Сценарий открытого урока в 10 классе по теме "Смачивание. Капиллярность"
план-конспект урока по физике (10 класс)

ОТКРЫТЫЙ УРОК

по теме "Смачивание, капиллярность"

Ф.И.О. учителя Кузьмина Наталья Евгеньевна

Предмет             физика

Класс                 10Б

Дата                  15.02.2018

Тип урока       освоение  новых знаний

Технология      критического мышления

Основные этапы урока:

1. Организационный момент . Мотивирование к освоению новых знаний и актуализация учебной деятельности (5 мин)

2. Освоение новых знаний  (27 мин)

3. Первичное закрепление новых знаний (10 мин)

4. Домашнее задание (1 мин)

5. Рефлексия. Итоги урока (2 мин)

Ход урока

1. Организационный момент. Мотивирование к освоению новых знаний и актуализация учебной деятельности (до 5 минут)

 УЧИТЕЛЬ: Здравствуйте ребята и гости урока. И начну я его с эксперимента. 

(Проведение подводящего проблемного диалога  для формулирования учениками темы и целей урока).

Демонстрация опыта 1 с сообщающимися сосудами.

Почему уровень жидкости одинаков?

УЧЕНИКИ: В сообщающихся сосудах уровень однородной

жидкости устанавливается на одном уровне, не зависимо

 от размеров сосуда

Демонстрация опыта 2 с набором капилляров. 

Почему однородная жидкость теперь установилась на разных уровнях?  

Демонстрация опыта 3 с двумя стеклами расположенными  под  небольшим углом друг другу. и помещенные в сосуд с водой

УЧИТЕЛЬ: Вы видите у нас возникла проблема: как  так?  Вроде бы одинаковый уровень  должен быть в однородной  жидкости, а получаем обратное.  Как  разрешим этот вопрос?  Предлагайте варианты  темы урока.

 УЧЕНИКИ: Самостоятельное формулирование вопросов к новому учебному материалу  (Например, При каком условии жидкость поднимается в капилляре? На какую высоту способен поднять жидкость данный капилляр? Как данные явления проявляются в природе и как их можно использовать?)

УЧИТЕЛЬ: Запишем тему урока " Смачивание. Капиллярность" в тетрадь.

2.Освоение новых знаний  (до 27 минут)

УЧИТЕЛЬ:  Попробуем разобраться в данной теме. Как ведет себя жидкость вода на поверхности различных твердых тел.

Задание 1.  Выясните опытном путём, смачивается ли водой стекло,  резина, алюминий, стеарин (свеча), листья комнатных растений, органическое стекло, пластилин . Самостоятельно сформируйте таблицу и занесите в неё полученные результаты. Поясните результаты.

УЧЕНИКИ:  Цель работы:  выясните опытном путём, смачиваются  или нет водой различные твердые тела

УЧИТЕЛЬ; как вы думаете от чего зависит такое поведение жидкости?

УЧЕНИКИ: От взаимодействия молекул веществ

УЧИТЕЛЬ: Верно. А как они могут взаимодействовать?

УЧЕНИКИ: Притягиваться  и отталкиваться.

УЧИТЕЛЬ:  Как зависит притяжение молекул вода-вода. от  силы притяжения вода - парафин.

УЧМТЕЛЬ: Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности: 
1)молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность; 
2)молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность. 
Смачивание — физическое взаимодействие жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости.   

Несмачивание - физическое явление отсутствия смачивания жидкостью поверхности материала. 

УЧИТЕЛЬ:  (Показ видео "Уроки из космоса" "смачивание" песка стенок сосуда)

Это говорит о том , что в космосе нет веса тела. остаются только силы притяжения к стенкам сосуда

различают это поведение жидкости по углу смачивания.

УЧИТЕЛЬ: (Показ видео "Вода и ртуть, краевой угол")  Есть ещё  одно вещество которое НЕ смачивает вода. Об этом нам расскажет ...

УЧЕНИК: Доклад  "Антидождь"

Различают следующие термины: угол смачивания и мениск. Запишем определение

Мениск- форма поверхности жидкости вблизи стенки сосуда.

Угол смачивания- угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой.

Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°.  

Так  как  изогнутая  площадь  поверхности  больше, чем плоская, то силы поверхностного натяжения  стараются  площадь сократить, в данном случае выпрямить. Это приводит к появлению дополнительного  давления.                                                                  

Дополнительное давление направлено вверх, оно будет поднимать жидкость в капилляре (смачивание).      

Дополнительное давление будет направлено вниз, оно будет опускать жидкость в капилляре (несмачивание).                                    

УЧИТЕЛЬ: хорошо  заметно явление смачивания и несмачивания в капиллярах. Об этом нам расскажет....

УЧЕНИК: Доклад капилляры в жизни человека

УЧИТЕЛЬ: проверим с вами как поднимается жидкость в капилляре

Ученики работают в прах проверяют подъем подкрашенной воды в 2 узких капиллярах. Делают вывод.

УЧИТЕЛЬ: Что такое капиллярность?

УЧЕНИКИ: Капиллярность- это явление подъема и  опускания жидкости в

капилляре.

(Показ видео  "Мениски" )

Капилляры - тонкие трубки для наблюдения этого явления (греч. "капиллус" – волос)

Доклад ученика. "Краткая историческая справка о капиллярах"

Капиллярные явления впервые были открыты и исследованы Леонардо да Винчи  (XV век),затем Б.Паскалем(XVII век) и Д.Жюреном (XVIII век) в опытах с капиллярными  трубками                                                                                  

Теория капиллярных явлений развита в работах П.Лапласа, Т.Юнга, С.Пуассона, Дж.Гиббса и И.С.Громеки   (XIX век)        

УЧИТЕЛЬ: Смачивающая жидкость будет подниматься в капилляре до тех пор, пока сила

поверхностного натяжения будет в состоянии удержать столб поднятой жидкости.                                                            

Учитель записывает вывод формулы для расчета высоты поднятия смачивающей  

жидкости  

УЧИТЕЛЬ: Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике.

УЧЕНИК: Доклад капилляры в природе и технике.

• Подъем питательного раствора по стеблю или стволу растения в значительной мере обусловлен явлением капиллярности: раствор поднимается по тонким капиллярным трубкам, образованным стенками растительных клеток  ( Показ цветка окрашенного разными цветам, стоящего в подкрашенной воде 1 сутки)
•  По капиллярам почвы поднимается вода из глубинных слоев в поверхностные слои. Уменьшая диаметр почвенных капилляров путем уплотнения почвы, можно усилить приток воды к поверхности почвы, т. е. к зоне испарения, и этим ускорить высушивание почвы. Наоборот, разрыхляя поверхность почвы и разрушая тем самым систему почвенных капилляров, можно здержать приток воды к зоне испарения и замедлить высушивание почвы. Именно на этом основаны известные агротехнические приемы регулирования водного режима почвы - прикатка и боронование.
• По капиллярным каналам в стенках зданий поднимается грунтовая вода (в отсутствие гидроизоляции);
• По капиллярам фитиля поднимаются смазочные вещества (фитильная смазка);

• Флотация-технологический процесс обогащения руд.
• Моющее действие мыла.
• Зонты, плащи, непромокаемые ткани.
• Капиллярная пропитка различных материалов широко применяется в процессах химической технологии
• Перемещение  береговых пауков и водомерок
• Водонепроницаемость сена в стогах, соломенных крыш, листьев растений
• «Гидроизоляция» водоплавающих птиц.

УЧИТЕЛЬ: Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике.

УЧЕНИК: Доклад Роль капиллярных явлений  в  жизни человека

В технике капиллярные явления имеют огромное значение, например, в процессах сушки капиллярно-пористых тел и т. п. Большое значение капиллярные явления имеют в строительном деле. Например, чтобы кирпичная стена не сырела, между фундаментом дома и стеной делают прокладку из вещества, в котором нет капилляров. В бумажной промышленности приходится учитывать капиллярность при изготовлении различных сортов бумаги. Например, при изготовлении писчей бумаги ее пропитывают специальным составом, закупоривающим капилляры. В быту капиллярные явления используют в фитилях, в промокательной бумаге, в перьях для подачи чернил и т. п.

УЧИТЕЛЬ: Капиллярные явления используются и в быту . Например- свеча, керосиновая лампа,  

3. Первичное закрепление знаний (10 минут).

Задание 1. Прием «Найди пару».

Задание 2. Прием «Преобразование информации». Взаимоконтроль

Задание 3. Прием «Восстанови цепочку логических рассуждений» (вывод формулы расчета высоты подъема жидкости в капилляре).

1. Подъем прекращается, когда .
2. По III закону Ньютона . Значит, Fпов = Fт
3. Fпов = σ ∙ l = σ ∙ …
4. Fт = mg = ρ ∙ … ∙ g = ρ ∙ S ∙ h ∙ g = ρ ∙ π ∙… ∙ h ∙ g
5. Приравниваем правые части уравнения для Fпов  и Fт.

σ ∙ … = ρ ∙ π ∙… ∙ h ∙ g

h = …

Организует само- и взаимопроверку освоения нового учебного материала

Задание 4. Прием «Верю – не верю».

Задание 5.

А) Решение качественных задач:

1. Почему лежащий на мокрой губке сухой мел быстро намокает, в то время как сухая губка, лежащая на мокром куске мела, остается сухой?
2. Какую роль играют капилляры в жизни растений и животных?
3. Какую функцию несет тонкий жировой слой на перьях водоплавающих птиц?
4. Каким образом вспахивание и боронование земли способствует сохранению влаги в почве?

4. Домашнее задание (1 мин) 

Предлагает учащимся решить на выбор задачу

- средний уровень – задача   №1 к § 66, достаточный уровень – задача №2 к § 66,высокий уровень – задача №3 к § 66.

5. Рефлексия. Итоги урока (2 мин)

Учитель
Сегодня я узнал ……
Я понял, что…..
Меня удивило…….
Урок дал мне для жизни……..

Вопросы:

• Какой метод мы использовали при изучении явлений смачивания и несмачивания?
• Приведите примеры капиллярных явлений в природе, технике, сельском хозяйстве.

Ключи к заданиям.

Задание 1. Прием «Найди пару».

1 – Д, 2 – В, 3 – Г, 4 – Б, 5 – А.

Задание 2. Прием «Преобразование информации». Взаимоконтроль

Fт-ж – силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела

Fж  - силы притяжения между молекулами жидкости

Задание 3. Прием «Восстанови цепочку логических рассуждений» (вывод формулы расчета высоты подъема жидкости в капилляре).

1. Подъем прекращается, когда .
2. По III закону Ньютона . Значит, Fпов = Fт
3. Fпов = σ ∙ l = σ ∙ 2 ∙π ∙ r
4. Fт = mg = ρ ∙ V ∙ g = ρ ∙ S ∙ h ∙ g = ρ ∙ π ∙r2 ∙ h ∙ g
5. Приравниваем правые части уравнения для Fпов  и Fт.

σ ∙ 2 ∙π ∙ r = ρ ∙ π ∙r2 ∙ h ∙ g

6. h =

Задание 4. Прием «Верю – не верю».

Задание 1. «Найди пару».

Задание 2. «Преобразование информации».