить на следующие вопросы:

• Зачем нужно измерения?
• Что такое физическая величина?
• Как измерить физическую величину?

На первый вопрос мы уже ответили в процессе обсуждения эксперимента, поэтому переходим ко второму вопросу:

Что такое физическая величина?

Ещё раз вернёмся к опыту. Возьмите в руки термометр, опустите его в первый стаканчик с водой, подождите немного и назовите температуру воды. (на данном этапе урока это измерение может быть неточным, но оно позволит ввести понятие физической величины как количественную характеристику объёкта)

Теперь точно также измерьте температуру в остальных стаканах. Запишите результаты в тетрадь в порядке возрастания.

/ Например: 20 °, 40 °, 60°/

Вот теперь мы легко определим, где какая вода. Температура определяется числом, и чем число больше, тем теплее вода. И мы можем записать в тетрадь общее определение: (Слайд 4)

Физ.величина – это количественная (числовая) характеристика тела или вещества. Она обозначается буквами латинского алфавита, например:

m – масса, t – время, l - длина.

Любая физ.величина, кроме числового значения, имеет единицы измерения.

Например: На обёртке шоколадки написано: “Масса 100 г”.

г - грамм – это… (единица измерения).

А теперь попробуйте сами:

Мой рост – 164 см.

Рост (длина) – это… ( физическая величина)

164 – это.., ( числовое значение)

см – это..(единица измерения )

Следовательно, когда мы измеряет какую-то величину, мы сравниваем её с определёнными единицами измерений. Запишем определение: (Слайд 5)

Измерить физ.величину –значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу измерений. Теперь у нас остался главный вопрос: Как измерить физическую величину? Давайте посмотрим, как учились измерять герои мультфильма. Вы должны будете ответить на вопросы: (Слайд 6).

• Какую физическую величину измеряли герои фильма?
• В каких единицах?
• А чем измеряли?
• Правильно ли это? Почему?

Слайд 7 (просмотр фрагмента мультфильма). Обсуждение ответов /возвращаемся к слайду 6/.

С такими сложностями встречались не только Удав и его друзья. На Руси с древних времён существовали свои единицы измерения расстояний, массы и объёма (Слайд 8). И хотя мы ими сейчас почти не пользуемся, в пословицах и поговорках, сказках и стихах они сохранились. Объясните смысл этих высказываний. Чтобы не путаться в измерениях. В России ещё в 16 и 17 веках была создана единая для всей страны система мер. В 1736 г. Сенат принял решение об образовании Комиссии весов и мер. Комиссией были созданы образцовые меры – эталоны. К 1807 г. были изготовлены три эталона аршина (хранились в Петербурге): хрустальный, стальной и медный. Они уже были приведены в соответствие с английскими мерами длины – футом и дюймом. Этого требовала необходимость развития торговых отношений с другими странами – ведь уже в начале 18 века в разных странах насчитывалось 400 различных по величине единиц! Чтобы хорошо понимать друг друга и была создана Международная система единиц (СИ), где каждой величине присвоили своё обозначение и единицу измерения. (стенд “Международная система единиц”) Здесь указаны все физические величины, и в курсе физики мы будем их изучать. Сегодня же обратим внимание на самые главное, Величины бывают основными и производными. Запиши в тетради единицы измерения основных физ.величин:

Но массу можно измерять ещё ... (в граммах, миллиграммах, тоннах). Вы уже изучали это в курсе математики. А в каких единицах измеряют длину? Время? Систему СИ называют десятичной. Все однородные величины связаны между собой.

1 килограмм = 1000 (10³) г 1 километр = 1000 (10³) м

1 миллиграмм = 0,001 г 1 миллиметр = 0,001м

Есть специальная таблица, которую используют для перевода единиц измерения: (см. приложение 2)

Мы сегодня должны научиться правильно пользоваться измерительными приборами.

Вы уже измеряли сегодня температуру воды. Итак, что же нужно для измерений? Во-первых, иметь прибор, во-вторых, надо уметь им пользоваться. Хорошо знакомая линейка – это прибор для измерения длины. Температуру измеряют другим прибором – термометром.

Измерительный прибор – это устройство для измерения какой–либо физической величины.

(Слайд 9.) Здесь вы видите различные измерительные приборы: термометр, спидометр, счетчик для воды, манометр.

Все они очень разные, но у них есть сходство. У каждого прибора обязательно есть шкала с делениями и цифрами.

Самое большое значение на шкале называется верхним пределом, самое маленькое – нижним пределом. Назовите пределы тех приборов, которые есть у вас на парте.

(Слайд 10)

Сегодня мы уже измеряли с вами температуру. Теперь давайте попробуем определить объём воды с помощью специального прибора - мензурки. Объём измеряем в мл или куб.см. Сколько воды в этой мензурке? /200 мл/. А теперь в мензурку опустили камень, и воды стало больше. Сколько? /Ответы наверняка будут разными, что позволит ввести понятие цены деления/

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, нужно определить цену деления, т.е значение самого маленького промежутка на шкале.

Для этого нужно: (слайд 11)

• Выбрать две ближайшие цифры (например, 400 мл и 200 мл)
• Найти разность между ними (400 мл - 200 мл = 200 мл)
• Сосчитать число делений между ними (10)
• Разделить разность на число делений (200 мл: 10 = 20 мл)

Запишем формулу для определения цены деления прибора:

с = 400 -200/10 = 20 мл

А теперь попробуйте сами: (Слайд12)

Зная цену деления, можно определить показания прибора. Если термометр показывает 5 делений выше 25°, а одно деление 1°, то окончательный результат будет …(25°). А медицинский термометр показывает на одно деление меньше 37°, его цена деления 0,1°, значит температура - 36,9°.

Самостоятельно по карточке определить цену деления термометра (для тех, кто хорошо усвоил и выполнил задание быстро, можно предложить задания с мензуркой по тем же карточкам)

Погрешность измерений.

А теперь определите, пожалуйста, ширину учебника “Физика 7” и запишите свой результат в тетрадь. Давайте сравним ваши измерения.

Почему учебник одинаковый, а значения длины разные?

/В ходе обсуждения приходим к выводу:/

К сожалению, у любых измерений есть погрешность, т.е ошибка (Слайд 13). Погрешность зависит и от самого прибора (инструментальная погрешность), и от того, как мы измеряем (погрешность измерений). Погрешность измерений обозначается ? (дельта) и равна половине цены деления:

Погрешность показывает, на сколько мы ошиблись (в большую или меньшую сторону). Поэтому окончательный результат измерений принято записывать так:

t = 25°± 0, 5° (для первого термометра)

t = 36,9° ± 0,05°(для второго термометра)

Это означает, что на самом деле температура находится в пределах от 24,5° до 25,5° для первого термометра и от 36,85° до 36,95° для второго.

А теперь скажите: какой термометр точнее измерит температуру?

Запишем в тетрадь вывод:

Чем меньше цена деления, тем точнее измеряет прибор.

Измерения, которые мы сегодня на уроке делали, называются прямыми. Их делают с помощью приборов. Некоторые величины сразу определить нельзя. Например: как вы определите площадь парты? Правильно, нужно измерить длину и ширину. Такие измерения называются косвенными.

5. Закрепление.

Сегодня на уроке ты узнал много нового. Давайте ещё раз вспомним самое главное:

Что это такое? Варианты ответов:

Минута – ... 1. единица для измерения

Весы – ... 2. физическая величина

Время – ... 3. измерительный прибор

Уравновешивание – ... 4. физическое явление

Масса – ...

Теперь выполним следующие задания: (Слайд 14-15)

Продолжи предложение:

Теперь я знаю…

И ещё я умею…

Интересно было бы ещё узнать …

7. Домашнее задание: (Слайд 16). § 4,5 (учебник “Физика 7” Пёрышкин А.В.)

Литература

1. Пёрышкин А.В. Физика 7, Просвещение, 2008 г.

2. Камин А.Л. Физика. Развивающее обучение. 7 класс, Феникс, 2003 г.

3. Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М. Задачи по физике для основной школы с примерами решений, Илекса, 2005 г.

4. Ханнанов Н.К., Ханнанова Т.А. Физика. Тесты. 7, Дрофа, 2005 г.