Невероятные путешествия

Цель: развитие познавательного
интереса к предмету через внеурочную
деятельность.

Задачи:

  • Закрепление полученных знаний, применение их в
    нестандартных ситуациях.
  • Совершенствование работы в группе (команде),
    развитие коммуникативной компетентности.
  • Воспитывать внимание, умения высказывать свою
    точку зрения и отстаивать её, развивать
    коммуникативные способности учащихся.

Программа:

1. Разминка «Движение и наблюдатель»
2. Конкурс «Старт и финиш»
3. Волшебная сказка с физическими вопросами
4. Конкурс «Любители животных»
5. Конкурс «Взаимодействие на дорогах»
6. Конкурс «Поездка в автобусе»
7. Конкурс «Действие и противодействие»
8. Конкурс «Внимание: невесомость!»
9. «Сформулируй правильно!».
10. «Блиц-турнир»
11. Песенно-литературный конкурс

1. Разминка «Движение и наблюдатель»

Вопросы командам

1. Что быстрее движется в системе отсчета,
неподвижно связанной с Землей: Луна или Солнце?

В системе отсчета, неподвижно связанной с
Землей, Солнце приблизительно в 30 раз быстрее
движется, чем Луна. Опыт показывает, что для
большинства зрителей-болельщиков такой краткий
ответ далеко не очевиден. Члену жюри, который
судит разминку, необходимо дать краткие
пояснения к тому, как был получен такой ответ. Он
говорит, что систему мира, в которой неподвижная
Земля находится в центре Солнечной системы,
назвали геоцентрической: от древнегреческого
слова «re»– Земля. Ее разработал древнегреческий
ученый Клавдий Птолемей. В действительности
верной является гелиоцентрическая система мира:
от древнегреческого слова «Гелиос» – Солнце.
Земля совершает годичное движение вокруг Солнца
по орбите, близкой к окружности, где R = 150 млн. км.
Земля за год проходит путь, равный 2R, т. е. 1 млрд. км, перемещаясь со
средней скоростью ~ 30 км/с. Луна обращается вокруг
Земли. Для характеристики движения Луны в
астрономии введены два периода времени.
Звездный, или сидерический, месяц – это период
обращения Луны вокруг Земли относительно звезд.
Он равен 27,3 земным суткам. Синодический месяц –
это период обращения Луны вокруг Земли
относительно Солнца. Он составляет около 29,5
земных суток. Рассчитываем среднюю скорость
движения Луны по орбите. Среднее расстояние Луны
от Земли 380 000 км. Луна обращается вокруг Земли по
круговой орбите, совершая полный оборот за 27,3
суток. Ее средняя скорость равна 1 км/с.
Отвечающие могут еще сравнить угловую скорость
обращения Солнца вокруг Земли за одни сутки, Луны
– за 27,3 суток.

2. Небольшой камень застрял в канавке
протектора движущегося грузовика. Нарисовать
траектории его движения относительно корпуса
машины и Земли.

Если колесо катится без скольжения по прямой
дороге, то относительно неподвижной Земли
траектория камня – циклоида – кривая, состоящая
из бесконечного числа арок, каждая из которых
соответствует полному обороту колеса.
Относительно грузовика камень описывает
окружность.

3. Если идти по земному шару на северо-восток, то
куда придешь? Почему?

Путешествие на северо-восток по земному шару
закончится на Северном полюсе.
Однако большинство учащихся уверены, что они
обязательно обойдут земной шар и вернутся в ту же
точку, откуда вышли. В таком случае следует
изменить вопрос: если идти точно на восток, то
куда придешь? Только в этом случае вернемся на то
место, откуда вышли. Двигаясь же на северо-восток,
мы по спирали будем приближаться к северу до тех
пор, пока не окажемся на нем. На Северном полюсе
направления на северо-восток не существует. Наше
путешествие закончено.

4. Почему мы видим с Земли всегда только одну
сторону Луны?

Мы видим всегда только одно полушарие Лупы. Это
значит, что обращение Луны вокруг собственной
оси синхронизировалось с обращением Луны вокруг
Земли. Причиной этому, как считают специалисты,
являются приливные течения на Луне, возникающие
в результате взаимного притяжения Земли и Луны.
Из-за трения приливные течения на Луне создают
момент сил, замедляющих вращение этого спутника
Земли вокруг своей оси.

5. Жук ползет с постоянной скоростью по
вращающемуся диску проигрывателя от центра к
краю. Нарисовать его траектории относительно
диска и Земли.

Относительно неподвижной Земли траектория
жука, совершающего равномерное и поступательное
движение по лучу, который в это же время
равномерно вращается вокруг оси, есть спираль,
число витков которой зависит от скорости жука
относительно диска и скорости вращения диска
проигрывателя. Относительно диска жук ползет по
прямой.

6. Вы совершаете прогулку: 3 км к востоку, 2 км к
северу, 3 км к западу. На каком расстоянии от
исходной точки вы окажетесь?

На 2 км к северу независимо от порядка, в котором
вы проходите указанные расстояния.

2. Конкурс «Старт и финиш» (соревнование
спринтеров)

Для участия в конкурсе приглашаются по два
члена от каждой команды, которые сообщают, какую
скорость они могут развить на дистанции 60 м (100 м),
и уходят вместе с членом жюри на спортивную
площадку или в спортивный зал школы, где
проводятся соревнования по бегу на данной
дистанции.
Жюри присуждает один балл победителю в беге и по
одному баллу тем участникам бега, которые прошли
дистанцию с названной до соревнования скоростью.

3. Волшебная сказка с физическими вопросами

Жил старик с тремя сыновьями. На краю света жил.
Кругом тишь, места непроходимые.
Выросли сыновья и просят отца отпустить их из
родного дома. Хочется им по белу свету побродить,
на людей посмотреть, уму-разуму поучиться.
Договорились братья путешествовать вместе: идти
туда, куда каждый по очереди вести будет. Сначала
старший вел всех на юг. Прошли братья 10 верст.
Затем впереди пошел средний. Еще 10 верст прошли
братья, но теперь уже на запад. Настала очередь
младшему. Он прошел со своими братьями 10 верст на
север. И оказались братья, к своему удивлению, … в
родном доме, откуда совсем недавно в путь
отправились.

1. Где жил старик со своими сыновьями?

Старик жил на Северном полюсе. Именно в этом
случае векторная сумма трех указанных
перемещений равна нулю. Однако возвращение
братьев в исходную точку возможно и вблизи
Южного полюса. Проведем у Южного полюса две
параллели. По условию задания расстояние между
ними – 10,6 км и такая же длина у меньшей из них.
Начнем движение из любой точки северной
параллели по направлению к южной, дойдем до нее,
обойдем по кругу, двигаясь на запад, и перейдем
снова на северную. Так окажемся в исходной точке.
Вновь собрались братья в путь. Подошли к развилке
трех дорог, и пошли каждый своей. Условились
через три года встретиться на том же месте.
Долго бродили братья по белу свету, разным
ремеслам обучались да на дивности любовались.
Вернулись в назначенный день домой, и поведали о
своих приключениях.
Первым речь повел старший брат: «Еду я однажды по
дороге и вижу поляну. Посреди огромная ель
растет, а около нее белка резвится.
Волшебная, наверное. Поймать бы, думаю. Будет она
песни петь да орешки с золотыми скорлупками
грызть. А в орешках – ядра из чистого изумруда.
Сделал я шаг к дереву, а белка скок за ствол.
Спряталась. Только мордочку с любопытными
глазками показывает.
Обойду-ка, думаю, дерево, зайду к белке сзади, да и
поймаю ее.
Пошел я по круглой поляне, не приближаясь к ели. А
белка, хитрющая, в противоположную сторону от
меня движется. Да так в аккурат, что только глазки
из-за ствола и видно.
Четыре раза я поляну обошел, а белку так и не
поймал».

2. Кто быстрее двигался: старший брат или белка?

(2, 3) Белка относительно человека неподвижна,
поэтому при отсутствии внешнего обзора видела бы
его неподвижным. В системе отсчета, связанной с
Землей, белка имеет меньшую, чем человек,
линейную скорость. Это позволяет ей поддерживать
одинаковую угловую скорость вращения.

3. Что видела белка: стоял старший брат или
двигался?

Продолжил рассказ средний брат: «Однажды я весь
день был в пути, а к вечеру, когда для человека,
для зверя, для птицы настает время сна, прилег
и быстро заснул.
Много ли, мало ли я спал, только разбудили меня
шум и свист. Чувствую, братцы, по воздуху плыву.
Понял я, что заснул на ковре-самолете и теперь
лечу на нем. Обрадовался такому приключению. Да,
видно, рановато.
Сначала никак не мог усесться. Свесил ноги вниз –
сидеть удобно, привычно, но в ноги очень дует. Так
в сторону относит, что они под острым углом к
туловищу располагаются. Да и холодно очень.
Кое-как устроился, вытянув ноги вдоль ковра. А тут
солнышко зашло. Еще больше похолодало: зуб на зуб
не попадает».

4. С чем можно сравнить полет среднего брата на
ковре-самолете: с полетом аэростата или самолета?

Если плыть на ковре-самолете в потоке воздуха,
как это происходит с аэростатом, то никакого
движения ветра мы бы не ощущали. Значит, полет
среднего брата можно сравнить с движением
самолета.

5. Как можно увидеть вновь закатившееся за
горизонт солнце?

Чтобы вновь увидеть закатившееся за горизонт
солнце, надо увеличить линейную скорость
движения. Ковер-самолет «догонит» солнце тогда,
когда его скорость станет равной скорости
движения поверхности Земли при ее суточном
вращении.

6. С какой скоростью должен лететь сказочный
корабль – ковер-самолет, чтобы солнце всегда
обогревало его пассажиров?

Достаточно лететь по параллели Москвы на запад
со скоростью 960 км/ч, чтобы во время полета солнце
стояло на одном месте. В наше время самолеты
легко «догоняют» и «перегоняют» солнце.
Последним поведал свой рассказ младший брат:
«Довелось мне, братцы, побывать в саду сказочной
красоты. Цветов там видимо-невидимо. Гранатовые
деревья точно краской выкрашены, сколько на них
плодов. Были там и яблони с золотыми плодами.
Воздух кругом сладкий, душистый. Куда ни глянь,
сидит соловей да песни распевает.
Но самой прекрасной была в том саду принцесса,
дочь владельца сада, да околдовал ее злой
волшебник: превратил в уточку. Девице-красавице
разрешил только на качелях качаться. Любила она
это развлечение. Если качели движутся, то это
значит, что на них она –девица. Как только
останавливаются, в тот же миг оборачивается
девица уточкой и улетает так быстро, что ее
только и видели.
Прослышал я, что, если долго смотреть на
неподвижную принцессу, колдовство пропадет. Я
освободил прекрасную принцессу от чар злого
волшебника, за что и получил вознаграждение».

7. Как это удалось сделать младшему брату?

Известно, что изучение механического движения
вне системы отсчета бессмысленно. Чтобы
остановить движущиеся качели, наблюдателя надо
поместить на те же качели или на качели,
движущиеся синхронно (и синфазно) с первыми. Если
те и другие качели начинают качаться вместе в
одном и том же направлении от одинаковых толчков,
то относительно друг друга качели будут
неподвижными.

4. Конкурс «Любители животных»

Ведущий приглашает любителей животных (по два
от каждой команды) и предлагает им познакомить
присутствующих со значениями средних скоростей,
встречающихся в животном мире. Исполнители
получают карточки двух типов. На одних
нарисованы различные животные или птицы (сокол,
охотничья собака, медоносная пчела, заяц, муха,
лошадь, рыба, черепаха, улитка, ласточка, колибри
и др.), на других написаны средние скорости их
передвижения. Во время состязания нужно на
вертикальном стенде (металлической доске из
набора по статике с магнитными держателями)
расположить по одной горизонтали рисунок
животного и карточку с соответствующей ему
скоростью (карточки крепят к доске с помощью
маленьких магнитиков). Побеждает та команда,
которая это сделает быстро и верно. Оценка такого
соревнования – два балла.



Ответы к конкурсу «Любители животных»

Сокол … 360 км/ч.
Ласточка … 120 км/ч
Охотничья собака … 90 км/ч
Заяц … 65 км/ч
Медоносная пчела … 50 км/ч
Муха … 18 км/ч
Лошадь … 13 км/ч
Рыба … 4 км/ч
Черепаха … 70 м/ч
Улитка … 5,4 м/ч

5. Конкурс «Взаимодействие на дорогах»

Для начинающих водителей и опытных гонщиков
существуют одни и те же физические законы. Между
тем один испытывает неприятности, другой
спокойно проходит поворот. В чем причина?
Приводим текст такого вступления.
Поворот – опасная часть пути. Рассмотрим
движение на этом участке траектории автомобиля и
велосипеда. Если за рулем автомашины начинающий
водитель, то, как правило, на закруглении дороги с
его машиной возникает масса неприятностей: крен,
занос, опрокидывание.
Между тем на автомобиль, за рулем которого может
оказаться и начинающий водитель и опытный,
действуют одни и те же силы. Но так складываются
условия, что одним поворот удается, а другие на
нем терпят аварию.
Далее ведущий знакомит с заданием, которое
соревнующиеся команды получили до встречи, и
предлагает начать выступление. Каждый полезный
совет оценивается одним баллом.
При подготовке этого вечера (за неделю до
состязаний) учитель должен объяснить участникам
конкурса, что им предстоит дать полезные советы
начинающим автомобилистам (одна команда) и
велосипедистам (другая команда), связанные с
преодолением поворотов, т. е. чтобы сделать
движение на повороте более безопасным. Для этого
необходимо рассмотреть взаимодействие земли
(дороги), транспортных средств и водителя;
рассмотреть силы, действующие в данной ситуации.
Свои рекомендации можно иллюстрировать
рисунками.

Для лучшей подготовки можно дать следующие вопросы
к участникам:

1. Почему на повороте не следует резко
тормозить?
Предположим, вы уже совершили поворот руля и
вдруг решили, что едете слишком быстро. Что
произойдет, если вы резко нажмете на педаль
тормоза? И почему?

2. Гонщики нажимают на педаль газа, выходя из
поворота, но не на повороте. Почему?

3. Опытные водители рекомендуют при торможении
на скользкой дороге не «выключать сцепления», т.
е. не отсоединять колеса от двигателя. Почему
такой способ торможения безопаснее?

4. Все видели, что велосипедист на повороте
наклоняется. Угол наклона зависит от скорости
движения (возрастает с ее увеличением) и от
радиуса окружности (возрастает с его уменьшением
при одной и той же скорости движения).
А зависит ли угол наклона от массы велосипедиста,
т. е. должен ли угол наклона быть одинаковым при
одной и той же скорости для отца и его
десятилетнего сына? Ответ обосновать.

5. Почему при выполнении поворота на влажном
асфальте велосипедист должен предусмотреть
появление опасного скольжения?

6. Почему на автострадах и велосипедных треках у
крутых поворотов дороги полностью сделаны с
наклоном к центру вращения?

6. Конкурс «Поездка в автобусе»

Все присутствующие в зале, поделившись на
болельщиков двух команд, должны представить себя
пассажирами автобуса. Каждый получает надутый
детский шарик и держит его за ниточку в левой
руке, поднятой вверх. Этим шариком надо показать,
как меняется положение тела пассажира
относительно сиденья (кресла), т. е. относительно
Земли, в разных ситуациях, возникающих при
движении в автобусе.
Конкурс построен по типу известной детской игры
на внимание.
Ведущий информирует присутствующих, как в данный
момент едет автобус. Информацию свою подает
эмоционально, в быстром темпе и беспорядочно, не
соблюдая порядка и в движении автобуса, с частым
повторением одинаковых ситуаций.
Все члены жюри следят за тем, как болельщики
реагируют на команды ведущего, и в заключение
командам начисляют от одного до трех баллов в
зависимости от числа ошибок (неверных положений
шарика), допущенных при исполнении команд.

7. Конкурс «Действие и противодействие» (игра
на перетягивание каната)

Хорошо известно, что не всегда достаточно легко
определить силы, возникающие в результате их
взаимодействия. Могут возникнуть и забавные
ситуации, например лошадь, запряженная в телегу.
По законам физики на телегу и на лошадь действуют
одинаковые по величине, но противоположно
направленные силы. А почему же все-таки лошадь
везет телегу? И ответ, что эти силы приложены к
разным телам, не является убедительным.
Если этот пример учитель рассматривал на уроке,
то на вечере следует предложить учащимся дать
физическое обоснование игре на перетягивание
каната. Цель этого конкурса – еще раз показать
учащимся, как понимать третий закон Ньютона.
Чтобы игра на перетягивание каната имела
познавательное значение, учитель в своем
вступительном слове должен сначала напомнить
присутствующим формулировку третьего закона
Ньютона, а затем предложить командам ответить на
следующий вопрос: если по законам физики на обе
команды со стороны каната действуют одинаковые
по модулю силы, которые направлены в
противоположные стороны, то команды тоже
действуют на канат с одинаковыми по модулю и
противоположными по направлению силами. Почему
же все-таки одна из команд перетягивает канат и
выигрывает?
Затем проводится состязание на перетягивание
каната. Жюри оценивает конкурс двумя баллами:
один – за полный и правильный ответ, другой – за
победу в ловкости и силе.

8. Конкурс «Внимание: невесомость!»

Цель этого конкурса – выявить знания учеников
о странном на первый взгляд физическом явлении:
когда исчезает вес тела; рассмотреть,
выполняются или нет в этой ситуации, изученные на
уроках физические закономерности.
Учитель. Невесомость – удивительное состояние.
Удивление вызывает тот факт, что при наличии сил
тяготения исчезает вес тела. Ведущий. В
невесомости, при свободном полете космического
корабля, т. е. в полете с выключенными
двигателями:

1. Пишет ли перьевая ручка?
2. Космонавт, перемещаясь по кабине космического
корабля, сделал неосторожное движение и
стукнулся о предмет. Испытывает ли он боль?
3. Можно ли измерить давление воздуха в кабине
космического корабля барометром-анероидом?
4. Можно ли измерить вес тела при помощи пружинных
весов?
5. Можно ли измерить массу тела при помощи
рычажных весов?
6. Плавает ли пробка на поверхности воды?
7. Вытекает ли вода из носика чайника, если его
наклонить?
8. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов?

9. «Сформулируй правильно!»

Каждой команде раздаются два вида карт, на
одних картах помещены законы или определения с
неправильной или неполной формулировкой, на
других – перечень слов и фраз, которые позволят
дополнить или изменить формулировку. На чистом
листе бумаги учащиеся записывают номер карточки
первого вида и номер карточки, содержащей
уточнение, исправление.
Ниже приводятся карты первого и второго видов.
Первый вид карт:
1. Перемещением тела называется отрезок прямой,
соединяющий начальное положение тела с его
конечным положением.
2. Скорость равномерного прямолинейного движения
– это путь, пройденный телом в единицу времени.
3. Механическим движением тела называют
изменение его положения в пространстве.
4. Прямолинейным равномерным движением
называется движение, при котором тело за равные
промежутки времени проходит одинаковые пути.
5. Ускорение – это величина, численно равная
отношению скорости ко времени.
6. Тело, обладающее малыми размерами, называется
материальной точкой.
7. Движение, при котором скорость с течением
времени не меняется.
8. Вращательным называется такое движение, при
котором все точки тела совершают движение по
окружности.
Второй вид карт:
1. Перемещение. 2. Системы отсчета. 3. Скорость
меняется одинаково. 4. Изменение скорости. 5. На
одной прямой – оси вращения. 6. Любые. 7.
Относительно других тел. 8. Движение по
окружности. 9. С течением времени. 10. Равные
промежутки времени. 11. Одинаковые перемещения. 12.
Можно пренебречь в данных условиях движения. 13.
Направленный. 14. Величина, численно равная. 15.
Центры.

Ответы: 1 – 13; 2 – 1,14; 3 – 7,9; 4 – 11,6; 5 – 4; 6
– 12; 7 – 3, 10,6; 8 – 15,5.

10. «Блиц-турнир»

1. Белку с лапками, полными орехов, посадили на
гладкий горизонтальный стол и толкнули вдоль
него. Приблизившись к краю стола, белка
почувствовала опасность. Она знала законы
движения Ньютона и, пользуясь одним из них,
предотвратила свое падение на пол. Каким образом?
2. «Если он не погасит свои фары, то я не погашу
свои», – так рассуждают некоторые водители.
Аналогию с каким законом механики здесь можно
провести?
3. Сто человек разделились на две команды для
перетягивания каната. Какой будет сила натяжения
каната, если каждый прикладывает силу 200 Н?
4. Что общего между ракетой и кальмаром?
5. Два автомобиля одновременно трогаются с места
и движутся равноускоренно. Массы автомобилей
одинаковы. Во сколько раз средняя мощность
первого автомобиля больше средней мощности
второго, если за одно и то же время первый
автомобиль развивает вдвое большую скорость, чем
второй?
6. Два тела подвешены к противоположным концам
рычага и уравновешивают друг друга в вакууме. При
каких условиях сохранится это равновесие в
воздухе? (Ответ. Если объемы тел одинаковы.)
7. Туристы перешли с одного берега озера, где
располагалась их база, на другой и, посмотрев на
часы, решили устроить краткий отдых. Стояла тихая
погода, и им были хорошо слышны передачи
радиоузла базы; поэтому последние известия они
смогли прослушать, выключив свой транзистор.
После этого один из туристов заявил, что
расстояние до базы – почти 3 км. Каким образом он
определил это расстояние?
8. Выехав рано утром из города на ровное и
пустынное шоссе, шофер решил устроить первую
остановку ровно через час. Как ему выполнить свое
намерение, не смотря на часы? Радиоприемник в
автомобиле отсутствует.
9. «Мировой рекорд» по прыжкам в высоту среди
животных принадлежит маленькой южноафриканской
антилопе. На какую высоту прыгнет антилопа, если
она отталкивается от земли вверх со скоростью 12
м/с?
10. Человек, плывущий по реке на лодке, держится
середины реки, если плывет по течению, и
старается держаться около берега, если плывет
против течения. Почему он так делает?
11. Фамилия, имя и годы жизни ученого, подарившего
миру свои открытия: 3 закона механики?
12. Что тяжелее: 1 кг камней или 1 кг пуха?

11. Песенно-литературный конкурс

Зрители, поделившись на болельщиков
соответствующих команд (зрители меняются
местами, группируясь около своей команды),
совместно с членами команд поочередно поют или
декламируют строки из песен либо стихов, где
говорится о движении. Один балл выигрывают те,
после кого наступила продолжительная пауза.

Список использованной литературы:

1. Демченко Е.А. Нестандартные уроки физики
7-11, Волгоград, «Учитель – АСТ», 2005.
2. Елькин В.И. Оригинальные уроки физики и
приёмы обучения, М., «Школа-Пресс», 2001.
3. Ланина И. Я. 100 игр по физике, М.,
Просвещение, 2009.
4. Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? М.,
«Издательство АСТ», 2007.
5. Юфанова И.Л. Занимательные вечера по
физике в средней школе, М., Просвещение, 2008.

Приложение 1




Следующий: