Урок решения качественных задач
учебно-методическое пособие (физика, 8 класс) на тему

Урок решения качественных задач.

«За чашкой чая»

(повторительно-обобщающий урок в 8-ом классе по теме

 «Тепловые явления»)

Цели урока:

1. Повторить материал по тепловым явлениям, изучение которых предусмотрено программой.

2. Научить «видеть» физику в окружающем мире.

3. Стимулировать мотивацию изучения физики, используя задания на образное представление явлений.

4. Показать связь физики, ОБЖ, изобразительного искусства и литературы.

Оборудование: термометры, термос, заварочный чайник, чашки с блюдцами, различные кружки, чайные ложки, сахар, печенье, шоколад, спиртовка, сосуд с водой.

Урок проходит за круглым столом или у костра.

Ход урока

Учитель. Дорогие ребята! Я знаю о том, что вы очень любите ходить в поход со своим классным руководителем и родителями. Поэтому я решила, посоветовавшись с ними, провести этот урок в условиях, что называется, приближенных к условиям походным.

Всегда приятно посидеть у костра, огонь которого располагает к беседе, а говорить можно о явлениях, с которыми мы знакомились на уроках физики и о проявлении которых в обычных ситуациях вы обычно не задумывались. Вы ощущаете тепло от костра, но каким способом оно передается вам? (Излучением).

- А почему дым от костра поднимается вверх? (В результате конвекции).

- Так, может быть, и вам тепло от костра передается конвекцией или теплопроводностью? (Нет, воздух - плохой проводник тепла, при конвекции же теплый воздух поднимается вверх).

Скоро закипит вода. Скажите, какое явление лежит в основе нагревания воды. Ведь теплота передается снизу, а вода плохой проводник тепла. (Конвекция, энергия переносится струями жидкости, благодаря этому вода прогревается по всему объему).

- Когда вода быстрее закипит: если крышку открыть или закрыть? (Если закрыть, потому что при открытой крышке часть молекул, имеющих большую кинетическую энергию, будет из чайника «улетать», унося с собой тепловую энергию).

По этому поводу можно вспомнить пословицу: «Без крышки самовар не кипит, без матери ребенок не резвится» или такую сказку.

«Было у купца три дочери-красавицы. И пришло время выдавать их замуж. Приглянулась одному из молодцев младшая дочь. Но было принято так, что младшая не может выйти замуж раньше старших. Долго думал юноша, как ему перехитрить купца и вот что он придумал. Посватался он и поставил условие, что замуж он возьмет ту, у которой раньше вскипит вода в кастрюле. Все три дочери налили в кастрюли равное количество воды и поставили на огонь. Раньше вода вскипела у младшей из дочерей и молодые сыграли свадьбу». Как вы думаете, почему так получилось? (Старшие очень уж хотели выйти замуж и от нетерпения все время открывали крышку кастрюль).

-  При какой температуре вода закипит?

-  Всегда ли вода закипает при 1000 С? (Нет, температура кипения зависит от величины атмосферного давления; при нормальном атм. давл. она равна 1000 С, а высоко в горах она ниже).

Вот и закипела вода. Из колбы вырывается пар, но ведь пар невидим! Что же мы наблюдаем на самом деле? (Туман).

Послушайте строки из стихотворения Ю. П. Кузнецова:

Вот самовар,

мерцающий, потливый

Стоит со шпорой крана, как петух.

 - Почему самовар бывает потливым? (Когда вода в самоваре холодная, то влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется на нем в виде «пота»).

- Что такое кипение? (Это процесс интенсивного парообразования внутри жидкости).

   А сейчас послушайте, как на этот вопрос ответили ребята, которые могут слагать стихи.

Кипение

Чем больше воду нагреваем,

Тем больше пузырьков мы получаем.

Ну, а объемы их растут,

И пузырьки наверх уже плывут, где лопаются.

Из них пары, как атмосферные дары, освобождаются.

И это чудное явление

Назвали физики кипением.

Пузырьки

Как мало места в пузырьке!

На дне большой кастрюли

Он одинок, и вдалеке

Пять пузырьков заснули.

Но вот кастрюля - на огне,

Вода близка к кипению,  

А с теплотою в пузырьке

Растет, растет давление.

Растет, растет его объем,

И это видно глазу.

Он раздувается – и вот

Всплывает вверх он сразу.

Вот всплыл другой невдалеке,

Пошел процесс кипения.

Там хлоп-хлоп-хлоп -

Шумок идет, вода-то закипает.

Давленье пара в пузырьке

Равно воды давлению.

Условие такое нужно,

Чтобы вода кипела дружно.  

Сейчас мы заварим чай и разольем его по кружкам и чашкам. А пока скажите, зачем в крышке заварника делается дырочка? (Если бы дырочки не было, то над водой бы скапливался пар, давление повышалось бы и вода бы выливалась из носика).

-  Какие кружки вы берете с собой в поход, и какие из них наиболее безопасны? (Эмалированные, пластмассовые, глиняные... Наиболее безопасны в походных условиях эмалированные и пластмассовые).

- Если кружка металлическая, то, налив в нее горячий чай, вы не сможете держать ее в руках. Почему? (Металлы обладают хорошей теплопроводностью, поэтому кружка очень быстро нагревается).

-  Почему чашка быстро нагрелась, а ручка осталась почти холодной, и вы можете держать чашку за ручку, не обжигаясь? (Чашка сделана из фаянса, который плохо проводит тепло, стенки чашки непосредственно соприкасаются с источником тепла - горячим чаем, а ручка не контактирует с ним; по фаянсу же теплота распространяется медленно).

- Что будет, если на поверхности кожи попадет кипяток? (Ожог).

Зависит ли степень ожога от количества попавшего на кожу кипятка и времени их соприкосновения? (Чем больше количество кипятка и время его воздействия, тем выше степень ожога).

- Какие степени ожога вы знаете? (1,2,3,4, степени).

- Как вы думаете, если разлить кипяток в походных условиях, возможен ли ожог 3-й и 4-ой степеней? (Нет).

- Какова первая помощь при ожогах 1и 2 степеней? (Обожженное место необходимо обильно полить холодной водой).

А теперь давайте пить чай.

 - Как надо поступить, наливая кипяток в стакан, чтобы он не лопнул? (Надо опустить в стакан металлическую ложку: она примет часть тепла, температура воды станет ниже, тепловое расширение внутренних стенок будет меньше и деформация не будет разрушительной).

 - Некоторые же пьют чай из блюдца, так он быстрее остывает. Почему? (У чая, налитого в блюдце, большая площадь соприкосновения с воздухом, поэтому интенсивно идут теплообмен и испарение - чай быстро остывает. Если подуть на поверхность чая, то процесс испарения ускорится, что также понизит температуру).

  А теперь мы попросим группу ребят провести такие исследования.

1. Выяснить, как влияет масса воды, налитой в одинаковые кружки, на скорость остывания.

2. Сравнить скорость остывания чая в двух различных кружках при одинаковых массах горячей воды.

3. Проделать опыт и объяснить его результат. Надо одному из вас положить сахар в чашку сразу же, как только налит чай, а другому - спустя 5 минут. У кого через 5 минут после этого чай оказался горячее? Почему? (У первого. количество теплоты, отдаваемое горячим чаем окружающей среде за одно и то же время, пропорционально разности температур чая и воздуха. Вначале эта разность температур больше, чем спустя 5 минут. При растворении сахара температура жидкости понижается, поэтому теплообмен замедляется и чай остывает медленнее).

  Пока группа ребят проводит исследования, остальные отвечают на вопросы.

1. Что можно сделать, чтобы чай дольше оставался горячим? (Уменьшить теплообмен).
2. Каким образом? (Накрыть чашку блюдцем, поместить ее в чашку большего диаметра).

  Для чаепития мы взяли с собой термос с горячей водой.

1. Почему в термосе вода остывает медленно?

  Обсуждение результатов исследования.

  Давайте разломим шоколад или печенье, а затем попробуем соединить кусочки. Получается? Почему? (Нет, т. к. нельзя сблизить кусочки на расстояния, на которых проявляются силы притяжения между молекулами).

  Вот и заканчивается наше чаепитие. Мы обсудили явления, над которыми раньше мы обычно не очень-то задумывались. Будет хорошо, если вы и в дальнейшем станете обращать внимание на окружающую природу и сможете объяснить происходящие явления.

  Мне приятно, что многие из вас активно работали. Они заслужили высокие оценки.

  Теперь о домашнем задании: изобразите явления, наблюдавшиеся и обсуждавшиеся на уроке, сделать это можно в веселых картинках, в комиксах.                                    

5. Домашнее практическое задание

Учить детей в 7-х – 8-х классах легко и интересно: много демонстраций и лабораторных работ. Для детей физика - предмет новый, интерес вызывают практические задания, где можно проверить все самому. Поэтому по возможности я увеличиваю количество домашних практических заданий - самостоятельных физических опытов и исследований. Такие работы оформляются как лабораторные. Выполняя их, ребята закрепляют знания изученных физических величин и учатся на практике их измерять или определять. Часть работ может выполняться по желанию, за такие я ставлю только положительные оценки. Результаты выполнения домашнего исследования обязательно обобщаются и обсуждаются в классе. Вот пример этого.

7 класс

    Тема «Плотность»

    Цель: Составление таблицы плотности продуктов питания.

  Задание: Определить плотность съедобных веществ и составить таблицу «Плотность продуктов». Для этого выбрать продукты, упакованные в пачки правильной формы с указанием массы на них: сливочное масло, маргарин, соки, мороженное, шоколад, сахар-рафинад и др.

  Тема «Механическое движение»

   Цель: Изучение траектории пройденного пути, перемещения и скорости.

  Задание: Начертить в масштабе рисунок своего движения от дома до школы.

  1. Обозначить на рисунке разным цветом траекторию и перемещение.

  2. Определить пройденный путь.

  3. Определить среднюю скорость своего движения.

8 класс

  Тема «Испарение»

   Цель: Исследовать, от чего зависит испарение.

  Задание: Проделать опыты и объяснить их с «молекулярной точки зрения».

1. Налить в два блюдца по чайной ложке воды, поставить одно из них в теплое место, другое - в прохладное. Пронаблюдать за временем испарения. Как связаны испарение и температура?                                            

2. На гладкую поверхность капнуть пипеткой по капле воды, масла, спирта или уксуса и пронаблюдать за испарением. Какая жидкость испаряется быстрее?

3. Исследовать зависимость скорости испарения от площади поверхности.

4. Исследовать скорости испарения от ветра.

  Тема: «Постоянный электрический ток»

  Цель: Исследование электропотребителей в квартире

  Задание:

  1. Начертите схему электрической сети в вашей квартире.

  2. Выясните, какова мощность домашних электроприборов. Если напряжение в сети 220 V, вычислите силу тока в приборах во время их работы.

  3. Перепишите «паспорт» лампы и расшифруйте его. Рассчитайте сопротивление спирали и силу потребляемого тока.

  4. Запишите номинальные мощности домашних электропотребителей (лампочки, утюга, холодильника, пылесоса и т. д.). Подсчитайте общую мощность всех электропотребителей.

9 класс

  Тема: «Колебания и волны»

  Задание: Исследуйте, при каком минимальном расстоянии возникает эхо. Способ определения придумайте самостоятельно. В больших помещениях всегда есть эхо. Проверьте это. Полезно или вредно оно для театрального, концертного или лекционного залов? Почему мы не слышим эхо в обычной жилой комнате?

  Задание: Попробуйте делать рукой небольшие, как можно более быстрые колебания и подсчитайте, какое наибольшее число колебаний в секунду вам удастся сделать. Дают ли колебания руки уловимый ухом звук? Если нет, увеличьте частоту. При какой частоте вам удалось услышать легкий звук? Сравните эту частоту с общепринятой граничной звуковой.

  Можно предложить такие варианты отчета:

1. Описать, что увидел, услышал и ощутил экспериментирующий в первые мгновения.
2. Что он увидел, услышал и ощутил при следующем этапе опыта и более пристальном внимании к наблюдаемому?
3. Тела, участвующие в событии.
4. Что происходило с каждым телом?
5. Причина события, процесса, явления.
6. Следствие.
7. Мои выводы. «Я наблюдал явление…»
8. Особенности явления.                              

                                     Или:

1. Я хочу узнать…
2. Я об этом уже знаю…
3. Предлагаю сделать…
4. План моих действий:
5. Делаю - получаю:
6. Делаю выводы:
7. Объясняю результат.

                                     Или:

1. Что я делаю?
2. Что я наблюдаю?
3. Что происходит с каждым телом?
4. Рассуждения о причине процесса, явления.
5. Выводы:
6. Вопросы, которые у меня возникли:

  Чтобы учащиеся прочувствовали важность экологических проблем лично для себя, предлагаю им дома выполнить следующие задания.

Оцените загрязненность снега в городе. В чистые стеклянные банки наберите снег из различных мест и, поставив их в комнате, дождитесь, когда снег растает. Поместите рядом банку с водой из водопроводного крана. Сравните прозрачность и чистоту воды во всех банках. Сделайте вывод, где вода грязнее всего, и объясните, почему.

  Профильтруйте воду, используя любые небольшие, но чистые баночки и фильтровальную бумагу. Сделайте это таким образом: положите поверх баночки промокательную бумагу так, чтобы образовалось небольшое углубление, в которое тонкой струйкой наливайте воду из стеклянной банки. Профильтровав каждую пробу воды, аккуратно достаньте фильтровальную бумагу и высушите, не стряхивая с ее поверхности осадка. После высыхания бумаги рассмотрите внимательно находящиеся на ней частички. Сравните (по цвету) осадки от талой воды на листках фильтровальной бумаги. Какова природа осадка? О чем свидетельствует его наличие?

Оцените загрязненность окружающего воздуха. Содержание в воздухе твердых частиц (пыли, дыма и т. п.) можно определить с помощью пылесоса. Тщательно очистите пылесборник, на его дно положите влажную фильтровальную бумагу, после чего включите пылесос. Через 30-35 мин. выключите его, выньте фильтровальную бумагу, высушите и сравните ее (по цвету) с листком чистой бумаги.

  Оценить загрязненность воздуха можно и таким методом. Чистый кусочек ваты смочите водой и протрите им оконное стекло со стороны улицы. Ватка станет грязной. Выдавите капельку воды вместе с грязью на чистый листок фильтровальной бумаги. Затем точно в середину полученного грязного пятна вводите по каплям чистую воду. Вскоре по листу бумаги начнет расплываться красочная «хромограмма»: чем больше примесей, тем она ярче при увеличении диаметра пятна.

  Определить степень загрязненности воздуха около дорог можно следующим простым способом. На нижние ветви деревьев  вдоль дороги развесьте влажные листочки фильтровальной бумаги. Через 5-6 часов снимите их, просушите, а затем исследуйте (например, помещая в пламя свечи и наблюдая за цветом пламени; попытайтесь выяснить, какие химические элементы преобладают и дают изменение свечения пламени).

В ходе наблюдения явлений и процессов у некоторых ребят появляются творческие работы. У ученицы 7-го класса Колесниковой Виктории при изучении темы «Сила трения» возникли следующие строчки:

Если бы не было силы у трения,

Было бы в мире сплошное движение.

Ложки и вилки, чашки, ковры,

Мамы и папы, шубы, коты,

Валенки, тапочки, лыжи, столы -

Все бы заерзали сразу они.

Мама кричала б: «Хватай поварешку!»

Папа кричал бы: «Держи сапоги!»

И не кончалось бы это мучение,

Если бы не было этого трения…

А у ученицы 9-го класса Рипенко Елены при изучении этой же темы появились следующие размышления о силе трения:

  В воздух взмыл крылатый лайнер,

  Стихло моторов пение.

  Природа нам сказала:

  «Это - мокрое трение».

  «Я буду первым», - бегун сказал,

  Но на финиш опоздал.

  Это просто невезение,

  Трение покоя и скольжения.

  На катке коньками вывел

  Волк предупреждение:

  «Ну, погоди! Косой…»-

  Это трение скольжения.

  Сидим полдня за партами -

  Трение покоя.

  Подустало у нас место,

  Угадай, какое?