Исторический компонент образования на уроках физики.
опыты и эксперименты по физике (7 класс) по теме

Проект по физике

«первые сведения о строении вещества»

  Учитель:         Физика наука о природе.

          А человек – душа природы.

          И он должен уметь с ней разговаривать.

         Но как? На каком языке?

Ученик:            Французский поэт Шарль Бодлер писал:

                         «Природа – храм, где камни говорят,

                         Хоть часто их язык бывает не понятен.

                         Вокруг – лес символов, тревожен, необъятен,

                         И символы на нас с усмешкою глядят»

Учитель:  Пытливый ум человека не делит мир на части непроницаемой перегородкой! Это «лирика», а это «физика». В мозгу человека все сплетено в живой и неделимый клубок мыслей и чувств.

Ученица:           Гете в «Фаусте» пишет:

          «Во всем подслушать жизнь стремясь,

          Спешат явленья обездушить,

          Забыв, что если в них нарушить

          Одушевляющего связь,

          То больше нечего и слушать...»

Ученик:         Любоваться природой можно и не зная физики. Но понять ее и увидеть то, что скрыто за внешними образами явлений, можно лишь с помощью точной науки. Только она позволяет заметить, что «в явлениях природы есть формы и ритмы, недоступные глазу созерцателя, но открытые глазу аналитика. Эти формы и ритмы мы называем физическими законами».

(Р.Рейман)

Ученик:       «Ученый изучает природу не потому, что это полезно; он исследует ее, потому что это доставляет ему наслаждение, а дает ему наслаждение, потому что природа прекрасна. Если бы природа не была прекрасна, она бы не стоила того, чтобы быть познано, а жизнь не стоила того, чтобы быть прожитой...»

Учитель:    Сегодня у нас обобщающее задание. Поставлена цель. Затем мы слушали, обобщали, прочитанное и сделанное. Сегодня мы попытаемся показать то, что мы сделали...

Начав изучать новый предмет, мы обнаружили, что физические явления окружают нас повсюду: на улице, в лесу, дома на кухне. Наше итоговое задание проведем необычно. А так как это занятие необычное, несколько загадочное, то я хотела бы пригласить к себе в помощники того, кого называют «крестным отцом» физики, ведь название книги «Физика», которую он написал еще 2-е  с лишним тысячи лет назад, стало названием науки. Кто этот персонаж?

Ученики:        Аристотель!

Учитель:       Прошу вас, Аристотель.

(Входит Аристотель – с лавровым венком на голове, в тоге).

Аристотель: Здравствуйте, ребята!

        Я очень рад, что вы меня узнали. Это значит, что вам нравится физика, и вы пытаетесь больше узнать о физических явлениях, о физических телах.        

        Я жил в Древней Греции в IV веке до нашей эры, был наставником самого Александра Македонского, о котором вы знаете из уроков истории. И когда знаменитый македонец вел свои войска на восток, побеждал соседние государства, я, его старый учитель, прогуливался по тенистым аллеям основанного мною в Афинах лицея. Я учил уже своих учеников рассуждать о том, что такое мир, время, движение. Именно в это время и была написана «Физика». После смерти Александра Македонского меня изгнали из Афин, и я поселился на одном из островов.

Учитель:       Ребята, а когда жил Аристотель?

Ученик:       Величайший мыслитель жил около 2х с половиной тысяч лет назад, предание о его смерти гласит, что он бросился с утеса в море, отчаявшись выяснить причину приливов и отливов.

Аристотель: да, ребята, мое время было 25 веков назад. А вот недавно я узнал, что вы собираетесь проводить занятие «Физика в нашей жизни». Я не смог высидеть в моем времени и решил переселиться  в будущее. Ребята, весь путь человеческого познания – это серия ошибок, причем все меньших и меньших. Не бойтесь ошибаться, ведь не ошибается лишь тот, кто ничего не делает! Кто еще здесь?

Молекула:        Это я, молекула.

Аристотель:   Но почему я тебя не заметил раньше?

Молекула:        А это, потому что я очень маленькая!

Аристотель:   Действительно, маленькая. А что ты здесь делаешь одна?

Молекула:        Я не одна, я с молекулой, подружкой своей.

Аристотель: Очень хорошо! Молекулы, вы поможете мне сейчас продемонстрировать опыты. А ребята помогут мне их объяснить. Пожалуйста. (Отводит руку с покрывалом в сторону. За эту «ширму» на кафедру Молекула ставит ряд физических тел: шар с кольцом, колбу с подкрашенной водой,  ряд других тел, два свинцовых цилиндра с килограммовой гирей). Что это такое, ребята?

Ученики:          Шар с кольцом, мяч, колба, цилиндры.

Аристотель: Так мы называем эти предметы в жизни. А как их называют в физике?

Ученики:          Физические тела.

Аристотель:   А то, из чего состоят физические тела, называется…

Ученики:          Веществом.

Молекула:        А всякое вещество состоит из нас, молекул.

Мы очень маленькие, нас даже не видно невооруженным глазом. Вот и Аристотель меня не сразу заметил. Ребята кто знает размер молекул?

Ученик:      Диаметр молекулы кислорода около (3*10-10м). Размер молекулы масла примерно (10-9м). Размер молекулы гелия (2*10-10м).

Ученик:           Чтобы оценить размер молекулы приведем сравнение: в 1 чайной ложке воды содержится столько молекул сколько чайных ложен воды в мировом океане.

Молекула:         Правильно. Нас молекул, уже изменили: нашу толщину, т.е. диаметр, нашу массу. А как вы думаете – мы все одинаковые или нет?

Ученики:          Молекулы одного вещества одинаковые.

Молекула:         А молекулы льда, воды, пара тоже одинаковые?

Ученики: Молекулы одного вещества одинаковые и не зависят от рода вещества.

Аристотель:  А как вы объясните мои опыты, которые я вам сейчас продемонстрирую. Я беру металлический шар, подвешенный на железной цепочке. Когда шар комнатной температуры он легко проходит сквозь металлическое кольцо. Посмотрим (показывает). А теперь посмотрим, что будет происходить, если этот шар нагреть, т.е. увеличить его температуру (нагревает). Вы видите, что после нагревания шар не проходит сквозь металлическое кольцо. Почему это происходит?

Ученик:                 При нагревании изменяется объем тел.

Аристотель:  А почему тел изменяется при нагревании?

Ученик:              Всякое вещество состоит из молекул, между которыми есть промежутки, расстояния. При нагревании, скорость движения молекул увеличивается, увеличивается и среднее расстояние между молекулами. Следовательно, увеличивается объем тела, шара. И этот шар не проходит сквозь металлическое кольцо.

Аристотель: Да, легко вы разгадали мой опыт. Хорошо. А теперь я покажу вам другой опыт. Может быть он будет посложнее ? (На столе колбы различной формы с водой, спиртовка, цилиндр с поршнем, выращенные кристаллы, модели кристаллических решеток). В большую колбу с водой я опускаю кристаллы (марганца, кофе, раствор медного купороса). Мы видим движение и проникновение. (Распыляет по комнате туалетную воду, освежитель).

Молекула:       Что ты делаешь ?

Аристотель:  А вот это мы сейчас и спросим у ребят!

Ученик1:   Самым ярким доказательством является диффузия – проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества.

Ученик2:        Молекулы марганца проникают между молекулами воды. Причем это проникновение увеличится в скорости, если эту систему подогревать или размешивать. Диффузия происходит тем быстрее, чем выше температура и зависит от механического воздействия.

Учение3:          А еще, Вы, распылили в комнате ароматизатор. И показали, что диффузия происходит не только в твердых телах, но и в жидкостях и газообразных веществах.

Аристотель: Молодцы, ребята! Ну и последний опыт! Если плотно прижать друг к другу свинцовые цилиндры с хорошо зачищенными торцами, они «сцепляются» настолько прочно, что к ним можно подвешивать килограммовую гирю? так что скажите? Каково ?

Ученик1:      Этот опыт наиболее наглядно доказывает о наличии сил межмолекулярного притяжения.

Ученик2:          Если бы молекулы наглядно не притягивались друг к другу, не было бы ни жидкостей, ни твердых тел – они бы просто рассыпались на отдельные молекулы

Ученик3:         С другой стороны, если бы молекулы только притягивались, они бы «слились» бы в чрезвычайно плотные сгустки, а молекулы газов при ударах о стенки сосуда «прилипали» бы к ним.

Аристотель: А какой вывод вы можете сделать из этих трех опытов, которые я вам показал?

Ученик1:         Все вещества состоят из частиц.

Ученик2:         Эти частицы беспорядочно движутся.

Ученик3:         Эти частицы взаимодействуют друг с другом.

Аристотель:  Молодцы! Ребята, а давайте вспомним имя того великого ученого, который впервые сформулировал и дал название ученого, который впервые сформулировал и дал название тому, что сейчас перечислили – основным положением молекулярно-кинетической теории, МКТ.

Ученик:           В истории каждого народа есть великие личности, которые столетиями с неослабевающей силой привлекали к себе внимание.

Ученик:         В русской истории это, прежде всего выдающийся ученый и писатель, инженер и художник, историк и педагог, общественный деятель и пламенный борец за национальное достоинство России Михаил Васильевич Ломоносов.

Ученик:           Этот человек, который, как сказал А.С. Пушкин «все испытал и все прошел» и благодаря которому «в первый раз появился дух во всей своей богатырской силе» - так сказал Белинский – русский критик.

Ученик:           О, скольких нам открытий чудных

                        Готовит просвещенья дух

                        И опыт, сын ошибок трудных

                        И гений парадоксов друг…

Ученик:                 Огромен вклад М.В. Ломоносова в физику и химию. В физике это, прежде всего три положения молекулярно-кинетической теории. В оптике – раздели физики, посвященного свету. Он изобрел горизонтоскоп,  прибор для сравнения света звезд, инструмент для определения местного времени и широты, самопишущий компас или курсограф

Ученик:            М.В. Ломоносов изложил первые основы цветовиденья. В ходе экспериментов он установил, что все цвета можно получить из трех основных, создал прибор для получения любого цвета путем сложении трех основных цветов.

Ученик:                 Неоценим вклад М.В.Ломоносова и в литературу.

Ученик:                 «Устами движет Бог, и с ним начну вещать,

                        Я тайности свои и небеса отвездну,

                        Свидания ума священного открою

                        Я дело стану петь, неведомое прежним!

                        Ходить превыше звезд влечет меня охота

                        И облаком нестись, призрев земную низость».

Ученик:                 Обыкновенно бывает так: кто посвятил себя поэзии или живописи, тот равнодушен к математики и физике. Но талант Ломоносова был всеобъемлющим. Вдохновенно любя стихи и поэзию, едва ли не с большим волнением слушал он лекции Геккеля о земных богатствах.

Ученик:                 Науки юношу питают,

                        Отраду старым не дают

                        В счастливой жизни украшают

                        В несчастный случай берегут;

                        В домашних трудностях утеха

                        И в дальних странствий не помеха.

                        Науки пользуют везде:

                        Среди народов и в пустыне,
                        В градском шуму, наедине,

                        В покои сладки и в труде.

Ученик:                  М.В.Ломоносов открыл наличие у планеты Венеры атмосферы; доказал органическое происхождение почвы, торфа, каменного угля, работал над созданием атласа Российского; по его инициативе был создан университет в Москве, создал «Российскую грамматику», разграничивал стили, классифицировал жанры. Переводил с древнегреческого, древнеримского, древнееврейского, латинского, немецкого, французского, читал на испанском и арабском. Любил и верил в Россию.

Ученик:           О вы, которых ожидает

                        Отечество от недр своих

                        И видеть таковых желает,

                        Каких зовет от стран чужих,

                        О ваши дни благословенны!

                        Дерзайте ныне ободрены

                        Реченьем вашем показать,

                        Что может собственных Платонов

                        И быстрых разумом Невтонов

                        Российская земля рождать.

Молекула:        «Ломоносов был великий человек…Он создал первый университет. Он, лучше сказать, сам был нашим университетом», - так сказал о нем другой великий соотечественник А.С.Пушкин.

Аристотель:    Да вы просто молодцы, ребята, но, по-моему, к нам кто-то идет.

Входит Архимед.

Архимед:                  Здравствуйте, ребята! Здравствуй Аристотель! Я узнал, что у вас тут собрались самые умные, самые лучшие, самые-самые ребята в школе. У меня к вам задание в 250 году до нашей эры сиракузский царь Гиерон поручил мне проверить честность мастера, изготовившего корону. Мне нужно было проверить честность мастера, изготовившего корону, определить из чистого она золота или нет.

Аристотель:     Послушайте, да это я уже где-то и когда-то слышал! Помогите мне, ребята!

Ученик:                    Это было в древней Греции, в III веке до нашей эры. В городе Сицилия работал знаменитый ученый Архимед, заложивший начало механике, гидростатике и аэростатике. Долгое время Сиракузы оборонялись от врагов при помощи метательных машин, изобретенных Архимедом. Были и хитроумные журавлеподобные механизмы, которые поднимали своими «клювами» людей и сбрасывали их с высоты на противника, и другие приспособления.

Ученик:                    Он жил так невообразимо давно, что память о нем, словно древняя галера, плывущая по океану времени, обросла ракушниками вымыслов и легенд. Наверное, за 2260 лет легенд этих стало больше, чем правды.

Ученик:                    Злые языки говорили, что Архимед забывал о пище, подолгу не бывал в бане готов был чертить везде: на пыли, песке, даже на собственном теле…

Ученик: _                   Легенда гласит, что, когда римские легионы ворвались в Сиракузы, состарившийся уже Архимед сидел на берегу моря и решал геометрическую задачу.Увидев над своей головой занесенный меч, он крикнул: «Не трогай чертежи!»

Ученик: _                   Как здорово сказал! Вот это человек!

                           Не зря его дела мы в памяти храним.

                           Он видел далеко, опередив свой век.

                           И век, его признав, шагнул вперед за ним.

                           Только как же костры из чужих кораблей?

                            Но ведь можно понять        

                           А пришлось убивать».

Аристотель:           Молодцы ребята! Вы прекрасно знаете историю, но знаете ли вы физику? Так как же помочь Архимеду выяснить из чистого ли золота его корона?

Ученик:                  Определить массу короны не составляло труда. Он нашел массу с помощью весов.

Ученик:                   А вот определить объем короны было не легкой задачей. Ведь корона имела неправильную форму.

Ученик:                   Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи Архимед возникнул: «Эврика!». Он понял, что объем воды, вытесняемый телом, равен объему погруженного тела. Так был определен объем тела, то есть короны.

Ученик:                   Давайте на опыте продемонстрируем как Архимед нашел объем короны. (Идет демонстрация).

Архимед:           Да, ребята, вы молодцы! Все верно! Так, и что же было дальше?

Ученик:                   Зная массу и объем легко определить плотность вещества.

Архимед:           И как?

Ученик:                  (Записывает на доске)    - Плотность равна массе, деленной на объем.

Архимед:            Верно! Так какая же была корона?

Ученик:                    Ювелир обманул царя Гиерона. Она была не из чистого золота.

Аристотель:             Хорошо ребята, очень хорошо! Мне понравился ваш урок. Вы ответили на многие вопросы, знаете размер самой маленькой молекулы, рассказали, что происходит с телами при нагревании, объяснили диффузию, рассказали о Ломоносове, знаете историю, литературу, физику.

Архимед:             Знают меня, почитают, ведь они помнят как определить плотность!

Аристотель:             Да, Архимед, я согласен с тобой! Давай пожелаем ребятам изучать и любить физику, чтобы знать законы природы и понимать ее! До свидания ребята! Успехов вам, в освоении этой прекрасной науки!