Интеллектуальная игра "Лифт нового поколения". 10-й класс

Ход урока

I. Организационный момент.

Представим себе, что все мы жильцы многоэтажного дома. В этом доме три подъезда (три ряда), каждый подъезд будет представлять команду. 1 ряд – 1 подъезд, 2 ряд - 2 подъезд, 3 ряд - 3 подъезд.

Мы начинаем испытания новой модели лифта. Наша задача – проверить свои знания по молекулярной физике, и с помощью этих знаний подняться на лифте как можно выше.

Ознакомимся с инструкцией по безопасной эксплуатации лифта.

Инструкция по безопасной эксплуатации лифта:

1. Данная модель лифта является особой конструкцией - технической разработкой нового поколения. В настоящее время она работает в режиме опытных испытаний при добровольном участии жильцов дома.
2. Работа лифта в экспериментальном режиме осуществляется под надзором главного лифтёра (учителя), в служебные обязанности которого входит грамотное использование технических характеристик лифта, соблюдение правил техники безопасности.
3. Главным достоинством опытной модели можно считать принципиально новый вид двигателя, работающий на особом виде «энергии» - знаниях, носителями которых выступают пользователи лифта.
4. Техническое устройство лифта таково, что он начинает движение сразу после нажатия кнопки (каждый раз принимается только одна версия ответа при предъявлении знаний). Направленность движения лифта (вверх – вниз) регулируется его энергетическим зарядом: позитивное знание даёт импульс к перемещению вверх, негативное (его отсутствие) – вниз.
5. В каждом подъезде жильцы дома имеют свой подъёмник соответствующего цвета и своего лифтёра, отвечающего за соблюдение правил его пользования и безопасность передвижения жильцов подъезда.
6. Опытные испытания состоят из четырёх серий, каждая из которых ставит цель выяснить оптимальные условия для эксплуатации конструкции.
7. После каждой серии проведённых испытаний их результаты (соответствующий уровень поднятия лифта – в каждом подъезде) фиксируется на демонстрационной модели.
8. Победителем считаются жильцы того подъезда, которые выше других поднимутся на лифте после всех испытаний.

Итак, нам предстоит выдержать четыре серии опытных испытаний:

1. Пробное испытание.
2. Эксплуатационное испытание.
3. Испытание грузоподъемности.
4. Испытание скоростных характеристик.

В каждом подъезде имеются лифтёры – ученики 11 класса. (Представить каждого лифтёра).

А теперь жребий решит, какая команда будет первой испытывать лифт. Прошу лифтёров по очереди взять карточки с номерами. (На карточках номера – 1, 2,3).

Желаю успеха!

II. Испытания опытной модели лифта.

1. Пробное испытание.

Данный подъём носит подготовительный характер. Каждая команда осуществляет по три пробных подъёма – спуска, поднимаясь вверх или опускаясь вниз только на один этаж. Команды по очереди отвечают на три вопроса без обсуждения. Лифтёр назначает ученика, отвечающего на вопрос. Принимается только один ответ. Цена правильного ответа – подъём на один этаж, неправильного – спуск на один этаж. Точкой отсчёта является первый этаж.

Вопросы:

1. Шарики двух термометров одинаковы, в одном шарике находиться вода, в другом ртуть. Почему, находясь в одинаковых условиях, ртутный термометр охлаждается вдвое быстрее водяного?
2. Почему в медицинских термометрах используют ртуть, а не спирт или эфир?
3. Какой термометр более чувствителен: ртутный или спиртовой?
4. Должна ли трубка термометра быть постоянного диаметра?
5. При какой температуре разные термометры показывают одинаковое число градусов?
6. Почему, когда купаясь в жаркий день, вы входите в воду, вода кажется холоднее воздуха, а когда выходите то наоборот?
7. Почему металлические предметы, находящиеся в комнате, наощупь кажутся холоднее, чем деревянные?
8. Почему калориметры делают из металла, а не из стекла?
9. При погружении ртутного термометра в горячую воду ртуть в трубочке сначала немного опускается, а затем начинает подниматься. Объясните это явление…

Лифтёры на демонстрационной модели лифта отмечают положение команд.

2. Эксплуатационное испытание.

Команды имеют возможность по три раза воспользоваться лифтом, проверяя его маневренность. Путём нажатия одной кнопки можно подняться вверх на 1, 2 или 3 этажа, но высота подъёма соответствует возрастающей сложности вопросов. В случае неправильного, неполного или неточного ответа команда опускается вниз на заявленное в своём выборе количество этажей. Принимается только один ответ. Лифтёр выбирает категорию сложности вопроса и назначает отвечающего.

Вопросы первой категории сложности: (один этаж вверх или вниз)

1. На горячей отопительной батарее лежит давно просохшее полотенце. Одинаковы ли степени их нагретости, оцениваемые наощупь? Одинаковы ли их температуры?
2. На улице целый день моросит холодный осенний дождь. Н а кухне развесили много выстиранного белья. Быстрее ли высохнет бельё, если открыть форточку?
3. Как определить, какой из двух непроградуированных термометров показывает большую температуру?

Вопросы второй категории сложности: (два этажа вверх или вниз)

1. Почему измерение температуры медицинским термометром продолжается долго, а «стряхнуть» его можно практически сразу же после измерения температуры?
2. Как измерить медицинским термометром температуру тела человека, если температура окружающей среды равна 42 градусам?
3. Влияет ли, а если влияет, то как, на границы измерения температуры ртутным термометром изменение размеров ртутного шарика? а диаметр канала трубки?

Вопросы третьей категории сложности: (три этажа вверх или вниз)

1. На рисунке 1 изображены две изотермы одной и той же массы газа. Чем отличаются состояния газов, если газы одинаковы? Чем отличаются газы, если температуры газов одинаковы?

Рис. 1

2. На рисунке 2 изображены графики зависимости давления от абсолютной температуры идеального газа. Какому графику соответствует больший объём сосуда, если массы газов одинаковы? Какому графику соответствует большая масса газа, если сосуды равного объёма?

Рис. 2

3. На рисунке 3 изображены графики зависимости объёма от абсолютной температуры идеального газа, нагреваемого изобарно в вертикальных цилиндрах под тяжелыми поршнями. Какому графику соответствует больший вес поршня (большее давление газа), если массы газов одинаковы? Какому графику соответствует большая масса газа, если давление газа одинаковое?

Рис. 3

3. Испытание грузоподъёмности.

Известно, что правильная эксплуатация лифта связана с учётом его грузоподъёмности. В ходе третьего испытания командам предстоит провести по два подъёма, но с различным грузом – разным количеством игроков: по 2 и 4 человека. Кто войдёт в состав пассажиров – определит лифтёр подъезда. При правильном ответе 2 игрока поднимают свою команду на 3 этажа, а четыре – на 2 этажа. При неправильном ответе происходит соответствующее опускание лифта.

Задание:

Зная абсолютную температуру T воздуха и давление P на различных высотах h стандартной атмосферы, найти:

1. среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул;
2. концентрацию молекул;
3. плотность воздуха;
4. среднюю квадратичную скорость.

Лифтёры проверяют ответы и на демонстрационной модели лифта показывают положение команд.

4. Испытание скоростных характеристик.

Теперь команды должны за наименьшее время выполнить предложенные задания. Команда, первой выполнившая задания правильно, поднимается на три этажа; второй – на два этажа, третьей – на один этаж. Если задания выполнены с ошибками, то команда опускается на один этаж, если одна ошибка; на два этажа, если две ошибки, и т. п.

Задания:

1. На рисунке 4 дан график изменения состояния идеального газа в координатах p, V. Представить этот круговой процесс (цикл) в координатах p, T и V, T, обозначив соответствующие точки.

Рис. 4

2. На рисунке 5 дан график изменения состояния идеального газа в координатах p, T. Представить этот круговой процесс (цикл) в координатах p, V и V, T, обозначив соответствующие точки.

Рис. 5

3. На рисунке 6 дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, T. Представить этот круговой процесс (цикл) в координатах p, V и p, T, обозначив соответствующие точки.

Рис. 6

Проверяем ответы, считаем ошибки. Лифтёры показывают положение команд на демонстрационной модели.

III. Подведение итогов.

Подводим итоги испытаний лифта нового поколения. Все испытания прошли успешно. Команда, поднявшаяся на лифте выше остальных, достигла наивысших результатов и занимает по итогам игры I место. Спасибо лифтёрам за работу, а командам за участие в испытаниях.

Литература:

1. Гольдфабр Н.И. Физика. Задачник 9-11 Кл.: Пособие для общеобразовательных учреждений.—М.: Дрофа, 2003.
2. Задачи по физике. А.А. Пинский. Учебное пособие. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», М., 1977.
3. Кабардин О.Ф. и др. Физика. Задачник. 9-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учеб. заведений/ О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, А.Р. Зильберман. – М.: Дрофа, 1999.
4. Коган Б.Ю. Задачи по физике. Пособие для учителей.—М.: Просвещение, 1971.
5. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. – М.: «Просвещение», 2000.
6. Сборник задач по элементарной физике: Пособие для самообразования/ Буховцев Б.Б., Кривченков В.Д., Мякишев Г.Я., Сараева И. М., - М.: Физматлит, 2000.
7. Слободецкий И.Ш., Асламазов Л.Г. Задачи по физике.— М. Наука, 1980.
8. Степанова Г.Н., Степанов А.П. Сборник вопросов и задач по физике: Профильная школа. — СПб.: ООО «СТП Школа», 2005.
9. Тульчинский М.Е. Занимательные задачи-парадоксы и софизмы по физике.—М., «Просвещение», 1971.
10. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике.—М., «Просвещение», 1971.
11. Фурсов В.К. Задачи—вопросы по физике. Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1977.
12. Шаскольская М.П., Эльцин И.А. «Сборник избранных задач по физике» под редакцией профессора С.Э. Хайкина.—М.: Наука, 1969.