«ЭКОЛОГИЯ НА УРОКАХ ФИЗИКИ»
методическая разработка по физике на тему

МБОУ  «СТОЛТИПИНСКАЯ  СОШ»

«ЭКОЛОГИЯ  НА  УРОКАХ  ФИЗИКИ»

Методические  рекомендации

Выполнила: учитель первой категории

МБОУ «Столипинская СОШ»

Судько Ольга Петровна

                   Экология на уроках физики

      В последние десятилетия, примерно с середины 70=х годов, в природных процессах наблюдаются опасные изменения, угрожающие устойчивости биосферы и нормальному развитию человеческого общества. Отмечены опасное потепление климата, изменение воздушных течений, изменения в строении и составе атмосферы, расширение пустынь, исчезновение некоторых видов животных и растений.

    При изучении природных явлений, мы рассматривали только природные силы, действующие в окружающей среде. Теперь надо учитывать воздействие деятельности человека на природу, которая сравнялась с природными силами.

    Защита жизни на Земле от экологической катастрофы становится самой важной проблемой для человечества.

    Явления, изучаемые на уроках физики, рассматриваются чаще всего на основе лабораторных опытов или процессов, происходящих в технических устройствах. В природе эти явления имеют более сложный характер под влиянием дополнительных факторов, в том числе человеческой деятельности. Это одна из задач физики. Другой задачей является понимание, как действуют технические устройства и конструировать новые.                      Большое значение уделяется второй задачей – так сложилось исторически, так нужно было человеческому обществу.

    Но возникла новая задача, которая становится одной из самых важных: использование физики для сохранения устойчивого окружающего мира, природы.

Ее решение требует от нас глубоких знаний в разных областях, и в том числе знания физики и экологии

Если мы будем хорошо знать причины опасных явлений в окружающей среде, то сумеем найти способы их устранения.

Методика проведения простых физических опытов при изучении некоторых тем.

Опыты просты в исполнении, выполняются из подручных материалов, могут проводиться как в классе, так и в домашних условиях. Приводимые наблюдения и опыты могут использоваться в исследовательской деятельности по физике.

«Наблюдения и опыты»

1. Определить количество пыли, выпадающей около вашего дома. Приготовить две одинаковые коробки из-под обуви. Положить в них лист чистой бумаги так, чтобы он полностью покрывал дно, и оставить на 5 суток  с двух сторон дома- рядом с дорогой и во дворе. После этого соберите пыль и сравните ее количество.
2. Измерить температуру воздуха в помещении. Поставить два термометра в классе: один на подоконнике, другой – в углу на пол. После урока сравнить их показания и сделать вывод.

                                             «Диффузия в жидкости»

1. Налейте в стакан воды и капнуть в нее раствор йода, зеленки или крепкого чая и наблюдать за тем,  что происходит в стакане.
2. Повторите тоже самое, поставив стакан в тарелку с горячей водой. Проходят ли такие явления в природе?
3. Проделайте то же самое, что и в п.1 но перед тем как капнуть цветную жидкость, добавьте в воду 3-4 капли какого-нибудь жидкого мыла и дайте ему растечься по поверхности. Как это повлияет на растворение капли, на диффузию?

                                              «Три состояния вещества»

1. Заморозьте несколько кубиков льда в морозильной камере или на улице. Взять три кубика. Один посыпьте солью, другой растолченным углем или грифелем от карандаша. Положите три кубика в тарелку и поставьте на окно. Заметьте, какой из кубиков начнет таять быстрее. Происходит ли что-то подобное в природе?
2. Возьмите два одинаковых кубика льда, один из них растолките на небольшие кусочки. Затем положите их в разные тарелки и заметьте время таяния. Какие физические процессы происходят при этом?

        «Взаимодействие тел»        

1. Возьмите высокую консервную банку и отрежьте дно. После этого погрузите банку острым краем в рыхлую почву на газоне, предварительно сняв траву. В эту банку налейте стакан или два воды и заметьте скорость ее просачивания в почву. Повторите этот опыт на плотной почве тропинки. Сравните скорости просачивания и сделайте вывод о плотности почвы и ее свойствах.

Возьмите образцы почвы в первом и во втором случае, вдавив банку на определенную глубину. Замерьте размеры образцов и определите объем. Взвесьте их, вычислите их плотность и сравните полученные результаты.

2. Сделайте мост из листа бумаги так, чтобы он выдержал пять монеток. Этот опыт не получится, даже если лист бумаги сложить. А теперь склейте из него трубу квадратного сечения. Такой мост выдержит уже не одну монету, больше. Какой вывод можно сделать из этого опыта об экономии материалов?

«Давление твердых тел, жидкостей и газов»

1. Катаясь на лыжах обратите внимание на след, который оставляют лыжи, и на след своих ботинок на снегу. Почему глубина следов разная? Вычислите давление в обоих случаях и сравните результаты.

Ответьте на вопрос: почему исчезают грибы в лесах, где ходят много людей?

2. Возьмите два одинаковых кусочка материи размером 6*6 см (можно    использовать и бумагу), смочите их одинаковым количеством воды и положите в два блюдца, затем поставьте одно из них под работающий вентилятор. Если листок будет сдувать, положите по монете на каждый. Обратите внимание на то, как быстро они высохнут и ответьте на вопрос: почему поля в степных районах разделяют линиями посадок из деревьев и кустарников?
3. Сверните два одинаковых кораблика и пустите плавать в тазу или ванне. В один насыпьте немного песка, чтобы он слегка погрузился. Теперь сильно дуньте на них? Какой из них устойчивее?
4. Возьмите надувной резиновый шарик, надуйте его, завяжите ниткой открытый конец и отпустите. Если он не поднялся вверх, то почему? Что нужно сделать, чтобы он полетел?

                 «Работа и мощность. Энергия»

  Наблюдение. Обратите внимание на состояние воздуха над нагретым телом, например над светящейся электрической лампочкой или включенной электроплиткой. Покоится воздух или движется? Попробуйте придумать способ наблюдения движения воздуха. Если движется, то в каком направлении? Можно ли использовать энергию движения? Существует ли такое движение воздуха в природе? Пользуются ли этим движением животные?

    Опыт. Изготовьте крыльчатку из плотной бумаги и установите ее на какое-нибудь острие (иголка, кнопка, игла циркуля)над включенной лампочкой или электроплиткой. Понаблюдайте за тем, что происходит. Подумайте, какие превращения энергии происходят при этом, можно ли использовать это явление?

«Волны в воздухе»

Наблюдение шума.

Оборудование: линейка длиной 50 см, маленькие надувные шарики, иголка.

Порядок проведения работы.

1. Возьмите линейку за один конец и взмахните. Повторите движение, каждый раз увеличивая скорость. При взмахах ориентируйте линейку, меняя направление движения.
2. Сопоставьте звуки, издаваемые линейкой при разных скоростях и разном положении. Подумайте, не будут ли выемки протектора шины автомобиля издавать похожий шум при вращении колеса.
3. Надуйте шарики размером с монету. Один проткните иголкой, другой раздавите подошвой. Прислушайтесь к звуку. Проделайте эти эксперименты несколько раз.
4. Сопоставьте силу звука воздуха в этих двух случаях и силу звука, издаваемого шиной при движении. Сходны ли они?
5. Ответьте на вопросы: сколько примерно углублений шины находятся в контакте с дорогой одновременно? Влияет ли число углублений на силу звука?

«Волны в стенах»

Оборудование: большая кастрюля, кусок медной или алюминиевой проволоки диаметром не менее 1 мм (без изоляции).

Порядок проведения работы.

1. Установите сосуд на столе или стуле рядом со стеной, но так чтобы ничто стены не касалось.
2. Залейте сосуд водой почти доверху.
3. Прочно закрепите конец проволоки на стене, так чтобы ее свободный конец касался поверхности воды.
4. Внимательно присмотритесь  к поверхности воды. Найдите наилучший угол зрения, при котором видны ее малейшие колебания. Наблюдайте за поверхностью воды. Последите за тем, как влияет на поверхность воды движение транспорта на улице.
5. Ответьте на вопросы: почему на поверхности воды возникают волны? Какова роль проволоки при появление колебаний на поверхности воды? Как бы изменились колебания, если бы сосуд с водой стоял на земле?

«Законы Ньютона»

Силы, действующие в пласте почвы на горном склоне, устойчивы до определенного предела. Их равновесие может быть нарушено обильным дождем. Тогда почва, насыщенная водой, срывается со склона, образуя потоки грязи, сметающие все на своем пути.

  Тело на наклонной плоскости.

Оборудование: Небольшой лист оргалита, гладкой фанеры или стекла размером с раскрытую книгу, кусок мыла, глубокая тарелка с водой.

Порядок проведения работы.

1. Положите пластину на столе, а на нее кусок мыла.
2. Поднимая верхний край пластины, найдите наибольший угол, при котором мыло неподвижно. Измерьте угол. Зафиксируйте это положение, подложив что-либо под край пластины.
3. Смочите поверхность пластины и снова положите мыло. Оно соскользнет вниз. Теперь уменьшайте угол до той величины, при котором влажное мыло будет спокойно лежать. Измерьте угол.
4. Ответьте на вопросы: можно ли сопоставить явления этого опыта с тем, что происходит в горах при оползнях? Во сколько раз отличается наибольший и наименьший углы? Можно ли сказать, что на столько же уменьшится сила сцепления грунта со склоном при начале  оползня?

«Вращательное движение»

Вращательное движение - наиболее распространенный вид движения во Вселенной. Это и движение планет, и электронов вокруг ядра, и вращение большого числа деталей машин и механизмов. В природе вращение обычно переходит в движение по спирали. Например, движение воздушных и водных вихрей, падение семян некоторых лиственных и хвойных деревьев.

      Наблюдение вихрей.

Оборудование: ванна или раковина, пробка для сливного отверстия, какая-нибудь цветная жидкость (крепкий кофе или чай), пипетка.

Порядок проведения работы.

1. Налейте воды в ванну примерно на ширину ладони, предварительно закрыв сливное отверстие.
2. Дайте воде немного успокоиться и накапайте из пипетки несколько капель цветной жидкости вокруг сливного отверстия.
3. Откройте сливное отверстие и понаблюдайте за движением вытекающей воды. Обратите внимание на явление над центром отверстия и на поведение цветных пятен.
4. Повторите эксперимент несколько раз.
5. Ответьте на вопросы: как движется вода? Какую форму приобретает поверхность воды над отверстием? Что, кроме стока воды, происходит над отверстием? В каком направлении чаще всего движутся струи? Нет ли в природе подобных явлений? Какое значение может иметь такое движение для водных организмов?

«Световые явления»

Цвет неба и чистота воздуха

Днем над головой вы видите голубое небо, а во время заката оно окрашивается в красные тона, иногда приобретает багровый оттенок. Это связано с интерференцией и дифракцией света. Это явление можно наблюдать на опыте, не требующем сложного оборудования.

Наблюдение рассеивания.

Оборудование: стеклянная банка емкостью 1-2 л, фонарик, батарейки, немного молока, большой лист белой бумаги, небольшой лист черной бумаги (или фольга)

Порядок проведения работы.

1. Наполните банку водой.
2. Закройте стекло фонарика листом черной бумаги с отверстием посередине.
3. Согните белый лист бумаги так, чтобы его можно поставить.
4. Соберите установку: на противоположных сторонах стола поместить фонарик на подставке и лист белой бумаги в качестве экрана. Между ними поставить банку с водой.
5. Включите фонарик и направьте луч через банку с водой на экран. (На экране видно яркое пятно белого света, но луч света не виден ни в воздухе, ни в воде).
6. Измените угол наблюдения так, чтобы смотреть в направлении луча. (Присмотритесь повнимательней, и вы заметите, как форма банки влияет на геометрию луча).
7. Обратите внимание на окрашенность светового пятна на экране: оно белое.
8. Влейте в банку немного молока (несколько капель) и хорошо размешайте. Луч становится виден  в воде. Присмотритесь к цвету луча в воде и окраске пятна на экране. (Луч имеет голубой оттенок, а пятно на экране покраснело).
9. Ответьте на вопросы: почему луч не виден в чистой воде, если смотреть со стороны со стороны, и становится виден, если смотреть вдоль луча? Почему при прохождении света через мутную воду вместе с изменением цвета уменьшается интенсивность? На что расходуется энергия света при прохождении через мутную воду?

Такие же явления мы наблюдаем и в окраске неба при разном положении солнца, при разном чистоте воздуха. Чем больше пыли в воздухе, тем более красным становится закат. Этот же метол используется для контроля чистоты воздуха и жидкостей.

   Научившись наблюдать и анализировать природные явления и технические процессы с точки зрения экологии, в дальнейшем  мы сможем находить способы выбора эффективных технологий, не нарушающих устойчивость окружающей среды, оценивать достоинства и недостатки строительства различных промышленных предприятий, автотрасс и т. п. Возможно эти знания помогут сделать правильный выбор профессии.