Научная регата. Внеклассное мероприятие

Цели урока:

проверить уровень
усвоения основных знаний об агрегатных
состояниях вещества, умение применять
теоретические знания для решения качественных и
расчетных задач, способствовать развитию
взаимопомощи и сотрудничества.

Тип урока:

урок — конференция.

Подготовительный этап:

за одну
неделю до зачета учащимся предлагаются вопросы
трех вариантов.

I вариант

“Газы”

  1. Доказать утверждение: “Без
    газообразного состояния вещества нет жизни на
    земле”.
  2. Процессы парообразования и
    конденсации.
  3. Состояние динамического
    равновесия. Насыщенный пар, его свойства.
    Критическое состояние вещества.
  4. Сжижение газов. Использование в
    технике.
  5. Влажность воздуха. Величины,
    характеризующие влажность.
  6. Тепловое расширение газов. Его
    значение в природе и технике.

II вариант

“Жидкости”

  • Доказать утверждение: “Без жидкого состояния
    вещества нет жизни на земле”.
  • Поверхностный слой жидкости.
  • Явление на границе жидкости с твердым телом.
  • Капиллярные явления. Использование в природе,
    технике, быту.
  • Внутреннее трение в жидкости.
  • Тепловое расширение жидкостей.
    Его значение в природе и технике.
  • III вариант

    “Твердые тела”

  • Доказать утверждение: “Без твердого состояния
    вещества нет жизни на земле”.
  • Свойства кристаллов. Монокристаллы и
    поликристаллы.
  • Аморфные тела, их свойства.
  • Жидкие кристаллы, их свойства.
  • Упругие свойства твердых тел. Виды деформаций.
  • Тепловое расширение твердых
    тел. Его значение в природе и технике.
  • План урока.

  • Организационный момент. Вступительное слово
    учителя, представление команд, жюри,
    консультантов.
  • Обсуждение теоретических вопросов.
  • Обсуждение практических вопросов.
  • Подведение итогов.
  • I Вступление.

    (На доске написаны: тема урока, типы
    конкурсов, соответствие между набранными
    баллами и оценкой, а так же эпиграф)

    … пора чудес пришла и нам
    Подыскивать приходится причины
    Всему, что совершается на свете.

    Уильям Шекспир.

    Учитель физики:

    Необъятен мир
    физики! В окружающей природе и даже внутри нас -
    повсюду происходят физические процессы. Природа
    многолика, но на первый взгляд понятна и
    привычна. Несмотря на удивительное многообразие
    материалов и веществ, окружающих нас не только в
    физической лаборатории, но и в повседневной
    жизни, любые вещества могут находиться в четырех
    агрегатных состояниях, но сегодня нас будут
    интересовать три агрегатных состояния: твердое,
    жидкое и газообразное. Кроме того, происходят и
    знакомые переходы веществ из одного состояния в
    другое: замерзая, вода становится твердым льдом,
    при нагревании она испаряется, превращаясь в
    водяной пар. И на последних уроках мы отвечали на
    неизбежно возникающий вопрос: почему все это
    происходит? Сегодня мы проверим, какова глубина
    вашего понимания основных вопросов об
    агрегатных состояниях вещества и насколько вы
    умеете применять полученные знания при решении
    не совсем обычных качественных и практических
    заданий.

    Зачет состоит из пяти туров
    (эта информация написана на
    доске),
    на каждом из которых можно заработать
    до 5 или до 10 баллов:

    I тур – Философский, 1–5 баллов;
    II тур – Физический, 1–10 баллов;
    III тур – Литературный, 1–5 баллов;
    IV тур – Математический, 1–5 баллов;
    V тур – Экспериментальный, 1–5 баллов.

    Таким образом, с учетом общего
    количества баллов, вы можете получить:

    “отлично”, если вы набрали 27–30
    баллов;
    “хорошо”, если вы набрали 23–26 баллов;
    “удовлетворительно”, если вы набрали 20–22.
    Помощь консультантов – 5 баллов.

    (Класс делится заранее на три группы,
    каждая выбирает капитана из числа учащихся и
    консультанта из числа наиболее хорошо
    обучающихся детей, которые и будут производить
    подсчет баллов и помогать, в случае
    необходимости, командам, за что должны
    “заплатить” 5 баллов за каждую консультацию или
    помощь. Вариант определяется жребием,
    аналогично, задания для каждой группы).

    Итак, мы
    начинаем зачет с первого тура.

    I тур

    Философский

    Учитель физики:

    Каждая команда
    получила задание аргументировано объяснить или
    попытаться доказать утверждение: “Без
    газообразного, жидкого или твердого состояний
    вещества нет жизни на земле”. Нам осталось
    выяснить, какой вариант получит каждая команда.
    Мы приглашаем капитанов команд и по жребию
    каждый определит очередность своего
    выступления.

    (Капитаны по жребию определяют порядок
    выступления. Каждая команда доказывает
    утверждение своего варианта, отвечая на вопрос:
    “Без … состояния вещества нет жизни на земле”.
    Это “полет” мысли, плод логических рассуждений,
    фантазии учащихся)

    II тур

    Физический

    Учитель физики:

    Второй тур
    позволит выяснить, какова глубина понимания
    основных вопросов об агрегатных состояниях
    вещества, суть процессов, протекающих при
    переходе вещества из одного агрегатного
    состояния в другое, а также понимание природы
    свойств различных агрегатных состояний и
    значение этих процессов в природе и технике.
    Ответы на вопросы должны быть лаконичными. Итак,
    первая группа, распределив между участниками
    вопросы, отвечает по плану:

    1. Процессы парообразования и конденсации.
    2. Состояние динамического равновесия. Насыщенный
      пар, его свойства. Критическое состояние
      вещества.
    3. Сжижение газов. Использование в технике.
    4. Влажность воздуха. Величины, характеризующие
      влажность.
    5. Тепловое расширение газов. Его значение в
      природе и технике.

    (Выступления учащихся)

    Учитель физики:

    Вторая группа также
    отвечает на вопросы, распределив их между
    участниками команды по плану:

    1. Поверхностный слой жидкости.
    2. Явление на границе жидкости с твердым телом.
    3. Капиллярные явления. Использование в природе,
      технике, быту.
    4. Внутреннее трение в жидкости.
    5. Тепловое расширение жидкостей. Его значение в
      природе и технике.

    (Выступления учащихся)

    Учитель физики:

    И, наконец,
    заключительное теоретическое выступление
    третьей команды, которая отвечает на вопросы,
    распределив их между участниками по плану:

    1. Свойства кристаллов. Монокристаллы и
      поликристаллы.
    2. Аморфные тела, их свойства.
    3. Жидкие кристаллы, их свойства.
    4. Упругие свойства твердых тел. Виды деформаций.
    5. Тепловое расширение твердых тел. Его значение в
      природе и технике.

    (Выступления учащихся)

    Учитель физики:

    Второй, физический
    тур закончился, и консультанты объявят результат
    первых двух туров.

    (Консультанты, подсчитав общее
    количество заработанных баллов, оглашают
    результат)

    III тур

    Литературный

    Учитель физики:

    Каждая группа
    должна с научной точки зрения провести анализ
    литературного отрывка, выбрав физическое
    явление, соответствующее данной теме.

    Задание первой группе.

    И. А. Бунин “Сумерки”



    Все – точно в полусне. Над седой водой
    Сползает с гор туман, холодный и густой,
    Под ним гудит прибой, зловеще разрастаясь,
    А темных голых скал прибрежная стена,
    В дымящийся туман погружена,
    Лениво курится, во мгле теряясь.

    (Над нагретой водой находятся теплые
    слои воздуха, обогащенные влагой, которые легче
    холодных. Под действием архимедовой силы они
    поднимаются вверх в горы и попадают в область
    холодного воздуха. И уже там водяной пар
    охлаждается ниже точки росы, конденсируется в
    виде тумана — явление выпадения росы не на
    поверхность земли, а в объеме воздуха. И он по
    склону горы опускается обратно вниз к воде.

    Таким образом, теплые слои воздуха,
    обогатившись влагой , поднимаются вверх и сильно
    охлаждаются. Водяные пары конденсируются,
    образуя капли или туман.)

    Задание второй группе.


    С. Г. Островой

    А я все гладил снег рукой,
    А он все звездами отсвечивал…
    На свете нет тоски такой,
    Которой снег бы не излечивал.
    Он весь как музыка. Он – весть.
    Его безудержность бескрайна.
    Ах, этот снег… Не зря в нем есть
    Всегда какая-нибудь тайна.

    (Снег состоит из снежинок, растущих из
    мелких ледяных шестигранных кристалликов.
    Потоки воздуха поднимают снежинку, кружат ее,
    относят в сторону… Отражательная способность
    чистого снега свыше 90 %, кроме того снежный запас


    это огромный запас влаги, необходимый полям и
    своеобразное гигантское
    одеяло, защищающее поверхность земли от холодных
    ветров, а весной — это талые воды, насыщенные
    кислородом и количество азотистых соединений
    летом прямо пропорционально высоте снежного
    покрова.

    Таким образом, снег — скопление
    кристаллов льда, служащее теплоизоляционным
    покровом зимой, запасом влаги весной,
    питательными веществами летом и действительно
    белый снег обладает большой отражательной
    способностью.)

    Задание третьей группе.

    Л. А Мартынов.

    Слышу я природы голос,
    Порывающийся крикнуть,
    Как и с кем она боролась,
    Чтоб из хаоса возникнуть,
    Может быть, и не во имя
    Обязательно нас с вами,
    Но чтоб стали мы живыми,
    Мыслящими существами.
    И твердит природы голос:
    В вашей власти, в вашей власти,
    Чтобы все не раскололось
    На бессмысленные части!

    (Физика

    наука о природе. Постигая
    законы природы и используя их в своей
    практической деятельности, человек становится
    все более могущественным, ускоряя
    научно-технический прогресс. Возрастает ущерб,
    наносимый человеком природе: загрязняется
    атмосфера, на поверхности морей появляется
    нефтяная пленка, меньше остается лесов. Поэтому
    важность приобретает нравственная сторона
    отношения человека и природы. Сегодня как
    никогда актуален призыв беречь нашу землю, чтобы
    люди не направляли на свое собственное
    уничтожение те силы природы, которые они смогли
    открыть и покорить.

    Таким образом, мы должны беречь
    природу, как мы бережем саму жизнь человека.)

    IV тур

    Математический

    Учитель физики:

    Каждая группа
    должна правильно решить задачу, объяснив
    результат.

    1. Вечером на берегу озера при температуре 18о С относительная влажность воздуха
      равна 75 %. При какой температуре к утру можно
      ожидать появление тумана?
    Дано:

    t1=
    18о C

    j = 0,75

    r 0 = 15,4 10-3 кг/м3

    t < tр

    Решение:

    Роса
    выпадает, если абсолютная влажность воздуха
    будет больше плотности насыщенных водяных паров.
    Определим абсолютную влажность при 18о С.

    j = r /r 0 , r = j
    r 0

    r = 0,75 15,4 10 -3 кг/м3 = 11,55 10 -3 кг/м3

    Таким образом, r
    = 11,55 10 -3 кг/м3

    соответствует t = 13о С, при которой

    образуется туман.

    Ответ: 13о С.

    tр -?

    2. Под каким давлением
    находится воздух в воздушном пузырьке диаметром
    2 мм в воде на глубине 50 см, если атмосферное
    давление 105 Па?

    Дано:

    r = 2 10 -3 м

    h = 0,5 м

    p1 = 10 5
    Па

    s = 72 10 -3 Н/м

    r = 10 3 кг/м3

    g = 9,8 м/с2

    Решение:

    Согласно
    закону Дальтона, общее давление определяется как
    сумма

    атмосферного p1,
    гидростатического p2 и
    лапласовского давлений p3:

    p = p1 + p2 + p3

    p2 =r g h,

    p3 = 2s / r

    p = p1 + r g h + 2s /
    r

    p = 10 5 Па+10 3 кг/м3 9,8 м/с2
    0,5 м+2 72 10 -3 Н/м /210 -3 м=

    =105044 Па » 105 кПа

    Ответ: 105 кПа

    p — ?

    3. Каково должно
    быть наименьшее сечение проволоки длиной 4,2м,
    чтобы при действии растягивающей силы, равной 10 к
    Н, ее абсолютное удлинение не превышало 0,6 см?
    Модуль Юнга стали 220 Г Па.

    Дано:

    l = 4,2 м

    F = 10 4 Н

    D l = 6 10 -3 м

    Е = 2,2 10 11 Па

    Решение:

    По
    определению:s = F/S

    По закону Гука:s =
    Еe = Е D l / l

    Приравнивая, получим: S = F l/ Е D l

    S = 10 4 Н 4,2 м / 2,2 10 11 Па 6 10 -3 м =
    31,8 10 -6 м2

    Ответ: 31,8 10 -6 м2

    Smin — ?

    Учитель физики:

    Консультанты
    проверят правильность решения задач. А мы
    продолжаем нашу работу и подходим к
    заключительному этапу “Экспериментальному”.

    V этап

    Экспериментальный

    Учитель физики:

    Каждой команде
    предлагается выполнить практическую работу (по
    жребию определяется тема практической работы).

    Практическая №1

    Определение средней
    квадратичной скорости молекул воздуха.

    Практическая №2

    Определение
    поверхностного натяжения воды.

    Практическая №3

    Определение модуля
    Юнга резины.

    (Учащиеся должны знать порядок
    выполнения работы, поэтому они только производят
    измерения и оглашают результат, а консультанты
    наблюдают и оценивают работу. После выполнения
    работы, консультанты подводят общий итог)

    Учитель физики:

    Наша работа
    подошла к завершению. Итогом каждого ученика
    является итог группы, т. е. та оценка, которую вы
    получили в соответствии с набранными баллами.

    (Оглашение результатов зачета)

    И не важно каким путем человек
    получает истинные знания, важен результат. И я
    надеюсь, что сегодня вы получили именно то, что
    ожидали.

    И завершить я бы
    хотела словами Конфуция:

    Три пути ведут к знанию: путь
    размышления – это путь самый благородный, путь
    подражания – это путь самый легкий и путь опыта
    – это путь самый горький.

    (Ответы на вопросы учащиеся могут
    найти в учебниках по физике для классов с
    углубленным изучением предмета. Описание
    практических работ

    в сборниках
    фронтальных лабораторных работ или сборниках
    факультативных курсов по физике)




    Следующий: