10 кл Информационный лист ВВЕДЕНИЕ
advertisement
10 класс Информационный лист по теме «ВВЕДЕНИЕ» Содержание папки с конспектами Схема «Научный метод познания» Фрейм «Понятие» Фрейм «Элементы научного знания» Фрейм «Явление» Фрейм «Величина» Фрейм «Закон» Фрейм «Теория» Таблица «Основные физические теории» Фрейм «Модель» Таблица «Модели в физике» Фрейм «Прибор» Фрейм «Эксперимент» Фрейм «Технологический процесс» Схема «Материальный мир» Схема «Физическая картина мира» Схема «Материя» Схема «Структурные свойства вещества» Конспект «Векторные величины» Технологическая карта контроля Текст «Введение» Тест «Входной диагностический» Устный зачет «Введение» Решение задач «Введение» Решение задач «Элементы векторной алгебры» Тест «Введение» Содержание образования Демонстраци и • Физика – • --фундаментальная наука о природе • Научные методы познания окружающего мира • Роль эксперимента и теории в процессе познания природы • Моделирование явлений и объектов природы Лабораторн ые работы • ---- Знать смысл ключевых терминов Уметь • физическое • Осуществлять явление самостоятельный • физическая поиск величина информации с • модель использованием • гипотеза различных • принцип источников, ее • постулат обработку и • теория представление в • вклад российских разных формах и зарубежных ученых, • Научные гипотезы • Роль математики в физике • Физические законы и теории, границы их применимости • Принцип соответствия • Физическая картина мира оказавших наибольшее влияние на развитие физики Схема НАУЧНЫЙ МЕТОД ПОЗНАНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ Позволяют накопить фактический материал Требуют глубокого осмысления, выявления взаимосвязей, систематизации ГИПОТЕЗА Предположение, как одно событие влияет на другое ПРОВЕРКА НА ОПЫТЕ Введение физических величин Установление законов Модель объекта или явления Границы применимости ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ОСНОВАНИЕ Эмпирический данные Физические величины Способы измерения Идеализированный объект ЯДРО Система законов Система принципов СЛЕДСТВИЯ Объяснение фактов Практические применения Научные предсказания Фрейм ПОНЯТИЕ Исходное понятие Родовое понятие Видовое понятие барометр прибор предназначен для измерения атмосферного давления Фрейм ЭЛЕМЕНТЫ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ явление величина закон Фрейм ЯВЛЕНИЕ Внешние признаки явления Условия, при которых протекает явление Сущность явления и механизма его протекания Определение явления Количественные характеристики явления Учет и использование явления на практике Фрейм ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА Явление или свойство тел, которое характеризует данная величина Определение величины Определительная формула Единица измерения величины Какая эта величина – скалярная или векторная Прибор для измерения величины теория Фрейм ЗАКОН Кем и когда открыт закон Между какими величинами (явлениями) закон выражает связь Формулировка закона Математическое выражение закона Учет и использование закона на практике Границы применимости закона Фрейм ТЕОРИЯ Опытные факты, послужившие основанием теории Основные понятия теории Основные положения теории Основные уравнения теории Круг явлений, объясняемых теорией Круг явлений, предсказываемых теорией Таблица ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ Теория Область пространства Типичные объекты Механика 1025 – 10-8 м звезды планеты тела на Земле Статистическая физика 1025 – 10-17 м от систем электронов до систем звезд Термодинамика 1025 – 10-3 м любые макросистемы условно Тип взаимодействия Типичные явления (процессы) гравитационное движение в пространстве электромагнитное макротел: звезд, планет, самолетов и др. любой движение молекул в жидкости и газе радиоактивный распад плазма электромагнитное теплопередача работа Электродинамика 1025 – 10-17 м заряды поле волны электромагнитное атомы электроны фотоны электромагнитное условно Квантовая физика 10-8 – 10-18 м существование электрических полей распространение волн электрические токи магнитные поля квантование энергии атомных систем излучение и поглощение света взаимодействие атомов взаимодействие фотонов и электронов тепловое излучение тел Фрейм МОДЕЛЬ Модель Свойства оригинала, от которых отказались Свойства оригинала, оставленные у модели Границы применимости модели Таблица МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ Модель Свойства оригинала, от которых Свойства оригинала, (идеализированный отказались при построении модели оставленные у модели объект) Размеры Масса Материальная точка Абсолютно твердое тело Невесомая нерастяжимая нить Математический маятник Точечный заряд Идеальный газ Точечный источник света Луч Абсолютно черное тело Абсолютно упругий удар Границы применимости Размеры тела малы по сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи. Деформации Наличие сил упругости При решении поставленной задачи деформации оказываются пренебрежимо малыми Деформация, масса Наличие сил упругости При решении поставленной задачи деформации и масса нити оказываются пренебрежимо малыми Масса и деформация нити, размеры Масса груза, размеры нити и Размеры груза пренебрежимо малы по сравнению с подвешенного к ней груза силы упругости в ней. размерами нити, масса груза много больше массы нити и нить испытывает малые деформации Размеры Наличие заряда Размеры заряженного тела малы по сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи. Размеры и структура молекул и силы Упругое взаимодействие при Газ, у которого кинетическая энергия молекул взаимодействия между ними столкновении, масса намного превышает потенциальную, например, Возможность неупругих соударений сильно разреженный или нагретый Невозможность агрегатных (выше критической температуры) превращений Размеры Равномерное излучение по всем Размеры светящегося тела малы по сравнению с направлениям другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи. Поперечные размеры светового пучка Прямолинейное направление Поперечные размеры светового пучка малы по распространения сравнению с другими характерными размерами, которые встречаются при решении поставленной задачи. Способность отражать свет Способность поглощать свет Количество отраженного излучения пренебрежимо мало по сравнению с излучением поглощенным Пластические деформации при Упругие деформации при Потери механической энергии при столкновении столкновении и – как следствие – столкновении пренебрежимо малы переход механической энергии во внутреннюю Замкнутая система Действие на внешних тел тел Консервативная система тел данную систему Взаимодействие системы Наличие диссипативных сил внутри системы, т.е. сил, действие которых приводит к превращению механической энергии во внутреннюю тел внутри Внешнее действие пренебрежимо мало или скомпенсировано, или берется столь малый промежуток времени, в течение которого внешние силы не успевают существенно повлиять на параметры системы Наличие консервативных сил Потери механической энергии пренебрежимо малы, внутри системы, т.е. сил, т.е. действием диссипативных сил можно действие которых не приводит к пренебречь превращению механической энергии во внутреннюю Фрейм ПРИБОР Назначение прибора Схема устройства прибора Принцип действия прибора Правила пользования прибором Область применения прибора Фрейм ЭКСПЕРИМЕНТ Цель эксперимента Оборудование, необходимое для проведения эксперимента Условия протекания эксперимента Ход эксперимента Основные выводы Значение эксперимента для развития научной теории Фрейм ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС Назначение процесса Народнохозяйственное значение процесса Явления и законы, положенные в основу процесса Схема процесса Требование правил безопасности труда к осуществлению процесса Экологические требования к процессу Схема МАТЕРИАЛЬНЫЙ МИР Микромир Макромир Мегамир Пространственная протяженность Основные структурные элементы Преимущественный тип взаимодействия 10-8 м Молекулы Электромагнитное Атомы Сильное Элементарные частицы Слабое Тела на земле, планеты, звезды Гравитационное Гравитационные и электромагнитные поля Электромагнитное Галактики Гравитационное Гравитационные и электромагнитные поля Электромагнитное 10-8 м 1020 м 1020 м Схема ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА Схема МАТЕРИЯ материя Поле Вещество Схема СТРУКТУРНЫЕ ФОРМЫ ВЕЩЕСТВА, изучаемые физикой макротела кристаллы молекулы твердые атомы электрон Элементарные частицы ядро жидкие газообразные протоны Конспект Текст ВВЕДЕНИЕ нейтрон ы Нас окружает много различных материальных предметов. Материальных, потому что их возможно потрогать, понюхать, увидеть, услышать и еще много чего можно сделать. То, какие эти предметы, что с ними происходит, или будет происходить, если что-нибудь сделать: кинуть, разогнуть, засунуть в печь. То, почему с ними происходит что-либо и как именно происходит? Все это изучает физика. Поиграйте в игру: загадайте предмет в комнате, опишите его несколькими словами, друг должен угадать что это. Указываю характеристики задуманного предмета. Прилагательные: белый, большой, тяжелый, холодный. Догадались? Это холодильник. Названные характеристики - это не научные измерения вашего холодильника. Измерять у холодильника можно разное. Если длину, то он большой. Если цвет, то он белый. Если температуру, то холодный. А если его массу, то выйдет, что он тяжелый. Представляем, что один холодильник можно исследовать с разных сторон. Масса, длина, температура - это и есть физическая величина. Но это лишь та небольшая характеристика холодильника, которая приходит на ум мгновенно. Перед покупкой нового холодильника можно ознакомиться еще с рядом физических величин, которые позволяют судить о том, какой он, лучше или хуже, и почему он стоит дороже. Представьте масштабы того, на сколько все окружающее нас разнообразно. И на сколько разнообразны характеристики. Все физические величины принято обозначать буквами, чаще греческого алфавита. НО! Одна и та же физическая величина может иметь несколько буквенных обозначений (в разной литературе). И, наоборот, одной и той же буквой могут обозначаться разные физические величины. Несмотря на то, что с такой буквой вы могли не сталкиваться, смысл физической величины, участие ее в формулах остается прежним. В физике существует два вида физических величин: векторные и скалярные. Основное их отличие в том, что векторные физические величины имеют направление. Что значит физическая величина имеет направление? Например, число картофелин в мешке, мы будем называть обыкновенными числами, или скалярами. Еще одним примером такой величины может служить температура. Другие очень важные в физике величины имеют направление, это, например, скорость; мы должны задать не только быстроту перемещения тела, но и путь, по которому оно движется. Импульс и сила тоже имеют направление, как и смещение: когда кто-нибудь делает шаг, можно сказать не только, как далеко он шагнул, но и куда он шагает, то есть определить направление его движения. Над буквами векторных физических величин рисуют стрелку. Действия сложения и вычитания над этими физическими величинами выполняются согласно математическим правилам действий с векторами. Выражение "модуль скорости" или "абсолютное значение" означает именно "модуль вектора скорости", то есть численное значение скорости без учета направления - знака "плюс" или "минус". Рассмотрим физическую запись m=4кг. В этой формуле "m" - обозначение физической величины (массы), "4" - численное значение или величина, "кг" - единица измерения данной физической величины. Величины бывают разного рода. Величины одного и того же рода можно сравнивать и складывать: НО! Бессмысленно спрашивать, что больше: 1 метр или 1 час, и нельзя сложить 1 метр с 30 секундами. Длительность промежутков времени и расстояние - величины разного рода. Их сравнивать и складывать нельзя. Величины можно умножать на положительные числа и ноль. Приняв какую-либо величину e за единицу измерения, можно с ее помощью измерять любую другую величину а того же рода. В результате измерения получим, что а=xe, где x - число. Это число x называется числовым значением величины а при единице измерения e. Бывают безразмерные физические величины. Они не имеют единиц измерения, то есть ни в чем не измеряются. Например, коэффициент трения. Помните мультик "38 попугаев"? Длина удава равна 38 попугаев или 5 мартышек, или 2 слоненка. Предположение, что удав в попугаях длиннее, конечно же неверное. Для того, чтобы не происходило путаницы между народами, в научном мире договорились о введении Международной системы единиц измерения (System International), сокращенно СИ. Каждую физическую величину измеряют принятым эталоном. Например, эталоном длины является 1 метр, он равен примерно части земного меридиана, изготовлен из очень прочного сплава иридия и платины. Эталоном времени является 1 секунда - это 9192631770 периодов излучения атомов цезия при переходе между двумя уровнями состояний. Для любого человека на Земле эталон всегда будет такой же, как у остальных. Измеряя одну и ту же физическую величину, американский и африканский ученые получат одинаковые численные значения, если измерения провели верно. В Международной системе единиц существует 7 основных величин. Основные единицы измерения используют для определения других величин этой системы. Как определить единицу измерения, например, скорости? Во-первых, необходимо вспомнить формулу скорости. Во-вторых, вспомнить основные единицы измерения величин, входящих в эту формулу. Некоторые соединения основных единиц измерения носят свои названия. Такие как, Ньютон, Джоуль, Ампер, Ватт и многие другие Ознакомимся с таблицей приставок СИ для десятичных (и дольных) преобразований. Обратите внимание на математическое пояснение множителя; "Наименование приставки" - это то слово, которое добавляется впереди наименования единицы измерения. Например, километр, сантиметр, миллиметр, декаметр или наносекунда, килопаскаль, мегаджоуль и т.п.; Что означает приставка? В километре содержится 1000 метров; в сантиметре содержится 0,01 метра (или в метре содержится 100 сантиметров); декаметр это 10 метров; наносекунда = 0,000000001 секунды и т.д. секунд или Внесистемные единицы измерения – это полноценные единицы измерения, которые привычно используются народами. Например, русскоговорящими странами принято температуру измерять в градусах Цельсия, а американцы длину измеряют в милях, массу - в фунта, температуру - в Фаренгейтах. Внесистемных единиц измерения немало. Необходимо уметь переводить подобные единицы измерения в СИ. Для этого необходимо обладать информацией о том, сколько единиц СИ содержится в нашей внесистемной единице. Примеры На основании текста дайте ответы на вопросы: 1. Что изучает физика? 2. Что отражает физическая величина? 3. 4. 5. 6. Перечислите виды физических величин? Чем отличаются векторные величины от скалярных? Какие действия с физическими величинами можно производить? Сколько основных единиц измерения в СИ? Тест ВХОДНОЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ Создайте и заполните таблицу для описания физических величин, изученных в 7 – 9 классах. Используя фрейм «Физическая величина». Создайте и заполните таблицу для описания физических законов, изученных в 7 – 9 классах. Используя фрейм «Закон». 1. 2. Устный зачет ВВЕДЕНИЕ 1. Дайте определение понятиям: физическое явление физическая величина модель гипотеза принцип постулат закон теория материя движение пространство время взаимодействие направленность процессов в природе периодичность процессов в природе 2. Раскройте суть физических принципов. 1. 2. Решение задач ВВЕДЕНИЕ Проиллюстрируйте цепочку «Научный метод познания» на примере из жизни. Проводники изготовлены из одного и того же материала. a) Какую пару проводников нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость сопротивления проволоки от ее диаметра b) Какую пару проводников нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость сопротивления проволоки от ее материала. c) Какую пару проводников нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость сопротивления проволоки от ее длины 3. 4. В схему «Физическая картина мира» внести пояснения по указанным принципам. Переведите значения в систему СИ: 46 см; 15 кН; 34 мОм; 87 МВ; 59 мкс; 12 мА; 25 нФ Решение задач ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОЙ АЛГЕБРЫ 1. 2. 3. Определите координаты точек по рис. Начало вектора имеет координаты А (-5; -3), а конец - В (6; -8). Сделайте рисунок. Изобразите вектор, проекции вектора на оси. Вычислите проекцию вектора на координатные оси и модуль вектора. ⃗⃗⃗⃗⃗ и его проекции на По рисункам 12 - 102 вычислите длину вектора АС координатные оси. 4. 1. По рисункам 13 – 43: a) Перечертите рисунки в тетрадь в том же масштабе. b) Нарисуйте вектор, равный сумме указанных векторов (примеры 1 – 3); вычислите результирующий вектор (примеры 1 – 3), если размер одной клетки 5×5 (мм). c) Нарисуйте вектор, равный разности указанных векторов (примеры 1 – 3); вычислите результирующий вектор (примеры 1 – 3), если размер одной клетки 5×5 (мм). d) Разложите представленный вектор на две составляющие по указанным направлениям (примеры 4 – 5). Тест ВВЕДЕНИЕ Вариант 1 Определите координаты точек А, В, С. 2. 1. 2. Перерисуйте вектора на рисунках 1, 2, 3 в тетрадь. Постройте в каждом случае результирующий вектор и вычислите его модуль. Размер одной клетки 5мм× 5мм. Тест ВВЕДЕНИЕ Вариант 2 Определите координаты точек А, В, С. Перерисуйте вектора на рисунках 1, 2, 3 в тетрадь. Постройте в каждом случае результирующий вектор и вычислите его модуль. Размер одной клетки 5мм× 5мм.
