Рабочая программа элективного кураса по физике " Физика за кружкой чая" 9 класс
элективный курс по естествознанию (9 класс) по теме

Департамент образования города Иркутска

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Иркутска лицей №3

(МБОУ г. Иркутска лицей №3)

_______________________________

Тимирязева ул., д.14, Иркутск, 664003

Тел./факс (3952) 20-07-15. E-mail: irk-lic3@yandex.ru htpp://www.irklyc3.ru

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА  по физике

Физика за кружкой чая

для 9 «М» , « Б»

Разработчик Чащина Вера Александровна

                                                                       (Ф.И.О.)

Должность- учитель физики

Квалификационная категория - высшая

Рабочая программа составлена на основе

Федерального государственного образовательного

стандарта основного общего образования       

Программы элективного курса по физике «Физика за кружкой чая»

для 9 классов, (автор программы Чащина В.А.),

Программа зарегистрирована в МОУ ЦИМПО 19.05.2009 г.

Регистр № 1609.

Программа рассмотрена и утверждена на заседании ГКМС,

протокол № 36 от 21.05.2009

 (указание примерной программы, на основе которой разработана данная рабочая учебная программа, и ее авторов, год издания)

Программа рассмотрена на заседании кафедры  точных дисциплин

Протокол №1 от«29» августа 2014 г.

Руководитель СП __________________________( Л.М. Шваненберг)

                                                        подпись                                расшифровка

Иркутск 2014

Пояснительная записка

В настоящее время увеличивается объём информации, в которую погружен современный школьник. Отрывочные, бессистемные сведения из самых разных областей науки и техники перемешиваются рассказами о мистическом проникновении в суть вещей. В сознании современного школьника  физическая реальность зачастую подменяется виртуальной. Поэтому так важно, как можно раньше дать возможность ребёнку получить адекватные представления об окружающем мире, активно его исследовать, научить объяснять наблюдаемые явления.

На протяжении всего обучения необходимо поддерживать, пробуждать интерес к познанию природы, опираясь на естественное стремление школьников разобраться в многообразии природных явлений. Большое внимание следует уделять развитию умений приобретать знания и использовать их в повседневной жизни.

Курс «Физика за кружкой чая» предназначен для ознакомления учащихся с кругом явлений, с которыми они непосредственно сталкиваются в повседневной жизни. Данный курс включает в себя вопросы по физике, биологии и географии. Курс поможет обобщить знания учащихся, полученные ими на уроках этих предметов, восполнить пробелы предыдущей подготовки, одновременно углубить их, расширить, показать, как можно с точки зрения физики объяснять наблюдаемые явления. Содержание курса посвящено систематизации знаний о тепловых процессах, о поверхностном натяжении жидкостей, о капиллярных явлениях (в базовом курсе  капиллярным явлениям и поверхностному натяжению жидкостей уделяется недостаточно внимания).

 В настоящее время все больше людей уделяет внимание своему здоровью, правильному питанию. Данный курс поможет учащимся грамотно рассчитывать свой дневной рацион питания, даст понятия о калориях, об энергетической ценности продукта. Курс поможет повлиять на выбор сферы профессиональной деятельности, познакомит учеников со спецификой видов деятельности.

Особое внимание уделено эксперименту. В процессе изучения курса учащиеся должны выполнить большой объём лабораторных работ или простых опытов. С учетом возрастных особенностей учащихся примерно половины учебного времени отведено на проведение индивидуальных и групповых заданий. Большая доля самостоятельной работы, как на уроке, так и дома, при подготовке домашней работы. При проверке домашних заданий можно оценить (по объёму, по содержанию работы) растёт ли интерес ученика к данному курсу. По завершению курса ученики предлагают свои «интересные» вопросы и экспериментальные задания, а так же темы лабораторных работ по данному курсу.

Курс рассчитан  на 8 часов. Может использоваться и на 17 часов (на17 часов – темы указаны курсивом.)

Целью курса является:

формирование познавательного интереса к физике, создание положительной мотивации обучения на планируемом профиле.

Задачами курса являются:

1. Выработка умений объяснять наблюдаемые явления.
2. Проведение простейших самостоятельных исследований, экспериментов.
3. Развитие творческих способностей учащихся.
4. Формирование умений самостоятельно приобретать и применять знания, формировать навыки самостоятельной работы с учебной и справочной литературой.
5. Формирование навыков работы в команде.
6. Развитие логического  и критического мышления учащихся.

     7. Развитие межпредметных связей (по физике, биологии, географии).

Основные знания и умения учащихся

Учащимся необходимо знать

 Понятие: теплопередача, теплопроводность, количество теплоты, удельная теплоемкость вещества.

Иметь представление: о тепловом расширении тел, о поверхностном натяжении жидкостей, о явлении смачивания, о капиллярном явлении, о силах взаимодействия между молекулами, о климатических условиях местности, где выращивают чай, об энергетической ценности продуктов питания, об энергетических затратах, при различных видах деятельности человека, о свойствах  чая.

Учащиеся должны уметь: пользоваться измерительными приборами, определять температуру кипения воды, плотность воды, определять удельную теплоёмкость тела, определять коэффициент поверхностного натяжения воды и его зависимость от температуры, определять коэффициент объемного расширения воды, определять диаметр капилляров  салфетки (полотенца).

Учащиеся должны знать: как рассчитать цену деления прибора, правила по технике безопасности, при выполнении лабораторных работ, формулу для расчета количества теплоты необходимого для нагревания тел (выделяемого при охлаждении тела).

Учебно-тематический план элективного курса

«Физика за кружкой чая»

Список литературы для учителей

1. Балашов М. М.  О природе. Учеб. пособие для 8 кл. Общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение. 1991.
2. Блудов М.И. Беседы по физике: Кн. для учащихся старших классов средних школ. М.: Просвещение.1992.
3. Горидзе Г.Ш. Практические и лабораторные работы по физике.7-11 кл .М.: Классикс Стиль. 2002.
4. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия, К.
5. Алексеева М.Н. Физика-юным: теплота, электричество. Кн. для внеклассного чтения. М.: Просвещение. 1995.
6. Шабловский В. Занимательная физика «нескучный учебник» С-П.: Тригон .1991.
7. Кабардин О.Ф. Физика «Справочные материалы» М.: Просвещение. 2005
8. ЕноховичА.С. Справочник по физике М.: Просвещение .2005.
9. Трофимов Т. И. Физика в блок-схемах и таблицах М.: Аквариум. 1997.

Список литературы для учащихся

  1. Балашов М. М.  О природе. Учеб. пособие для 8 кл. Общеобразовательных                          учреждений. М.: Просвещение. 1991.

  2. Блудов М.И. Беседы по физике: Кн. для учащихся старших классов средних школ.                М.: Просвещение.1992.

3. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия, К.
4. Алексеева М.Н. Физика-юным: теплота, электричество. Кн. для внеклассного чтения. М.: Просвещение. 1995.
5. Шабловский В. Занимательная физика «нескучный учебник» С-П.: Тригон .1991.
6. Кабардин О.Ф. Физика «Справочные материалы» М.: Просвещение. 2005
7. ЕноховичА.С. Справочник по физике М.: Просвещение .2005

Приложения

Лабораторная работа

Определение теплоёмкости тела и удельной теплоёмкости вещества

Цель: Научить учащихся рассчитывать теплоёмкость тела, удельную теплоёмкость вещества, определять из какого вещества изготовлена чайная ложка.

Оборудование: две ложки (из одного и того же вещества) на нити, стакан с горячей водой, мерный стакан, термометр, калориметр, весы с разновесами.

                                  Ход работы

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

2. Налейте в калориметр воду, предварительно измерив, ее объём. Измерьте          температуру воды. Рассчитайте её массу    :

3. Нагрейте тело (ложку) в сосуде с горячей водой и измерьте его температуру (установившаяся температура воды).
4. Опустите тело в калориметр и измерьте установившуюся температуру.
5. Рассчитайте теплоёмкость твердого тела:

где с – удельная теплоёмкость воды.

        6. Достав тело из воды и обсушив его салфеткой, измерьте массу тела       7.Рассчитайте удельную теплоёмкость вещества с:

        8. Повторите пункты 2-7 с другим телом (столовая ложка, из того же вещества), но              другой массы.

        9.Сделайте вывод о различии теплоёмкости этих тел и постоянстве удельной            теплоёмкости вещества, из которого состоят данные тела. По таблице определите, из какого вещества изготовлены чайная и столовая ложки.

Лабораторная работа

Определение диаметра капилляров салфетки (полотенца).

Цель: определение диаметра капилляров промокательной бумаги (салфетки или полотенца).

Оборудование: штатив с лапкой, полоска салфетки (или полотенца), стакан с водой  комнатной температуры, линейка.

Ход работы

1. Зажмите полоску салфетки в лапке штатива.
2. Поднеся стакан с водой к краю полоски, держите стакан до тех пор, пока вода поднимается по бумаге (полотенцу).
3. Измерьте высоту подъёма h (м) линейкой, в капиллярных сосудах салфетки.
4. Рассчитайте радиус капилляров  r     (м):

             r =

где          - коэффициент поверхностного натяжения воды (определите по справочнику);

                - плотность воды.

 5.Выполните опыт с другой салфеткой (более плотной).

Сделайте и запишите вывод.

Лабораторная робота

Определение коэффициента объёмного расширения воды

Цель: определение коэффициента объёмного расширения воды.

Оборудование: пробирка с водой, термометр, штатив с двумя муфтами и лапками, нагреватель, линейка.

Ход работы

1. Закрепите пробирку в лапке штатива, налейте в неё воду и опустите закреплённый на штативе термометр, Измерьте температуру воды.
2. Отметьте на пробирке уровень воды и измерьте расстояние     (мм) от него до дна пробирки.
3. Нагрейте воду до температуры       и, отметив новый уровень          , измерьте разницу уровней             .
4. Рассчитайте коэффициент объёмного расширения воды          (увеличением площади сечения пробирки можно пренебречь):

5. Повторите опыт 3-4 раза, каждый раз увеличивая температуру на 2-3 градуса.
6. Сравните полученные результаты с табличными данными зависимости коэффициента объёмного расширения от температуры.

Сделайте вывод и запишите результат.

Энергия внутри тел. И какая!

Вы, конечно, слышали о том, что в состав пищи входят белки, жиры, углеводы, минеральные соли, вода. Белки, содержащиеся в животных продуктах, мясе, рыбе, называются животными. В них особенно нуждается растущий организм, из животных белков «строятся» мышцы, кожа, мозг, внутренние органы.

  Очень хорошо усваиваются у  детей животные белки, содержащиеся в молоке и молочных продуктах. Вот почему в рационе обязательно должно быть молоко.

   Растительные белки содержатся в горохе, фасоли, в хлебе.

 Ребята ходят, бегают, прыгают, работают на приусадебном участке, словом, тратят много энергии. И конечно, организму нужно ее восполнить. А этому помогают углеводы и жиры. Углеводы содержатся в крупе и хлебе, картофеле и других овощах.

Вспомните, как хочется, есть после туристического похода? Ну, а если человек мало двигался, сидел на месте, а суп съел с добавкой да еще две тарелки каши? Что тогда произойдёт? Организм переработает пищу и отложит её в виде жировых запасов.

 Работая, вы растрачиваете вашу энергию. А как вы ее пополняете? Вот некоторые сведения, полезные для поддержания вашего здоровья «на уровне». Поглощая  пищу, вы потребляете содержащуюся в ней внутреннюю энергию в следующих количествах: хлеб-9000 Дж/г; сахар-17000 Дж/г; молоко- 3000Дж/г; мясо-7500 Дж/г; картофель-4000Дж/г; масло-33000 Дж/г; овощи и фрукты- 600-2000 Дж/г; яйца-7000 Дж/г.

   Работая, вы расходуете энергию в следующих примерно количествах (за 1 ч на 1 кг массы человека): при подготовке уроков- 6000 Дж; при зарядке-16000 Дж; при лежании- 4000Дж; при плавании-30000 Дж; во время сна-4000Дж; при ходьбе- 15000

Дж.

Существует особая единица для измерения количества теплоты - калория (кал) или килокалория (ккал). (Калория- от лат. Слова калор-тепло, жар).

                                         1ккал=1000кал.

Калория – это количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1 г воды на 10 С.

                                          1 кал=4,2 Дж .

                                           1 ккал = 4200Дж=4,2 кДж.

Калорийность пищевых продуктов, рассчитанная на 100 г. продукта

Наименование        Ккал        Наименование          Ккал       Наименование              Ккал

Говядина  жирн.      261        икра красная        251                крупа пшеничная        352

Свинина жирн.        366        икра черная        203                крупа перловая        345

Баранина                  316        молоко                        67        крупа ячневая              343

Куры                         115        сливки        213                рис                               346

Колбаса докторская    257        сметана                       302                бобы                       160

Любительская           310        кефир жирный           67        соя        200

Краковская                382          творог        253        горох                          329

Сервелат                    360        молоко сухое        330        масло сливочное        781

Сосиски                     159          сыр                    360        масло соевое        899

Горбуша                     90        хлеб пшеничный      255                маргарин        766

 Камбала                    60         хлеб ржаной        223        яйцо                            60

Минтай                      45        печенье        437        капуста        24

Креветки                    75        крупа манная        354        картофель                     90

Крабы                         140        крупа овсяная         437        карамель                       241  

«Физика поверхностей»

Для изучения физического явления не обязательно пользоваться сложными приборами. Физика скрывается не только в приборах, но и в самой жизни, всюду вокруг нас. Надо только уметь её увидеть. Например, сидя за чайным столом, можно наблюдать многие физические явления. Прибором в данном случае может служить чашка чаю или стакан воды.

   Первый взгляд на чай, налитый в чашку, подтверждает известное положение, что жидкость своей формы не имеет, а принимает форму сосуда, в который она налита. Поверхность жидкости не зависит от формы сосуда; она представляет собой гладкую, как зеркало, плоскость. Впрочем, не совсем так. Форма поверхности жидкости есть форма, концентричная поверхности земного шара. Правда, чтобы подметить это, надо было бы иметь «чашку» слишком больших размеров, В обычных чашках поверхность налитой жидкости можно принимать за горизонтальную плоскость.

Однако и здесь требуется поправка. Приглядитесь внимательнее, и вы заметите, что у краёв поверхность жидкости приподнята и образует вогнутую форму. Это- следствие поверхностного натяжения, причину которого мы сейчас выясним, а пока познакомимся с еще более заметным проявлением того же свойства жидкости. Опустите в чашку чайную ложку. Вы увидите, 1) что поверхность жидкости искривлена в местах соприкосновения ложки с жидкостью, 2) то между ложкой и стенкой чашки жидкость приподнята по сравнению с уровнем в широкой части. Чем ближе будет ложка к стенке чашки, тем выше поднимается уровень жидкости в узкой части. Если у вас найдётся узкая стеклянная трубочка, то подъём жидкости в ней можно подметить без труда. В трубке диаметром 1 мм вода поднимается на 30 мм.

    На высоту поднятия жидкости оказывает влияние также и температура жидкости. На 30 мм вола поднимается при 0 С. При 80  С она поднимается только на 25 мм.

Оказывается, с повышением температуры жидкости уменьшается её поверхностное натяжение.  Что же такое поверхностное натяжение? (см рис 1) Между молекулами действуют силы взаимного притяжения, но на расстоянии не больше 5 10 см. Молекулу 1 притягивают окружающие ее со всех сторон соседние молекулы одинаково сильно. В результате эти силы притяжения уравновешиваются, или, другими словами, равнодействующая  всех сил молекулярного притяжения равна нулю.

 Для молекулы 2 , расположенной на поверхности, равновесия молекулярных сил уже нет, и равнодействующая сил притяжения молекулы 2 ее соседними молекулами направлена вниз, в глубь жидкости. Если мы увеличиваем поверхность жидкости, а это  означает, что мы поднимаем из глубины на поверхность новые молекулы, то при этом мы совершаем работу против сил, направленных внутрь жидкости, Энергия, затраченная на эту работу, передаётся молекулам поверхностного слоя, поэтому они обладают добавочной потенциальной энергией. Это энергетическое состояние поверхностного слоя характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения, или проще, поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение выражается в единицах работы на единицу площади и вычисляется как работа, необходимая для увеличения площади поверхности на единицу.

 Можно показать, что из определения поверхностного натяжения легко получить наименование единицы: Н/м. Действительно, Дж = Нм, поэтому

                                      Дж = Нм  =Н

                                      М2         м2         м

Следовательно, поверхностное натяжение можно выражать и в единицах силы на единицу длины.  О какой длине идет речь? Об участке длины границы, по которой жидкость соприкасается с твёрдым телом (например, стенками сосуда). Поверхностное натяжение показывает, с какой силой поверхностный слой стремится сократить на единицу длины свой фронт, свои границы.«Стремление» поверхности жидкости сокращаться до возможного минимума, можно наблюдать на многих явлениях. Еще Галилей задумывался над вопросом: почему капли росы, которые он видел по утрам на листьях капусты, принимают шарообразную форму? Утверждение, что жидкость не имеет своей формы, оказывается не вполне точным. Собственная форма жидкости – шар.

   Из всех других геометрических форм шар обладает при данном объёме наименьшей поверхностью. Шар - наиболее емкая форма.Небольшое количество жидкости легко образует и сохраняет шарообразную форму. Большое количество жидкости не может сохранить шарообразную форму: она изменяется под действием силы тяжести. Если устранить влияние силы тяжести, то под действием  молекулярных сил жидкость принимает форму шара. Например, капли дождя в воздухе имеют форму шара. Во время падения капли, все её частицы движутся с одинаковой скоростью, а потому она не деформируется. Условия невесомости искусственно легко воспроизводятся в следующем опыте. Жидкое масло наливают в смесь спирта и воды. Плотность этой смеси должна быть равна плотности масла. Тогда сила тяжести уравновесится выталкивающей силой, и силы молекулярного притяжения образуют масляный шар, свободно парящий в смеси. Можно получить шар диаметром в несколько сантиметров. Если в масляный шар внести на проволоке небольшой диск и вращать проволоку между пальцами, то весь шар придет в движение, при это он слегка сплющится. Можно добиться, чтобы от шара отделилось

кольцо, подобное кольцу Сатурна. Кольцо это, в конце концов, разорвётся и распадется на несколько небольших шариков.        Наблюдать стремление к минимуму потенциальной энергии можно и на мыльных пузырях. Стенка мыльного пузыря представляет собой двойной поверхностный слой.  

 Дома можно проделать такой интересный опыт. Мелко нарезанные бумажки или какой-нибудь порошок (мука, пудра) насыпьте ровным слоем на поверхность воды в стакане. Стоит коснуться поверхности воды спичкой, смоченной предварительно одеколоном, и словно чудо произойдет перед вашими глазами на поверхности воды: плавающие кусочки разбегутся от проволоки. Так сократит свою поверхность слой чистой воды. Такое же явление можно наблюдать, если коснуться поверхности воды кусочком мыла. Последнее сильно уменьшает поверхностное натяжение воды.

 Приходилось ли вам мыть посуду, загрязненную жиром? Отмыть тарелку от жира чистой холодной водой трудно. Вода не смывает жир с поверхности. Если чистую воду заменить мыльной, то жир легко отмоется. Поверхностно-активное мыло оттесняет жир, занимает его место на поверхности. Мыло в отличие от жира легко растворимо в воде и легко смывается ею.  

 Проделайте еще такой опыт. На поверхность воды, налитой в блюдце, опустите плашмя лезвие безопасной бритвы. Оно будет плавать и даже может принять на себя небольшой добавочный груз. Поверхность этой стальной пластинки покрыта незаметным для глаз слоем жира и не смачивается водой. Если к воде прибавить немного какого-нибудь поверхностно-активного вещества (мыла, спирта), опыт с лезвием не удастся, лезвие утонет. Поверхность твердых тел может притягивать к себе и удерживать газы и пары. Это явление носит название адсорбции. В основе его лежит действие электрических сил у поверхности тела. Степень адсорбции, т. е количество поглощаемого газа, зависит от природы, как твердого тела, так и газа. Весьма большой способностью адсорбировать газы обладает активированный уголь.