Тип урок: урок “открытия” новых знаний
Форма урока: конференция
- Организационный момент;
- Актуализация знаний учащихся;
- Работа групп;
- Закрепление материала;
- Подведение итогов урока;
- Домашнее задание.
Методы обучения: эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение задачи физического содержания.
Техническое оборудование: компьютер с выходом в Интернет, проектор, экран.
План изучения силы: (Приложение1)
- Решение проблемной ситуации при рассмотрении примера проявления действия силы;
- Определение силы (физический словарь);
- Направление и точка приложения силы;
- Формула силы, решение задач;
- Дополнительные сведения о силе.
Предварительная подготовка к уроку:
ребята делятся на группы из четырех (пяти) человек. Каждая группа получает задание: по предложенному учителем плану ребята изучают одну из сил. У каждого ученика таблица “Силы в природе”, которая заполняется в ходе урока (Приложение 2).
Учитель: Добрый день, уважаемые коллеги! Я рада приветствовать вас на нашем ученом совете, где каждый из вас – ученый-эксперт, который делает свое открытие нового и непознанного. Нам предстоит раскрыть тему нашего научного совета “Силы в природе”. Мы разделились на три группы, и каждая группа расскажет о силе, над изучением которой трудились перед нашим заседанием научного совета.
Откройте, пожалуйста, свои рабочие папки и запишите тему сегодняшнего совета “Силы в природе”. Презентация
Прежде чем мы перейдем к изучению вопроса о природных силах, давайте вспомним: что такое сила.
- Что называют силой в физике? Слайд № 3-4
- Как обозначают силу в физике? Слайд № 3-5
- Как изобразить силу на чертеже? Слайд № 3-7
- В каких единицах измеряется сила? Слайд № 3-6
- Сравните силы, изображенные на рисунке (по длине стрелки судят о величине силы: чем больше сила, тем длиннее стрелка) Слайд № 3-7
Учитель: Хорошо! Что такое сила мы вспомнили. Рассмотрим, какие силы действуют в Природе. Слайд № 8
Работаем по группам согласно плану изучения силы (план на доске). Кроме этого, у каждого из вас таблица “Силы в природе”, которая заполняется вами в ходе нашей научной конференции.
Слово нашим коллегам из 1-й группы, которые расскажут о силе тяжести.
1-й ученик(ца): Слайд № 9 Наш повседневный опыт показывает, что мяч, брошенный вверх, возвращается на землю, яблоко, оторвавшееся от ветки, также стремится к земле, Луна, словно на привязи обращается вокруг Земли, а Земля вместе с другими небесными телами Солнечной системы обращаются вокруг Солнца. Почему? Одни ученые, зная, что Земля ведет себя подобно магниту, думали, что тела удерживаются силой магнитного притяжения.
2-й ученик(ца): Но это мнение было ошибочным, так как магниты притягиваются только к магнитам, а яблоко, камень, вода и многие другие тела не являются магнитами. Исаак Ньютон экспериментально доказал, что абсолютно все тела притягиваются друг к другу с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними. Это притяжение называют всемирным тяготением. Обращаю ваше внимание на то, что притяжение между телами зависит от массы тел. Например, я и вы, Ирина Борисовна, притягиваемся как к Земле, так и друг к другу, расстояние между нами 2м. Но друг к другу мы притягиваемся с силой в 7 000 000 000 раз меньше, чем каждый из нас к Земле.
Учитель: Записываем определение в физических словарях: Сила, с которой Земля притягивает к себе любое тело, называется силой тяжести. Слайд № 10
3-й ученик(ца): Сила тяжести направлена всегда вертикально вниз к центру Земли. Слайд № 11
4-й ученик(ца): От чего же зависит сила тяжести? Еще раз: сила тяжести, как и каждая сила всемирного тяготения, зависит от массы тела. Чем больше масса тела, тем с большей силой притягивается оно к Земле. Формула силы тяжести F=mg. Слайд № 12-13
Учитель: С какой силой притягивается к Земле человек массой 70кг? (Задача оформляется на доске учеником)
Учитель: Молодцы! Есть еще вопрос. Если все тела притягиваются к Земле и Луна тоже, то почему тогда Луна не падает на Землю?
5-й ученик(ца): Я отвечу: Луна все время “падает” на Землю, но ее скорость 7,91 км/с такова, что она не может упасть, а быстро вращается вокруг Земли.
Учитель: Спасибо! Коллеги, есть еще что добавить?
6-й ученик: Интересный факт: сила тяжести на разных небесных телах различна. Масса тела не меняется, меняется постоянная величина g. Масса Луны меньше массы Земли, и g на Луне меньше, чем 10 Н/кг, следовательно, сила тяжести на Луне меньше. Меньше в 6 раз. А на самой большой планете Солнечной системы – Юпитере – сила тяжести в 3 раза больше, чем на Земле. Это еще теоритически предсказал Ньютон, в наше время доказано экспериментально: на разных телах Солнечной системы разная сила тяжести.
Учитель: Спасибо за сообщения. Переходим к изучению другой силы.
7-й ученик(ца): Возьмем модель (деревянные бруски одних геометрических размеров, соединенные упругими пружинами). Мы можем ее сжать, прикладывая свою мускульную силу. Расслабив руки, видим, что модель приняла первоначальную форму. Почему? Положим книгу на стол. На неё действует сила тяжести, но оно не падает. Почему? Подвесим тело на нити. На него также действует сила тяжести, но оно не будет падать. Почему?
8-й ученик(ца): Разрешите мне, коллега. На все эти тела, кроме силы тяжести, действует другая сила. Сжимая модель, Вы изменили расстояние между молекулами пружины – расстояние уменьшилось, и молекулы, взаимно отталкиваясь, вернули первоначальную форму модели. Слайд № 14. Из-за сильного взаимодействия молекул возникла сила упругости. Книга, лежащая на столе, не падает, т.к. на нее действует тоже две силы: сила тяжести и сила упругости. Книга изменяет (деформирует) поверхность стола настолько незначительно, что мы не видим её, т.к. молекулы малы и их сближение под книгой не заметно, но оно есть и приводит к возникновению силы упругости.
Учитель: Записываем определение в физических словарях: Сила, возникающая при деформации тела и направленная в сторону, противоположную перемещению частиц тела, называется силой упругости. Слайд № 15.
9-й ученик(ца): Так как же направлена сила упругости? Если книга лежит на столе, тело подвешено на нити, то сила упругости направлена наверх. Слайд № 15
10-й ученик(ца): От чего же зависит сила упругости? Сила упругости зависит от того, из какого материала сделано деформируемое тело: ведь какое-то тело легко деформировать (смять бумажный листок), а какое-то труднее (попытка сжать металлический брусок). Зависит сила упругости и от степени деформации: чем больше тело деформируют, тем больше возникающая сила упругости, и наоборот (сжатие резинового мяча). Слайд № 16. К такому выводу в 1660 году пришел и немецкий ученый Роберт Гук, который записал закон, определяющий эти зависимости:
Учитель: Жесткость пружины 60 000 Н/м. Стальная пружина удлинилась на 1,5 мм. Найдите значение возникшей при деформации силы упругости.
11-й ученик(ца): Я могу добавить? На примере человека можно проследить все виды деформации. Деформацию сжатия испытывает позвоночный столб, нижние конечности, покровы ступни; растяжения – верхние конечности, мышцы, связки, сухожилия; кручения – шея при повороте головы, туловища, кисти рук при вращении; изгиба – позвоночник, кости таза, конечностей.
Учитель: Спасибо за сообщения. Переходим к изучению другой силы.
12-й ученик(ца): Санки, скатившись с горки, будут двигаться по горизонтальному пути так, что их скорость постепенно уменьшается, и через некоторое время останавливаются. Мальчик, разбежавшись, скользит на коньках по льду, но, как бы ни был гладок лёд, мальчик все-таки остановиться. Почему? Слайд № 17
13-й ученик(ца): Мы знаем, что причиной любого изменения скорости движения является сила. Значит, и в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила. При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению – трение. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения.
Учитель: Записываем определение в физических словарях: Сила, возникающая при соприкосновении одного тела с другим и препятствующее их относительному движению, называется силой трения. Слайд № 17
14-й ученик(ца): Одна из причин возникновения силы трения является шероховатость поверхностей соприкасающихся тел. Слайд № 18. Даже гладкие на вид поверхности тел имеют неровности, бугорки и царапины. Когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга, что создает силу, задерживающую движение.
15-й ученик(ца): Другая причина трения – взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхности тел хорошо отполированы, при соприкосновении часть молекул располагаются очень близко друг к другу, и заметно проявляется притяжение между молекулами. Слайд № 18
16-й ученик(ца): Сила трения направлена противоположно направлению движения тела по поверхности другого тела. Слайд № 19
17-й ученик(ца): Хочу добавить, что трение бывает полезное и вредное. Благодаря тому, что поверхность ладоней, пальцев не абсолютно гладкая (имеет капиллярные линии), мы можем удерживать в руках предметы. В этом случае возникает сила трения покоя. Эта сила действует и на шкаф, который стоит на полу, и на учебник на парте. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук, развязывался завязанный бант, не удерживались нитки шва в ткани, гвоздь, вбитый в доску и т.д.
18-й ученик(ца): Вредное трение: во всех машинах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части. Для уменьшения трения поверхности соприкасающихся тел делают гладкой, используя смазку. Кому не приходилось скользить и даже падать, наступив на банановую кожуру! Чтобы спустить корабль на воду, в Индии спусковую плоскость покрывают раздавленными бананами (около 20 000)! Известно, что смазка ослабляет трение в среднем в 10 раз!
19-й ученик(ца): Тела рыб обтекаемы и покрыты слизью, чтобы уменьшить силу трения. Кости животных и человека имеют очень гладкую поверхность в местах их подвижного соединения. При глотании пищи и ее движению по пищеводу трение уменьшается за счет предварительного дробления и пережевывания пищи, а также смачивания слюной.
20-й ученик(ца): Если же трение надо увеличить, то увеличивают шероховатости соприкасающихся поверхностей. Во время гололедицы трение между подошвой обуви и льдом мало, отталкиваться от земли трудно, ноги при этом скользят. Чтобы ноги не скользили, тротуары посыпают песком и реагентами, расщепляющими лед.
21-й ученик(ца): Последнее дополнение. Люди еще в древности применяли катки для перетаскивания больших грузов, позднее стали широко использовать колесо. Не случайно. Когда тело катится, то возникает сила трения качения, которая всегда меньше силы трения скольжения и силы трения покоя. Слайд № 20
Учитель: Большое спасибо всем участникам нашего научного совета! У каждого народа есть много пословиц, и я предлагаю вам разъяснить смысл некоторых из них, используя тот материал, который мы сегодня рассмотрели (рефлексия учебных знаний Презентация 2).
Молодцы!! Задание на дом:
В ходе нашего урока вы показали себя наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.
Наш урок подошёл к концу. Давайте ответим на вопрос: “Что тебе понравилось и удалось на уроке?” (рефлексия учебных действий Приложение 3)
Спасибо, ребята, за совместную работу. Я была рада встретиться с вами. До встречи!
Используемая литература:
- А.В. Перышкин. Физика. 7 класс: Учебник для общеобразовательных заведений. – М.: “Дрофа”, 2014;
- Я. И. Перельман. Занимательная физика: книга 1. – М.: ООО “Издательство АСТ”, 2001.;
- Разумовский В.Г., Майер В.В. Проблемы ФГОС и научной грамотности школьников или новый стандарт образования в действии: обучение и воспитание творчески мыслящей личности на уроках физики. // Физика в школе. – 2012. - №5;
- Технология подготовки урока в современной образовательной среде: пособие для учителей общеобразоват. учреждений / Е.В. Чернобай. – М.: Просвещение, 2012. – (Работаем по новым стандартам);
- Классная физика для любознательных: http://class-fizika.narod.ru/