Учебный проект по физике "Линейка"
проект по физике (10, 11 класс)

   «Наука начинается с тех пор,

   как начинают измерять»

               Д. И. Менделеев

            Учебный проект

      по физике  "Линейка"

                                 Учитель физики

                                        Мироненко Светлана Владимировна

                                          Методическое сопровождение  проекта

2018                                                                               

   «Скажи мне — и я забуду, покажи мне — и я запомню,      

дай мне сделать — и я пойму»

Конфуций

         Работая на протяжении ряда лет над проблемой повышения качества знаний учащихся, развитием их творческих способностей в учебно-воспитательном процессе, я убедилась в том, что максимум усилий необходимо направлять на формирование интереса к учебе. Стимулом к этому является не только успешное овладение знаниями и умениями, но и возможность проявить свою творческую индивидуальность. На помощь учителю здесь приходит  использование метода проекта.

Если в  традиционной системе образования учитель вместе с учебником являются основным источником  знаний, то при использовании метода проектов, учитель выступает  в роли организатора самостоятельной активной познавательной деятельности учащихся, консультанта.

            Выработанная  система дает хорошие результаты успеваемости, повышает качество знаний, позволяет успешно участвовать в предметных олимпиадах, самое главное, активизирует познавательную деятельность, учит применять знания, полученные на уроках, в нестандартных ситуациях формирует творческое мышление. Проект реализуется учащимися 10-11классов, и дает возможность в нетрадиционной форме обобщить и повторить  учебный материал, изученный в   предыдущих классах и курсах физики. При проведении и исследовании экспериментальных задач используется измерительный прибор-линейка. Кроме этого проект носит и характер конкурса, так как в процессе работы выявляются и оцениваются лучшие  проекты.

        Для выполнения проекта учащиеся делятся на  5-7 групп, в группе распределяются обязанности.  Учащиеся получают консультации учителя, но и могут воспользоваться помощью других педагогов или родителей.

Актуальность данного проекта обусловлена  тем, что многие физические явления можно объяснить, только используя эксперимент, как наглядное средство обучения, знания усваиваются только тогда, когда учащиеся получают их через опыт.

Цели проекта

• Повышение мотивации учащихся в изучении физики.
• Возможность на практике использовать знания.
• Развитие коммуникабельных способностей учащихся.
• Интеграция учебных дисциплин (физика, математика, информатика).

Задачи  проекта

Предметные:

• Создать условия для наблюдения учащимися физических явлений.
•  Продолжить формирование навыков и умений, необходимых для решения расчетных, качественных, творческих задач.

Метапредметные:

• Развивать умения анализировать, логически рассуждать, самостоятельно формулировать выводы, проводить эксперимент с учетом ТБ, умения сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни
• Развивать у обучающихся познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе решения физических задач.
• Способствовать развитию коммуникативных способностей обучающихся, толерантных качеств,  логического мышления.

Личностные:

• Создать условия для развития навыка устной речи, чувства взаимопонимания и взаимопомощи, развития мотивации изучения физики, через сообщение интересных сведений, посредством разнообразных приёмов деятельности.
• Показать практическую значимость изучаемого материала (применение приборов).

Продукты проекта:

•  презентации,  выполненные  в программе Power Point;
• оформленные на бумаге результаты измерений и расчётов по группам в соответствии с заданиями.

Тип урока: урок-проект.

Формы и методы обучения: беседа, презентация, решение экспериментальных заданий.

Оборудование: комплекты приборов, ПК, проектор.

Организация работы: Класс делится на группы:  « теоретики» и «практики»

Теоретики получают задания для обобщения теоретических  знаний. Практикам предлагаются экспериментальные задания. Требуется найти способы решения задачи, подобрать необходимые приборы, произвести измерения и расчёты, обдумать и соотнести результаты, оформить записи, сделать выводы. Все группы создают компьютерные презентации для представления выполненных работ.

Задания для «теоретиков»: Подобрать теоретический материал, найти интересные сведения.

Задания для  «практиков»:

1 группа – Определить массу тела.
2 группа – Определить давление жидкости на дно сосуда.
3 группа – Определить массу воздуха в классной комнате.
4 группа – Определить время падения шарика со стола.
5 группа – Найти жесткость пружины.

6 группа – Найти число молекул в теле.

7 группа – Найти  удельное сопротивление проводника.

Ожидаемые результаты:

• Умение ориентироваться в наиболее распространенных научных понятиях и информации естественнонаучного содержания.
• Овладение элементами исследовательского метода и получение представлений о характере научной деятельности.
• Приобретение умений использовать естественнонаучные знания на практике.
• Умение решать задачи по данной теме.

План урока:

1. Вступительная беседа.
2. Творческая лаборатория: решение экспериментальных задач.
3. Подведение итогов.
4. Рефлексия.

Оборудование

Демонстрационное: линейка, лабораторные весы и разновесы к ним, секундомер или метроном, лампочка на подставке (на 3 – 6 В), источник напряжения для нее.

Лабораторное: ученическая линейка, справочник пол физике или таблицы физических величин, калькулятор, комплекты  наборов простейшего оборудования.

В комплект входит:

Комплект№1: рычаг-линейка, груз известной массы.

Комплект№2: стеклянная цилиндрическая мензурка, сосуд с водой, полоска цветной липкой ленты, которой фиксируют нужную глубину.

Комплект№3: пружина, калориметрический цилиндр.

Комплект№4:цилиндр  из учебного набора для определения плотности веществ (медный или алюминиевый, железный).

Комплект№5: лабораторный реостат.

Риск – недостаточная материально-техническая база.

План урока:

1. Вступительная беседа.

Ребята сегодня наш урок пройдет необычно. Это урок повторения и обобщения материала. Вам нужно вспомнить ранее изученный материал, систематизировать его и применить при решении экспериментальных задач.

 Мы повторим  расчет массы тела по объему и плотности, правило рычага, формулу гидростатики – о давлении, свободное падение тел, соотношения между массой и весом, между весом и силой упругости, закон Гука, закон сохранения энергии, понятия о молярной массе, формулу для расчета сопротивления проводника.

При этом вы сможете использовать обычную линейку и некоторые дополнительные приборы.   Ребята вы составляете план работы, анализируете теоретические знания, проводите эксперимент.

Результаты  исследований нужно оформить  в виде таблицы исходных результатов. Итогом  работы будет презентация вашего мини-проекта.

Прежде чем мы начнем нашу работу давайте выберем  руководителей ваших групп.  Эти ребята должны быть предельно собраны и обладать хорошей реакцией. Наша задача измерить время реакции  человека с помощью линейки?

2. Измерение времени реакции человека

В спорте и в обычной жизни для каждого из нас очень важна хорошая скорость реакции. Для тренировки скорости реакции у вратарей используют линейку.

Измерение простой двигательной реакции.

Рука испытуемого вытянута вперед,  ребром ладони  вниз. На расстоянии 1-2 см исследователь удерживает линейку, нулевая отметка находится на уровне нижнего края его ладони. В течение 5с после предварительной команды: « Внимание!», исследователь отпускает линейку. Задача испытуемого - быстро сжать пальцы и поймать падающую вниз линейку, как можно быстрее. Быстроту реакции определяют по расстоянию от нулевой отметки до нижнего края ладони (до хвата). Чем оно меньше, тем лучшей реакцией обладает испытуемый.

Если позволить вертикально расположенной линейке падать свободно, то она будет двигаться вниз равноускоренно с ускорением g. Если же линейку сразу поймать, то по участку между пальцами – отметками, где мы её удерживали и где поймали, – можно судить о том, сколько времени она падала. Это время и будет временем вашей реакции. Мы знаем формулу для расчёта высоты свободно падающего тела: 

3. Выступление группы теоретиков. 

Учащиеся готовят презентации об истории открытия линейки и физических величинах, которые измеряются с помощью линейки.

4. Творческая лаборатория: решение экспериментальных задач.

1. Определить  массу тела.

Положите линейку перпендикулярно краю стола, чтобы она едва не опрокидывалась.

На один из концов линейки поставьте гирю известной массы m1.

 Подвесьте груз неизвестной массы ближе к середине линейки с помощью нити с широкой петлей.

Перемещая петлю от центра к краю, найдите положение, при котором линейка начнет опрокидываться.

Измерьте плечо l1 силы тяжести, действующей на гирю (от края стола до середины гири), и плечо l2 силы тяжести, действующей на груз неизвестной массы m (от края стола до нити).

 Из условия равновесия (равенства моментов сил) определите массу груза по формуле.  Измените, положение гири на линейке и повторите п. 3–6 еще не менее двух раз.

2. Определить  давление воды. 

    Нужно взять мензурку, налить в нее воду, измерить линейкой высоту столба

    жидкости, так как  давление жидкости на дно определяется  по формуле:

    учащиеся рассчитывают   давление этого столба жидкости. 

3. Определить массу воздуха в классной комнате.

 Линейкой определить  линейные размеры кабинета физики и вычислить объем

Определить температуру воздуха в классной комнате при помощи термометра. Перевести температуру по шкале Цельсия  в абсолютную температуру по шкале Кельвина

При помощи барометра определить давление воздуха в классной комнате.

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона

, получить формулу для массы воздуха  

                         Определение времени падения шарика с лабораторного стола.

Измерить линейкой высоту стола; использовать формулу

 для расчета высоты свободного падения тела и из нее определить 

t - время:                    Полученный результат проверяется с помощью демонстрационного секундомера или метронома. 

4. Найти жесткость пружины.

Если к пружине подвесить цилиндр массой m , то на него будет действовать P вес тела, а развиваемая сила упругости  Fупр по величине будет равна весу:

; ;

Чтобы найти  объем тела измеряем диаметр цилиндра и его высоту.   Вычислим объем тела по формуле  

;  

зная из таблицы плотность вещества, вычислим вес тела.

Далее нужно линейкой измерить удлинение пружины ∆x и из закона Гука

 определить жесткость пружины:

5. Определение число молекул данного  тела.

Можно  использовать алюминиевый, медный или железный брусочек из набора для определения плотности вещества. Определить линейкой размеры бруска и рассчитать его объем и массу   по формулам

 ;  

По таблице Менделеева найти молярную массу M вещества и вычислить количество молекул по формуле:

6. Определение удельного сопротивления проводника.

Измерить линейкой часть обмотки реостата, состоящую, например, из 10 витков. Разделив полученное число на 10, будем знать толщину проволоки, т. е. ее диаметр d . Сечение проволоки рассчитаем по формуле 

Измерим линейкой диаметр витка проволоки обмотки D,  зная эту величину,  определим  

5. Подведение итогов

С помощью линейки можно определить начальную скорость свободно падающего тела, коэффициент трения, длину световой волны и т.д. Учащиеся готовят  презентации, таблицы по своему вопросу  и защищают свои мини-проекты.

6. Рефлексия

Результат:

1. Овладевают умениями и навыками познавательного характера.
2. Овладевают элементами исследовательского метода и имеют представление о характере научной деятельности.
3. Сформированы учебные, информационные, коммуникативные компетенции.
4. Ориентируются в наиболее распространенных научных понятиях и информации естественнонаучного содержания.
5. Используют естественно-научные знания на практике.

Список используемой литературы:

И.М. Гельфгат, Л.Э. Генденштейн. 1001 задача по физике с ответами, указаниями, решениями.

В.А. Буров, С.Ф. Кабанов. Фронтальные экспериментальные задания по физике 7-8 кл.

О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов. Тесты по физике.7-9 кл.

Анциферов Л. И., Пищсков И. М. Практикум по методике и технике фи зического эксперимента. М.: Просвещение, 1984, 255с.

Полат Е. С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М., ACADEMIA, 2005.

Блудов М. И. Беседы по физике. Ч. I. Учеб. пособие для учащихся/Под ред. Л. В. Тарасова.—3-е изд., перераб.—М.: Просвещение, 1984.— 207 с, ил.