Внеклассное мероприятие «Физико-математическая лаборатория»
опыты и эксперименты по геометрии по теме

Муниципальное общеобразовательное учреждение

  «Парканская ООШ№ 2 им. Д.И.Мищенко»

Составили: учитель физики II категории

Ротарь Анна Сергеевна,

                учитель математики  I категории

Балан Валентина Михайловна.

Парканы 2017 г.

Формы работы: практическая групповая работа, эксперимент.

Цель: познакомить учащихся:

• с предметом физика, некоторыми физическими явлениями, показать значение физических знаний в жизни человека;
• с предметом  геометрия, со знаменитым математиком Августом Фердинандом Мёбиусом и его таинственным и знаменитым листом Мёбиуса;
• создать условия для развития познавательного интереса у учащихся.

Задачи:

• Образовательные:

• Расширить знания учащихся в области экспериментальной физики и математики.

• Развивающие:

• развивать логическое мышление;

• развивать навык самостоятельной работы при проведении опыта;
• развивать умения выдвигать гипотезу и сопоставлять ее с полученным результатом.

• Воспитательные:

• воспитывать целеустремленность в достижении цели;
• прививать интерес к физическим и математическим опытам
• воспитывать коллективизм, взаимопомощь.

Понятия:

• Опыт – компонент познавательной деятельности, посредством которого обеспечивается непосредственная связь системы знания с познаваемым объектом.

• Исследование – процесс получения новых знаний.
• Гипотеза  (от греч. hypothesis – предположение) – научное предположение, выдвигаемое для объяснений каких-либоявлений, достоверность которого еще не доказана опытным путем.
• Эксперимент – (от лат. experimentum– проба, опыт) – воспроизведение какого-либо явления с целью исследования. Научно поставленный опыт.

Науку все глубже постигнуть стремись,

 Познанием вечного жаждой томись.

 Лишь первых познаний блеснет тебе свет,

 Узнаешь: предела для знания нет.

 Фирдоуси

Действующие лица:                                          Исполнители:

Ведущий 1                                    ученица 8 класса Ирина Коробова

Ведущий 2                                    ученица 8 класса Александр Мокан

Ведущий 3                                    ученик 8 класса Татьяна Бойченко

Ведущий 4                                    ученик  9 класса Ганчев Виталий

Ведущий 5                                    ученик  9 класса Трофимов Илья

Ведущий 6                                    ученица 9 класса Обручкова Анна

Ход мероприятия:

Ведущий 1: Здравствуйте, ребята! Мы ученики  8 и 9 классов Ирина, Александр, Татьяна, Виталий, Илья и Анна.

Ведущий 2: И наши учителя: учитель физики Анна Сергеевна, учитель математики  Валентина Михайловна.

Ведущий 3: Много  лет назад мы были такими  же, как и вы сейчас. Но время летит быстро, и мы выросли, а некоторые из нас скоро покинут нашу замечательную школу!

Ведущий 1: Сколько интересных и важных наук мы изучаем  за годы основной школы: географию, биологию, историю, химию и физику, геометрию и другие.

Ведущий 2: Сегодня мы  пригласили вас посетить нашу физико – математическую лабораторию. Будьте внимательны!!! В нашей лаборатории вы узнаете и увидите много интересного и познавательного. И ещё - мы сегодня зададим вам много вопросов, на которые вам предстоит ответить и заработать за это умы!!

Ведущий 3: Внимание, вопрос! Может, кто-то из вас объяснить, как вы понимаете слово лаборатория? (Слушаем ответы учеников, - это учреждение, отдел, где проводятся научные и технические опыты, экспериментальные исследования).

Ведущий 4: Ребята в скором времени вы приступите к изучению нового  для вас предмета   который называется «физика». Слово «физика» происходит от греческого слова «фюзис», что означает природа. Оно впервые появилось в сочинениях одного из величайших мыслителей древности – Аристотеля, жившего в 4в до н.э. Физика является одна из древнейших наук, она  изучает  мир в котором мы живём явления, в нем происходящие, открывает законы которым подчиняются эти явления.

Ведущий 5: Главная задача физики познать законы природы свойства различных веществ и поставить их на службу человеку. Физика является основой современной техники.Работа всех технических устройств основана на её законах.Трудно представить  нашу жизнь без радио, телевидения, компьютеров, мобильных телефонов, ракет, кораблей, самолётов. Физика  позволяет познать силы природы и поставить их на службу человеку, даёт возможность понять современную технику и развивать её дальше. Физика изучает физические явления природы.

Под  физическими  явлениями подразумеваются любые превращения веществ или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.

Презентация физических явлений

Ведущий 6:

Знаете, как говорится в народе?

Физика – царица, всех наук о природе

Физика много разделов включает,

Каждый вопросы свои изучает.

Например, проводов всех величество

Изучает раздел ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Ведущий 4:

МЕХАНИКА все изучает движения,

Действия сил, точки их приложения,

Тепловых процессов динамику

Изучает ТЕРМОДИНАМИКА.

Ведущий 5:

Отражение света, его преломление,

Прямолинейное распространение,

Как изображение глаз получает

Все это ОПТИКА изучает.

Ведущий 6:

Что собой представляет ядро или атом

Мы из АТОМНОЙ ФИЗИКИ узнаем когда – то.

В каждом разделе много полезного,

Познавательного и интересного!

Ведущий 4: В физике не только наблюдают и описывают явления и свойства тел,  но и стремятся объяснить, почему они протекают так, а не  иначе. Ответить на эти и многие другие  вопросы можно, но для этого нужно знать строение вещества.

Я хочу вам рассказать  и продемонстрировать  притчу:

Мудрец говорит своему ученику:

– Вот этот сосуд я могу наполнить доверху три раза подряд, ни разу не опустошая.

Вы бы поверили что мудрец сможет это сделать?

Его ученик не поверил. Тогда мудрец набросал в горшок камней.

– Наполнился? – спросил он.

– Наполнился, – ответил ученик.

После этого поверх камней мудрец насыпал песок.

– Снова наполнился?

 – Снова…

– А теперь смотри, наполнится и в третий раз! – сказал мудрец и залил содержимое горшка водой.

Объяснить происходящее несложно. Между камнями есть промежутки, куда помещаются песчинки, а между песчинками есть промежутки, куда просачивается вода. Так и вещества  состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки. Я хочу продемонстрировать вам явление диффузии – оно вам известно вы с ним сталкиваетесь каждое утро. Диффузия- это самопроизвольное взаимное проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами  другого. Диффузия в жидкости это когда молекулы воды проникают сквозь молекулы чая. Вы не только наблюдали это явление, вы ещё и можете предсказать где диффузия будет протекать быстрее в холодной  или  горячей воде.

Распространение запахов это диффузия в газах. Явление диффузии  имеет важное проявление в природе, используется в науке и на производстве. Диффузия  играет важную роль в питании растений, переносе питательных веществ, кислорода в организме человека и животных. Она широко используется в пищевой промышленности при консервировании овощей и фруктов при засолке.

Диффузия твёрдых тел нашла применение в электронной промышленности?

Ведущий 5: Внимание, вопрос! Что такое физика и что она изучает?

Ведущий 5: Внимание, вопрос! Что такое физическое явление?

Ведущий 6: Внимание, вопрос! Назовите физические явления и приведите к ним примеры.

Ведущий 4: Внимание, вопрос! Что такое диффузия и  приведите примеры?

Ведущий 1: Экскурсия по нашей физико - математической лаборатории продолжается. Слово математика тоже греческое, в переводе на русский язык означает наука -  о числах, величинах, геометрических фигурах и другое.

Ведущий 2: Геометрия это раздел математики. Слово геометрия так же греческое, в переводе на русский язык означает гео – земля и метрео – измеряю.

Ведущий 3:Август Фердинанд Мёбиусродился17 ноября 1790 года в Германии. В 26 лет он стал профессором, руководителем астрономической лаборатории в Лейпцигском университете.

Ведущий 1: Историческая справка

Лист Мёбиуса относится к числу «математических неожиданностей». Рассказывают, что открыть свой «лист» Мёбиусу помогла служанка, сшившая однажды неправильно концы ленты.

Ведущий 2: ТОПОЛОГИЯ (от греческого topos — место и logos — слово, учение), раздел математики, изучающий свойства фигур, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний (как если бы они были сделаны из резины).

Ведущий 3:Лист Мёбиуса - топологический объект, односторонняя простейшая поверхность с краем. Попасть из одной точки этой поверхности в любую другую можно, не пересекая края.

Сценка-фокус “Лист Мебиуса”  Диалог ведущих.

А. Послушай, что бы ты сказал, если бы тебе изготовили рубашку без изнанки?

Б. Значит, ее можно было одевать с 2-х сторон? Это было бы неплохо. Наши ребята в классе просто лопнули бы от зависти.

А. Нет, тут дело посложнее: рубашка только с одной стороны.

Б. Не морочь мне голову. Таких рубашек не бывает.

А. Конечно, я пошутил. Но вообще, оказывается, одностороннюю поверхность можно сконструировать. Вот, например кольцо. Оно представляет собой двухстороннюю поверхность. Если двигаться по одной его поверхности, то, не пересекая “границы”, нельзя очутиться на другой стороне.

Ведущий 1: А сейчас мы с вами, ребята, проведём Опыт № 1.

Возьмем полоску бумаги, повернём одну из них  на 180(перекрутим ее один раз) и склеим концы. Это и будет лист Мебиуса. Проделайте, пожалуйста, этот опыт сами, а мы вам в этом поможем.

Ведущий 2: Легко убедиться, что у него одна сторона. Смотрите: я ставлю жирную точку на одной стороне этой линии и буду вести вправо и надеюсь прийти в ту же точку, но на другой стороне листа.

Б. Этого не может быть.

А. Эх ты, Фома неверующий.

Ведущий 3:Лист Мёбиуса – удивительный феномен. Его можно исследовать до бесконечности, мы рассмотрели лишь некоторые его свойства. Надеемся, что мы вас заинтересовали, и вы продолжите исследования этого непредсказуемого листа.

Ведущий 1: Предлагаем вам Домашнее задание: продолжить опыты с листом Мёбиуса и разрезать  склеенную ленту посередине, или на три части – и вы увидите, что получится, а потом нам расскажете и покажете.

Ведущий 2: Внимание, вопрос! Как называется страна, в которой произошли слова физика, геометрия, топология и другие? (Греция)

Ведущий 3: Внимание, вопрос! Как называется объект, в котором попасть из одной точки поверхности в любую другую можно, НЕ пересекая края.(Лист Мёбиуса)

Ведущий 1:Внимание, вопрос! В какой стране родился Август Фердинанд Мёбиус? (Германии)

Ведущий 2:Внимание, вопрос! Что в переводе на русский языкозначает слово «геометрия»? («земля» и «измеряю»)

Ведущий 3:Внимание, вопрос! Кем был Август Фердинанд Мёбиус? (профессором).

Ведущий 6: Мы продолжаем экскурсию по нашей физико - математической лаборатории. И предлагаю вашему вниманию следующий физический опыт.

Опыт: Удивительный подсвечник

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта

Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

1. Утяжелить конец свечи гвоздём.
2. Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
3. Зажечь фитиль.

Объяснение опыта

- Позволь, - скажут тебе, - ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет!

- В том-то и дело, - ответишь ты, - что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт.

И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.

Ведущий 5:

А я вам сейчас продемонстрирую следующий   опыт. Вы скажите я фокусник нет просто ученик изучающий физику.

Опыт: «Огнеупорный шарик»

Понадобится: 2 шарика, свечка, спички, вода.

Опыт: Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.

Объяснение: Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.

Ведущий 4: Физике мы обязаны за создание  теплового двигателя.

Тепловые явления

 Я вам продемонстрирую принцип действия теплового двигателя на следующем опыте: нальём в пробирку немного воды, затем плотно закроем её пробкой и нагреем её до кипения. Под давлением образовавшегося пара пробка выскочит и поднимется вверх. Сначала в этом опыте энергия топлива то есть спирта перешла во внутреннюю энергию пара. Затем пар расширяясь совершил работу – поднял пробку. Если мы заменим пробирку прочным металлическим цилиндром, а пробку  плотным  поршнем, способным двигается внутри цилиндра, то получим простейший  тепловой двигатель. Существуют различные тепловые двигатели к тепловым двигателям относят двигатель внутреннего сгорания  используемых в современных автомобилях.

Ведущий 6:  А так же мы  обязаны физике за создание  ракеты .

Реактивное движение

Если бы не реактивное движение не было бы ракет. Реактивное  движение так называют движение тела, возникающее при отделении от него с какой- либо скоростью некоторой его части.

Опыт с шариком когда  я отпущу шарик  мы увидим что когда воздух начнёт выходить из него в одну сторону сам шарик полетит в другую.  Это и есть реактивное движение.

По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая вбираемую в себя воду, они способны развивать скорость до 60-70км/ч. Аналогичным образом передвигаются медузы каракатицы  и некоторые другие животные.

 На принципе реактивного движения основаны полёты ракет. Современная космическая ракета представляет собой очень сложный летательный аппарат, состоящий из сотен тысяч и миллионов деталей. Масса ракеты огромна. Она складывается из массы рабочего тела (т.е. раскалённых газов, образующихся в результате сгорания топлива и выбрасываемых в виде реактивной струи) и конечной или как говорят «сухой» массы ракеты, остающейся после выброса из ракеты рабочего тела. «Сухая» масса ракеты, в свою очередь состоит из массы конструкции (т.е. оболочки ракеты, её двигателя и системы управления) и массы полезной нагрузки (т.е  научной аппаратуры, корпуса выводимого на орбиту космического аппарата, экипажа и системы жизнеобеспечения корабля). Когда реактивная газовая струя с большой скоростью выбрасывается из ракеты, сама ракета устремляется в противоположную сторону…

Вопросы

Ведущий 1: Мы продолжаем экскурсию по нашей физико - математической лаборатории и предлагаем вам решить Задачу Ломоносова.    Диалог ведущих.

А. Задачу хочу предложить. Можно ли из фигуры сделать еще большую фигуру?

Б. Как это?

А. Кто из вас, ребята, пояснение дать сможет, что такое дыра?

Б. (если ребята так не ответят)Дыра? В бублике!  Окружность! Ну, вообще, дыра может быть любой формы. Захочу, треугольную вырежу!

А. Вот лист бумаги, вырежьте в нём дыру самую большую, какую только можно. (Кто-нибудь вырезает прямоугольное отверстие, оставляя узкую кромку)

Б. Вот вам дыра. Больше не вырезать!

А. Маловата будет. Едва рука пролезает!

Б.А Вы бы хотели, чтобы вся голова прошла?

А. И голова и все туловище!

Б.Вырезать дыру больше этого прямоугольника? Что невозможно, то невозможно!

А. Ошибаетесь, мой друг. Смотрите!

Ведущий 2:А сейчас мы с вами, ребята, проведём Опыт № 2. У вас на столах есть заготовки, и мы вам предлагаем вместе снами из фигуры сделать еще большую фигуру и ответить на вопрос: можно ли в листе бумаги, вырванном изшкольной тетради, прорезать такую дыру,в которую пролезет взрослый человек?!

Б. Но здесь же нет никакой дыры!

А. Есть! И она необязательно должна быть круглой или треугольной или прямоугольной. Она может быть и такой! (Разворачивает цепь, надевает ее на собеседника).

Ведущий 2:Внимание, вопрос! В переводе с греческого, первая часть этого слова переводится как «место», а вторая часть «слово, учение».  Назовите это слово целиком. (ТОПОЛОГИЯ от греч. topos — место и logos — слово, учение)

Ведущий 2:Внимание, вопрос! Чем руководил Август Фердинанд Мёбиус?(астрономической лабораторией)

Ведущий 2:Внимание, вопрос! Как называется наука о числах, величинах, геометрических фигурах? (математика)

Ведущий 2:Внимание, вопрос! Кто помог открыть свой «лист» Мёбиусу? (служанка)

Ведущий 2:Внимание, вопрос! Что за фигура относится к числу «математических неожиданностей»? (лист Мёбиуса)

Ведущий 2:Чудесные  свойства ленты Мебиуса тут же породили множество научных трудов, изобретений (весьма полезных и совершенно нереальных), а также многочисленных фантастических рассказов.

Ведущий 2:А сейчас мы вам предлагаем посмотреть слайды о применении листа Мебиуса.