На уроке в 8-м классе рассматривается ключевая ситуация:
1. Тела приходят в тепловое равновесие в результате теплопередачи между телами.
Урок начинаю с эксперимента.
Оборудование: Сосуд с холодной водой, сосуд с горячей водой (масса воды одинакова), термометр.
Предлагаю поочерёдно приложить руку к сосуду с холодной и горячей водой.
Объяснить свои ощущения. Варианты различны, В результате обсуждения приходим к выводу, что происходит передача тепла от руки к сосуду с холодной водой и от сосуда с горячей водой к руке. Затем предлагаю измерить температуру воды в сосудах. Результат измерений записываем.
Какое исследование можно провести, имея данное оборудование?
Ученики практически сразу же предлагают смешать воду.
Что при этом произойдёт?
Ответы учеников:
- вода в первом стакане будет нагреваться
- вода во втором сосуде будет охлаждаться
Таким образом, решается практически две экспериментальные задачи.
Выдвигается гипотеза и проверяется на опыте. Экспериментаторы – ученики наблюдают за изменением температуры в процессе теплообмена. Измеряют температуру, которая устанавливается в результате теплообмена.
Показать зависимость изменения температуры с течением времени
(слайд 1, приложение)
Проверяем соотношение отданной и полученной теплоты. Дети видят, что Q1 и Q2 численно отличаются (проверка сводится к вычислению разности температур, т.к. масса холодной и горячей воды одинакова). Выясняем, почему не вся теплота, выделившаяся при охлаждении, затрачена на процесс нагревания.
2. Что произойдёт, если в сосуд с холодной водой опустись нагретый металлический цилиндр? О том, что происходит теплообмен, направление теплообмена ребята говорят сразу же.
Усложняю вопрос. Показываю набор оборудования: мензурка, металлический цилиндр, термометр (иногда ставлю весы с разновесами). Что можно измерить и определить.
(на демонстрационном столе цилиндр находится в кипящей воде).
Сразу называют измеряемыми величинами массу, объём, температуру.
После того, когда записывают расчётную формулу количества теплоты, говорят об удельной теплоёмкости вещества.
Предлагаю выполнить расчёт удельной теплоёмкости вещества, из которого изготовлен цилиндр, если исключить потери энергии.
100г воды при температуре 10°, цилиндр массой 150 г, нагретый до 90°.
На следующем уроке провожу лабораторную работу «Определение удельной теплоёмкости вещества».
Задача 1 (слайд 2, приложение)
Рассказать о происходящих процессах.(1 уровень)
1. Необходимо ответить, сколько тел участвует в теплообмене, начальная и конечная температура тел, назвать процессы, происходящие с телами, записать расчётную формулу количества теплоты, записать уравнение теплового баланса.
2. Составить задачи самостоятельно
Задача 2 (2уровень) (слайд3, приложение)
Сравните графики процессов (задача 1 и задача 2 (слайд 3, анимация, приложение)), Ученики рассказывают, что одинаковые начальные и конечные температуры, происходит теплообмен.
При охлаждении первого тела выделилось количество теплоты Q1, которое не равно количеству теплоты Q2 , затраченному на процесс нагревания. (Здесь уместно вспомнить результат исследования на первых уроках).
Выясняются возможные потери энергии.
Задача 3. Рассказать о происходящих явлениях (слайд 4, с анимацией, приложение)
Т. к. на уроках использую презентации, то без проблем обращаемся к задаче № 1
Далее выясняем, какие изменения происходят с веществом 2 и 1. Есть ли потери энергии в результате теплообмена. Какие вещества участвуют в теплообмене, расчётные формулы количества теплоты, уравнение теплового баланса. Составить графические задачи самостоятельно.
Задача 4
Расскажите о происходящих процессах, о веществах, участвующих в теплообмене, покажите эти процессы графически. (слайд 5, с анимацией, приложение)
Предлагаю самостоятельно представить различные ситуации теплообмена, которые можно использовать практически. (Как правило, наиболее продвинутые ученики рассматривают пять процессов, а некоторые ещё учитывают сосуд).
Даётся задание для желающих на дом исследовать, сколько кусочков льда необходимо положить в горячий чай, что бы его температура стала 0°С. Измерения температуры не делать. Это задание с подробным объяснением всегда делает 5-7 учеников.
(В классе проводим демонстрацию задания).
Задача 5.(3 уровень)
Эта практическая задача даётся ученикам, когда они работают по группам.
Набор оборудования №1: спиртовка, алюминиевый сосуд с водой, термометр, весы с разновесами.
Набор оборудования №2 сухое горючее, алюминиевый сосуд с водой, термометр весы с разновесами.
Установите эффективность использования спиртовки для нагревания воды.
Именно так ставится задача – эффективность использования.
Сравниваем результаты и выясняем, какое топливо более эффективно.
8 класс. Ключевая ситуация: расчёт цепи
Задача 1 (2 уровень)
Обсуждаем подключение рабочих столов в кабинете. После этого предлагаю начертить схему подключения.
В кабинете три ряда по шесть столов в каждом ряду.
На 1 этапе обсуждения чертят схем подключения своего ряда (синий контур)
На втором этапе – подключение всех потребителей к источнику, с необходимым условием – отключать от источника. (зелёный контур)
Выясняем, что не всегда целесообразно подключать все три ряда одновременно, поэтому на третьем этапе – подключать каждый ряд отдельно (красный контур).
На дом для желающих предлагаю начертить схему проводки в квартире.
2. Закон Ома для участка цепи, следствия закона Ома
На рабочих столах оборудование №1 из набора L- МИКРО
Реостат, две лампы, ключ, провода, амперметр, вольтметр.
Задача 1 (1 уровень)
1.Как определить сопротивление ламп?
2. Получили расчётную формулу R= U/I
Можно ли утверждать, что сопротивление ламп зависит от силы тока, проходящего через неё?
Предлагаю провести исследование.
Задача 2.(3уровень)
Сила тока прямопропоциальна напряжению, согласно закону Ома.
Предлагаю исследовать эту зависимость для лампы накаливания, используя оборудование № 1
Схему обсуждаем вместе. У нас источник тока, с которого можно снять 4,2 В. Но напряжение, подаваемое на лампу необходимо изменять…
Обязательно кто-то выдвигает предположение об использовании реостата. Обсуждаем, как его следует подключить, чтобы можно было изменять подаваемое на лампу напряжение. На клеммы 1 и 3 подается напряжение 4,2 В (синий контур) (делаем оговорку о том, что не учитываем сопротивление проводов).
Дальше предлагаю начертить схему подключения лампы и измерительных приборов (Красный контур).
На мой взгляд, это обсуждение позволяет понять ещё одну функцию реостата – делителя напряжения.
Далее проделав измерения, необходимо обсудить результаты, предварительно построив график I=I(U)
Первоначально учениками было высказано предположение, что график будет представлять прямую линию, выходящую из начала координат.
Результат для них неожидан. Теперь самое время вспомнить, почему лампа называется лампа накаливания, что происходит с сопротивлением нити при повышении температуры проводника и становится понятен результат исследования.
9 класс. Ключевая ситуация:
1. Прямолинейное равноускоренное движение без начальной скорости.
Изучение прямолинейного равноускоренного движения в кинематике – важное средство для последующей КС динамики – движения тела по прямой под действием постоянной равнодействующей силы. Именно тогда потребуются свойства и признаки прямолинейного равноускоренного движения без начальной скорости.
Например.
Современный легковой автомобиль разгоняется с места до скорости
108 км/ч = 30м/с за 3 с. Какую задачу можно поставить, исходя из этих данных?
- Найти ускорение (10м/с2), полезно отметить, что с таким ускорением падают тела под действием силы тяжести и оно называется ускорением свободного падения (опережающее упоминание), обычный легковой автомобиль разгоняется с ускорением в 3 раза меньше, чем ускорение свободного падения. Далее следует предложить самостоятельно сформулировать простые задачи с использованием формул V = at и t = V/a
- Исходя из соотношения V = at, построим график прямая зависимость V = V(t)
Используем: путь численно равен площади под графиком скорости. (для данного случая это полупроизведение катетов прямоугольного треугольника S = vt/2 )
Определить среднюю скорость тела, движущегося из состояния покоя?
Примеры задач.
Автомобиль разогнался за 4 секунды до скорости 16м/с. Какой путь он проехал?
Обращаем внимание на новый характер функциональной зависимости пройденного пути от времени движения: при равномерном - прямая, при ускоренном - квадратичная.
Задача.
За первую секунду из состояния покоя заяц пробежал 1м, за 6секунд?
Ещё один пример. К тому моменту, когда скорость велосипедиста разгонявшегося с места достигла 20 км/ч, он проехал 80м. Какое расстояние от начальной точки проедет велосипедист к тому моменту, когда его скорость станет равна 60 км/ч?
Т.к. скорость при равноускоренном движении пропорциональна времени движения, то для разгона до скорости 60 км/ч он ехал втрое дольше, чем для разгона до скорости 20 км/ч, а поскольку путь при равноускоренном движении пропорционален квадрату времени, то путь, пройденный при разгоне до 60 км/ч в 9 раз больше пути, пройденного при разгоне до скорости 20 км/ч. Следовательно искомое расстояние 80 · 9 = 720 (м).
Часто не задаётся в условии задачи время движения. Поэтому предлагается вывести формулу, которая связывает путь, скорость и ускорение.
Задача.
Лыжник скатывается с горы без начальной скорости. В тот момент, когда длина спуска равна 150м, скорость лыжника достигла 5 м/с. Какой станет длина спуска к моменту, когда его скорость станет 15 м/с?
Путь пропорционален квадрату скорости, скорость возросла в 3 раза, следовательно, путь увеличиться в 9 раз. Итак, результат 1350 м.
При прямолинейном равноускоренном движении без начальной скорости пути, проходимые телом за последовательные равные промежутки времени, относятся как последовательные нечётные числа: 1 : 3 : 5 : 7 : ... : (2n –1). Путь численно равен площади фигуры под графиком скорости.
Задача. Шарик скатывается по наклонной плоскости 1м за 5секуд. Какое расстояние проходит шарик за каждую секунду?
Задача.
Лыжник начинает спуск с горы. За первую секунду он проехал 2м. Какое расстояние проедет за 6 секунду? С каким ускорением двигался лыжник?
По данному материалу составляем ОК
Все эти приёмы очень эффективны при решении тестовых заданий на этапе подготовки ГИА и ЕГЭ по предмету.