Формирование экологического сознания через решение физических задач
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Муниципальное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2»

Формирование экологического сознания через решение физических задач

Автор:

учитель физики

Новикова Зинаида Юрьевна

Краснокамск

Пермский край

2012 г.

Пояснительная записка

Научно-технический прогресс, расширяя возможности удовлетворения материальных и духовных потребностей человека, вызвал небывалую активность техногенного воздействия на природу. В этих условиях формирование экологического сознания стало необходимым фактором выживания. В становлении  экологического сознания велика роль школы.

 Важную роль в системе экологического образования играет физика. Физика в настоящее время возглавляет науки о природе, все они пользуются ее терминологией, приборами, методами исследований. При изучении физики открываются возможности ознакомить учащихся с современными методами изучения природы и ее охраны,  обобщить полученные в школе знания, сделать их востребованными. 

На уроках физики большое внимание уделяется решению задач, считаю целесообразным обогащение их экологическим содержанием, привлечение ребят к обсуждению обычных задач с точки зрения экологических проблем, составлению своих задач с экологическим содержанием.

Задачи подбираю и составляю я, и ребята, при этом используем различную литературу: энциклопедии, периодическую печать, интернет ресурсы.

  Обучение стараюсь строить так, чтобы ученики понимали и принимали цели, поставленные мною, были активными участниками учебного процесса, чтобы урок проходил в быстром темпе, на этапах повторения, для закрепления и контроля использую кроссворды, домино, лото, парные карточки, таблицы обобщения, формы работы могут быть групповые, индивидуальные, коллективные. Все это позволяет поддержать интерес и внимание учащихся.

Подборка задач для 7 класса

Тема 1.Первоначальные сведения о строении вещества

1. Как объяснить поступление питательных веществ из почвенного раствора через мембрану корневых волосков растений? Почему опасно употреблять в пищу растения, произрастающие вдоль автомобильных дорог?
2. Старинная легенда гласит, что крокодил, съевший свою жертву или готовящийся её съесть, проливает слезы, оплакивая ее. Отсюда пошло выражение «крокодиловы слезы» - неискренние. Почему крокодилы плачут? Почему сами крокодилы чуть не исчезли? Как это удалось предотвратить?
3. В результате чего происходит загрязнение почвы, воды воздуха? Где загрязнение распространяется быстрее? Как мы можем это предотвратить?
4. Почему листья или ряска, покрывающие водоем, могут предотвратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей?
5. Почему после дождя пыль на дороге не поднимается? Где это можно использовать?
6. В зимний морозный день над полыньей в реке поднимается туман. Объясните это. Как это можно использовать для получения чистой воды?
7. Вода испарилась и превратилась в пар. Изменились ли при этом сами молекулы воды? Какие изменения произошли в их расположении и движении? Можно ли использовать это для получения чистой воды? Как?
8. Пресной питьевой воды сегодня не хватает. Ее приходится получать из морской либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ выгоднее?

Тема 2. Механическое движение

1. Сокол сапсан, преследуя добычу, пикирует со скоростью 300 км/ч. Какой путь пролетает птица за 5 секунд? Как использует этих птиц человек. Почему они являются краснокнижными видами.
2. Длина взлетной полосы аэродрома 675 м. самолет взлетает через 15 секунд. Какова его средняя скорость при взлете? Как достигнута такая скорость? Преимущества и недостатки этого вида транспорта?
3. Длина трубы трубопровода, проходящего по территории  Пермского края 1200 мм. площадь сечения 1,17 квадратных см. Какое количество нефти проходит за день, месяц по нефтепроводу, если скорость  ее 1 м/с? С какими трудностями сталкиваются при  обслуживании трубопровода?
4. По нашим рекам долгое время лес сплавляли в плотах. Назовите тела, относительно которых плот движется и покоится? Почему этот способ транспортировки признан не рациональным?
5.  При выходе из воды животные встряхиваются. Какое физическое явление объясняет такое освобождение от воды? Почему опасно загрязнение воды нефтепродуктами?
6. Известно, что средняя скорость роста кедра 0,3 м/с. За сколько лет дерево достигнет высоты 450 м. Где растет это дерево, как используется человеком?
7. Кожистая черепаха за 10 минут проплывает 600 м. Сравните ее скорость со средней скоростью пешехода 5 км/ч. Почему кожистых черепах с каждым годом становится меньше?
8. В таблице дана средняя скорость поднятия воды по стеблю.

Выразите эту скорость в м/с. В каком из этих растений накопится больше  вредных веществ, растворенных в почве за одинаковое время?

Тема 3. Масса. Плотность

1. В карьере за сутки добывают 500 куб. м. песка. Сколько железнодорожных платформ потребуется для его перевозки, если грузоподъемность платформы 65 тонн. Как потом можно использовать этот карьер?
2. В Пермском крае долгое время добывали уголь. Сколько железнодорожных вагонов требовалось для перевозки 1000 т. угля. Уголь этот  бурый, он дает при горении много отходов. Где их можно использовать?
3. Металлическая деталь имеет массу 156 г и объем 20 куб. см. Из какого металла она изготовлена. С какими трудностями связано  добыча руды и производство  этого металла?
4. Еще у древних римлян была создана технология строительства дорог, в основании которых утрамбованный грунт. Определите плотность грунта после уплотнения, если он осел на 40 см. Его первоначальная плотность 1400 кг/м3. Как качество дорог влияет на самочувствие человека?
5. В нашем городе до недавнего времени добывали нефть прямо под строительными сооружениями и жилыми домами. Найти объем образовавшихся пустот при добыче 240 миллионов тонн нефти. Какие последствия могут наблюдаться? Где это надо учитывать?
6. За каждые 15 вздохов в легкие человека поступает 600 куб. см. воздуха. Вычислите массу воздуха поступившего за час. За минуту человек делает 40 вздохов. Как качество воздуха влияет на зоровье человека?
7. Два образца почвы объемом 100 куб. см. имеют массу 130 г и 160 г. найдите плотность образцов? Объясните, почему она разная? Где это надо учитывать?
8. Природный газ, используемый в быту, отравляет организм человека и является взрывоопасным, но он почти не пахнет. Для обнаружения утечки в него добавляют пахучее вещество, называемое одорантом. Норма одоризации 0,016 г на куб. метр. Сколько одоранта добавляют в 100 куб. метров природного газа? Предложите свои методы, обеспечивающие безопасность эксплуатации газопроводов.

Тема 4. Силы

1. Двигатель движущегося горизонтально автомобиля развивает силу тяги 4000 Н. При движении сила трения 400Н, сила сопротивления воздуха 600 Н. Изобразите эти силы на чертеже. Все ли силы, действующие на автомобиль, перечислены в условии задачи? Чему равна равнодействующая сил, действующих на автомобиль в горизонтальном направлении? Почему автомобиль называют не экологичным видом транспорта?
2. Зачем в гололедицу дорогу посыпают смесью соли или песком? Почему предпочтение отдается песку?
3. У некоторых беспозвоночных имеются расходящиеся во все стороны многочисленные придатки – тончайшие длинные иглы. Благодаря им поверхность тела, а точнее отношение поверхности к массе, возрастает. При погружении в воду животное «парит». Объясните это, изобразив силы, действующие на него в воздухе и в воде?
4. Под действием какой силы изменяется направление движения искусственного спутника Земли. Для каких целей их сегодня используют?
5. Приведите примеры явлений, наблюдаемых на Земле благодаря существованию силы тяготения? Как их можно использовать в экологических целях?
6. Самое крупное животное класса млекопитающих кит, его масса достигает 150 т. а длина 130м. Самая крупная птица – африканский страус. Его масса 2,7 кг., размеры в высоту 2,7 м. а в длину 2 м. (от кончика клюва до хвоста). Найдите силу тяжести, действующую на них, изобразите графически. Почему сегодня принимают меры по сохранению китов?
7. Некогда по всей Европе обитали зубры – дикие быки. Вес такого быка достигал 12 кН. Изобразите вес графически и определите массу зубра? Было время, когда зубры в природе исчезли, почему? Где они сегодня обитают?
8. Как объяснить существование на Земле морских приливов? Где можно использовать энергию морских волн? Почему это экологически выгодно?

Тема 5. Давление твердых тел, жидкостей, газов

1. В настоящее время существует более 100 пород лошадей. Одни из них исчезают с лица земли (дикая лошадь тарпан), других специально выводит человек. Объясните приспособленность лошадей к быстрому бегу. Какое значение для человека имеют эти животные?
2. Объясните способность северных оленей передвигаться по снегу. Почему одомашненный северный олень самое выгодное сельскохозяйственное животное?
3. Масса автомобиля с грузом 8,1 т. На задние колеса приходится 2/3 всей силы тяжести. Площадь соприкосновения шин их с дорогой 0,75 кв. м., а передних 0,54 кв. м. Найдите давление передних и задних колес на дорожное покрытие? Какие проблемы, связанные с автотранспортом существуют сегодня в городах? Как их решать?
4. Высота водонапорной башни 16 м. определите давление в главной магистрали разводящей сети. Почему в нашем городе, находящемся на крупной реке не хватает воды? Как решают эту проблему?
5. Напор воды (разность высот до и после плотины) на Каме 190 м. Какое давление испытывает плотина на этой глубине? Как рыба преодолевает это препятствие? Как человек приходит им на помощь?
6. Иногда в нефтеносный слой закачивают воду или воздух. С какой целью это делают? Почему эксплуатация нефтяных скважин дело сложное и ответственное?
7. Почему стенки в нижней части нефтяных резервуаров, делают толще по сравнению с верхней. Почему интенсивные перевозки нефтепродуктов дело очень сложное и ответственное?
8. Для устранения заторов льда его взрывают. Почему взрывчатое вещество размещают подо льдом? Почему этот способ губителен для обитателей воды?
9. Масса груженого самосвала 6,61 т. давление воздуха в шинах 421,4 кПа. Определите общую площадь соприкосновения колес самосвала с дорожным прикрытием? Почему сегодня во многих странах мира применяют звукопоглощающее дорожное покрытие?
10. Газ по газопроводу обычно перекачивают под давлением 5,6-7,5 МПа. При температуре около 20 градусов Цельсия. Что произойдет с давлением, если температура понизится? Имеет ли это какое-либо значение?
11. Определите силу давления на поршень газов в цилиндре трактора перед выхлопом. Площадь поршня 0,75 см. куб., а давление 4 Па на квадратный сантиметр.. какие вещества содержатся в выхлопных газах? Какое действие они оказывают на все живое?

Тема 6. Атмосферное давление

1. Во сколько раз давление в водолазном колоколе больше атмосферного, если уровень воды в колоколе ниже на 12 м поверхности моря? Вода морская. Нормальное атмосферное давление считать равным 101300 Па. Для чего используют этот колокол, какое значение это имеет для человека?
2. На какой высоте летит самолет опылитель, если барометр в кабине летчика показывает давление 755 мм. ртутного столба. На поверхности земли давление нормальное атмосферное. Зачем опыляют наши поля и леса, к каким последствиям это может привести?
3. Почему и как изменяется плотность атмосферы с высотой. Изменяется ли состав атмосферы? Какие воздействия оказывают эти изменения на человека?
4. Какие газы входят в состав земной атмосферы? Какой из них вызывает «парниковый эффект», в чем он проявляется, каковы последствия?
5. Почему у Земли есть атмосфера? Какое значение она имеет для всего живого?
6. Рассчитайте глубину расположения ветки метрополитена, если атмосферное давление там 750 мм. ртутного столба. Когда возникает необходимость строительства метрополитена? Почему?
7. Почему высоко в горах действия суставов человека нарушаются, конечности «плохо слушаются», легко подвергаются вывихам?

Тема 7. Архимедова сила

1. Как с точки зрения физики объяснить отличия стеблей водорослей от стеблей растений, растущих на берегу? Где используют способность водорослей хорошо поглощать растворенные в воде органические вещества?
2. Нефтепродукты можно хранить под водой в специальных баллонах из синтетического материала. Их опускают на дно, закрепляя за него, или подвешивают к баллонам груз. Какой груз потребуется, чтобы удержать под водой 100 кубических метров нефти.  Масса пустого баллона 5 т. почему при этом надо строго соблюдать правила по технике безопасности?
3. Танкер рассчитан на транспортировку 150000 т. метров нефти. Каков вес воды, вытесняемой судном после приема друза. Почему современные интенсивные перевозки нефтепродуктов морским путем создают угрозу загрязнения вод? Как это сказывается на обитателях морей?
4. Для очистки воды используют отстойники. Какова физическая сущность отстойника? Достаточно ли этого способа очистки? Какие способы очистки можете предложить вы? Назовите местные источники загрязнения воды?
5. Какой груз может поднять аэростат объемом 100000 кубических метров на высоту 10 км? Аэростат заполняют гелием, его плотность 0,18 кг на метр кубический, а воздуха  0,850 кг на метр кубический. Применяют такие аэростаты для съемки поверхности земли и моря, скопления животных, в метеорологии и т.д. В чем преимущества аэростатов в сравнении с самолетами?
6. Площадь сечения теплохода , курсирующего по морю,  на уровне воды равна 200 квадратных м.Сколько груза может принять теплоход, чтобы погрузиться на 1,5 см. Считать борта его на данном уровне вертикальными. Есть ли у морского флота проблемы? Почему сегодня часто говорят об охране морских вод?
7. Какой максимальный объем должна иметь подводная часть надувной лодки массой 7 кг, чтобы удержать на воде юного рыболова весом 380Н? Почему рыбы в наших реках становится все меньше и меньше? Какие правила должен знать и выполнять каждый настоящий рыбак?
8. Радиозонд объемом 10 куб м. наполнен водородом. Какого веса аппаратуру он может поднять в воздух если оболочка его весит 6 Н?  Радиозонд посылает по радио сигналы о высоте, давлении, температуре, влажности воздуха. Это очень важно для составления прогнозов погоды. Кому и где важны сводки погоды. Почему погода сегодня изменчивая?
9. Почему нефтяная пленка плавает на поверхности воды? Как  наличие этой пленки нарушает нормальную жизнь планктона, рыб и других обитателей морей? Предложите свои способы сбора нефти на поверхности воды?
10. Диаметр поперечного сечения атомной подводной лодки 10 м. Какова разница в давлениях воды на дно лодки  и на палубу когда она полностью погружена в море? В чем преимущества и недостатки атомных подводных лодок?

Тема 8. Работа Мощность Энергия

1.  Для выборки невода специальная машина  с электрическим приводом развивает мощность 2 кВт. За какое время она выберет невод длиной 500 м. при силе тяги в 5 кН? Несмотря на механизацию и автоматизацию многих процессов на рыболовецких судах, хороший улов бывает не часто. Чек вызвано уменьшение рыбы в морях?
2. Определите работу, совершаемую насосами на Волго-Донском канале за один час. За одну секунду насосы поднимают 45 куб. м. воды на высоту 44 м. Какие еще каналы вы знаете? Какие проблемы возникают со строительством каналов?
3. Какое значение имеют волноломы, установленные на морском берегу? Почему разрушаются берега?  Какой энергией обладает вода, откуда она появилась?
4. Водосливные плотины ГЭС во время паводков, пропускают каждую секунду по 45000 куб. м. воды. Высота плотины 25 м. определите мощность водяного потока? Где произошла крупнейшая авария на ГЭС в 2009 г? какие последствия возникают при строительстве ГЭС?
5. Работа двигателя автомобиля, движущегося с постоянной скоростью 72 км/ч равна 50 кДж. Определите силу трения? Мы не представляем сегодня свою жизнь без автомобиля. Но его выхлопные газы содержат более 200 различных веществ, в том числе и очень опасных. Предложите меры борьбы с загрязнением окружающей среды автотранспортом?

Литература:

1. Балашов М.М. Физика – задачник, 7-8 класс» Дрофа» 2002г
2. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. 1001 задача по физике с решениями
3. Лукашик В.И. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2009
4. Перышкина А.В. Физика -7.- М. Дрофа 2009
5.  Перышкина А.В. Сборник задач по физике. 7-9 класс -  М. Дрофа 2009
6. Рыженков А.П. «Физика, человек, окружающая среда», Пермь 2005 г.
7. Тарасов Л.В. Физика в природе, Москва, Просвещение, 2004 г

Интернет ресурсы

1. Сайт   Занимательная физика http://www.afizika.ru/  
2. Сайт Елькина В.    http://elkin52.narod.ru/  
3. Сайт Физика вокруг нас   http://ya-fizik.ru/      

Официальный сайт Общероссийского общественного детского экологического движения

4. Официальный сайт Общероссийского детского экологического движения «Зеленая планета»  http://www.greenplaneta.ru/
5. Сайт всемирный фонд дикой природы http://www.wwf.ru
6. Международный социально-экологический союз http://www.seu.ru/