5 класс Урок-конференция. « Я познаю физику в исследование

5 класс
Урок-конференция.
« Я познаю физику в исследование»
Цель: учить учащихся применять свои знания в
нестандартных ситуациях; способствовать воспитанию у детей чувства
уважения к другому человеку, к его мнению и выбору; развитие
внимания, воображения, рефлексии, способности к анализу у учеников.
Развитие интереса к предмету через исследование.
Задачи:



расширение кругозора учащихся;
развитие познавательных способностей, речи, мышления через умение
анализировать, сравнивать, подбирать аналогии, доказывать;
обогащение словарного запаса;
воспитание нравственных качеств, отражающих отношение друг к
другу и к самому себе: доброта, взаимопомощь, ответственность,
доброжелательность, сопереживание успехам.
Пояснительная записка.
1. Учащиеся 5 класса показывают и рассказывают о своем исследование.
1. Косарев Илья «Способы изобретения фонтана»
2. Караулов Игорь
Абалаков Денис «Демонстрация явления инерции»
3. Акишина Аня « Исследование плавания тел»
1
4. Учащиеся входящие в научное общество учащихся слушают и оценивают
данную работу.
Ход конференции.
1. Косарев Илья «Способы изобретения фонтана»
1. Водяной таран.
Горлышко большой стеклянной воронки с надетой на нее резиновой трубкой
соединить стеклянным тройником с резиновой трубкой, в которой вставлен
отрезок стеклянной оттянутой трубки. Налить в воронку воды, которая будет
выливаться из открытого колена тройника. Если это колено быстро закрыть
пальцем, то из оттянутого конца брызнет фонтаном вода выше уровня воды в
воронке. Объяснить явление.
Ответ:
Когда закрывают пальцем открытое колено тройника, движущаяся вода по
инерции устремляется вверх и, проходя через оттянутый кончик трубки.
Увеличивает свою скорость. Кинетическая энергия этой воды оказывает
достаточной, чтобы выбросить небольшой фонтанчик выше уровня воды в
воронке.
2. Фонтан из трубки.
Берется стеклянная трубка с оттянутым, как у пипетки
концом. Опускается трубка с оттянутым концом в стакан с
горячей водой 80-90˚и ждете, пока в нее не войдет вода. Затем
закрывается пальцем верхнее отверстие трубки, и вынимаете
ее из стакана. У нижнего отверстия трубки образуются воздушные
пузырьки. Они растут, отрываются от стенок и поднимаются внутри трубки
вверх. А вода из трубки не выливается.
Затем, открыв верхнее отверстие трубки воду, выливают обратно в стакан.
Вновь набирается вода из стакана в трубку. Закрыв верхнее отверстие трубки
пальцем, вы быстро вынимаете ее из стакана и переворачиваете - из трубки
бьет мощный фонтан.
2
Ответ:
Когда в трубку из стакана попадает горячая вода, воздух верхней части
трубки имеет практически комнатную температуру. После того как
закрывается верхнее отверстие трубки, и трубка перевернется, горячая вода
по стенкам начнет стекать вниз, быстро нагревая воздух. Давление воздуха в
трубке возрастает, и расширяющийся воздух «выбрасывает» через узкое
отверстие трубки не успевшую опуститься вниз воду в виде фонтана. Высота
фонтана зависит от разности температур воздуха и воды, набранной в трубку.
3. Видоизмененный фонтан.
Вода переливается из сосуда С в сосуд В, сжимает в нем воздух, который по
трубке частично переходит в сосуд А. Давление воздуха на
поверхность воды в сосуде А увеличивается, и она начинается
фонтанировать.
2. Караулов Игорь
Абалаков Денис
«Демонстрация явления инерции»
1.Вырезается из тонкого картона полоска шириной 2-3см. и
склеивается из нее кольцо диаметром 10-15см. Положите его
на горлышко пустой бутылки. На кольцо положите монету, а
внутрь введите линейку и резким горизонтальным движением
выбейте кольцо из-под монеты. Монета упадет в бутылку.
Ответ: При резком выбивании кольца из под монеты время взаимодействия
указанных тем мало, поэтому небольшая сила трения, действующая на
монету. Не может сообщить последней скорость в горизонтальном
направлении. Практически монета сохраняет состояние покоя инерции, но
при удалении опоры падает в бутылку.
2.На листок ставится стакан с водой. Свешивающийся конец
листка возьмите в одну руку, а ребром ладони другой руки
резко ударьте по нему. При этом листок выдергивается, а
стакан остается. Почему?
Ответ: При резком выдергивании листка из под стакана время
взаимодействия указанных тел мало, поэтому небольшая сила трения,
действующая на стакан, не может сообщить последней скорость в
горизонтальном направлении. Практически стакан сохраняет состояние
покоя по инерции.
3. Положите на стакан кусок картона размером 7*10см. с
монетой на верху. Резко ударьте по ребру картона. При этом он
вылетит, а монета упадет на дно стакана.
3
4. Положите листок бумаги на край стола. На листок поставьте пустую
бутылку горлышком вниз. Резким движением выдерните листок. При этом
бутылка остается на месте. Почему?
5. На стакан помещают доску. На доску ставят тяжелый груз и
ударяют со всей силой молотком. Стакан не разбивается.
6.
На тонкой нити подвешен груз. Снизу к нему прикреплена другая такая же
нить. Если резко дернуть за нижнюю нить, тона обрывается, а груз остается
висеть на верхней нити. Но если нижнюю нить не дергать, а медленно
тянуть, то оборвется верхняя нить и груз упадет.
Это объясняется тем, что когда нижнюю нить резко дергают, то время
взаимодействия руки и нити настолько мало, что груз не успевает изменить
свою скорость и верхняя нить не обрывается.
Когда же нижнюю нить тянуть медленно, взаимодействие тянущей руки и
грузом длится большее время и груз успевает приобрести такую скорость,
что его перемещение оказывается достаточным для разрыва и так натянутой
верхней нити.
7. На стол, покрытый скатертью, положите две монеты. На них поставьте
стакан. Третью монету, меньшую по толщине, положите под стакан
посередине. Попробуйте достать ее, не пользуясь ни какими предметами и не
касаясь руками ни монет, ни стакан.
Ответ: Ногтем
пальца вызывают движение скатерти рывками в
направление на себя. Скатерть движется вместе
с монетой, затем срывается с ногтя и рывком
перемещается обратно, а монета вследствие
инерции остается. Этот процесс периодически
повторяют до тех пор. Пока не выйдет монета из
под стакана.
8.
4
Возьмите гладкую доску толщиной 1-1.5см. и нарежьте 5-6 брусков размером
80*90мм. Сложите бруски стопкой, сверху поставьте стакан с водой.
Метровой линейкой, которую перемещайте по поверхности стола, резко
ударьте по нижнему бруску. Последний вылетает, а остальные со стаканом
остаются на месте. Выбивайте остальные бруски, пока не останется
последней со стаканом.
Мы не остановимся в исследование и от более простого перейдем к более
сложному, например к реактивному движению, а его моделью является
движение воздушного шарика.
3. Акишина Аня
« Исследование плавания тел.»
1. Водяной подсвечник.
Водяной подсвечник. Возьмите стеариновую свечу. На нижнем конце
закрепите небольшой грузик и опустите в стеклянный сосуд с водой. Свеча
должна плавать, как поплавок. Верхний конец с фитилем чуть выступает над
водой. Как долго будет гореть свеча? Все обычно отвечают, что свеча будет
гореть недолго. Наблюдайте за горением свечи. Она горит почти до конца.
Как объяснить это явление?
В процессе горения постепенно убывает сила
тяжести, действующая на свечу. Для ее равновесия
выталкивающая сила должна уменьшаться, а это
возможно только с подъемом свечи.
2. Опыт с блюдцем.
Возьмите блюдце и опустите его на воду ребром, оно тонет. Если
блюдце опустите на воду дном, оно плавает на поверхности. Почему?
Фарфор или фаянс обладает большей
плотностью, чем вода, поэтому при опускании
блюдца ребром оно тонет.
При опускании блюдца дном на воду оно
погружается в воду на такую глубину, при которой
объем вытесненной воды по силе тяжести равен силе
тяжести блюдца, что соответствует условию плавания
тел на поверхности воды.
3. Опыт с крышкой.
5
Возьмите две крышки от молочных бутылок: одну – смятую в комок, а
вторую – целую. Опустите их на поверхность воды. Почему первая тонет, а
вторая нет?
Молочная крышка обладает большей
плотностью, чем вода, поэтому при опускании
смятой она тонет.
При опускании на воду оно погружается в воду на
такую глубину, при которой объем вытесненной воды
по силе тяжести равен силе тяжести крышки , что
соответствует условию плавания тел на поверхности
воды.
4. Опыт с пробиркой.
1.
Возьмите пробирку с пробкой, через которую пропустите
стеклянную трубку длиной 10—14 см, запаянную сверху. Запаянный конец
трубки должен выступать над пробиркой на 6—7 см. В пробирку насыпьте
столько дроби, чтобы пробирка плавала в воде, как поплавок, и при этом
конец трубки примерно 3 см выходил бы из воды. Затем вдвиньте трубку в
пробирку на 4 см и вновь опустите на воду. Почему она тонет?
Во втором случае объем пробирки с
трубкой уменьшается, что приводит к
уменьшению выталкивающей силы при той
же силе тяжести, и пробирка тонет.
2. С прибором предыдущего опыта
можно проделать другой опыт. Трубку
вдвигают в пробирку так, чтобы прибор плавал внутри воды при температуре
25—30 °С. Теперь, если подлить в сосуд холодной воды, то поплавок
всплывает, а если теплой, то тонет. Почему?
Первоначально сила тяжести поплавка равна
выталкивающей силе. В холодной воде выталкивающая
сила больше, а в теплой— меньше.
3.Для опыта возьмите пробирку с пробкой. В пробку вставьте проволоку,
на концах которой укрепите две деревянные палочки. В пробирку подлейте
воды или насыпьте дроби.
Две палочки и пробка изображают соответственно руки и голову
человека. Если палочки поднять вверх, то при опускании пробирки в воду
пробка окажется под водой. Отогните палочки вниз. Если сейчас опустить
6
пробирку в воду, то пробка оказывается над водой. Объясните наблюдаемое
явление.
Указанная пробирка ведет себя как тело, плавающее
на поверхности воды. Ее сила тяжести уравновешивается
архимедовой силой, равной силе тяжести воды,
вытесненной пробиркой. Причем часть объема пробирки
находится над водой. В первом случае он равен объему
палочек, находящихся над водой, во втором —
обусловлен частью пробки.
4. Цилиндрический сосуд наполните раствором медного купороса до
краев, закройте стеклянной пластинкой, переверните и поставьте на
стеклянный сосуд с керосином. Пластинку уберите. При этом происходит
перемещение жидкостей: раствор медного купороса опускается вниз, а
керосин поднимается вверх. Почему?
4. Плотность керосина меньше, поэтому он
поднимается вверх.
5.Соленая вода.
. Возьмите два стеклянные банки: одну – с чистой водой, вторую – с
соленой. В каждую из них опустите по клубню картофеля. В первой
картофель тонет, во второй – плавает. Объясните наблюдаемое явление.
Соленая вода имеет большую
плотность, чем картофель, поэтому он в ней плавает. Чистая вода имеет
меньшую плотность, поэтому картофель тонет.
6. Опыт с сырым куриным яйцом.
Мне потребуется: емкость с водой - банка или пластиковая бутылка с
отрезанным горлышком; сырое яйцо; соль
1.Я опустила сырое яйцо в воду. Оно погрузилось на дно.
2. Добавила в воду соль. Нужно сделать крепкий раствор соли - примерно
две столовые ложки на пол литра.
3. В полученный раствор положила яйцо. Теперь оно не тонет, а плавает на
поверхности.
4. Если аккуратно подливать в сосуд с соленой водой воду пресную, то
можно добиться, чтобы яйцо плавало посередине сосуда. А можно
поочередно подливать, то соленой, то пресной воды и яйцо будет, то
подниматься к поверхности, то погружаться на дно
Почему, когда вода пресная, яйцо тонет, а когда соленая - всплывает?
Закон Архимеда, и что выталкивающая сила зависит от плотности жидкости.
Как раз плотность жидкости я и меняла. Добавляя соль, увеличивала
плотность жидкости, значит увеличивается выталкивающая сила и яйцо
всплывает.
7
7. Картезианский водолаз.
3. 1.Картезианский водолаз. Цилиндрический стеклянный сосуд на 9/10
наполняют водой. В нем находится стеклянный пузырек с небольшим
объемом воды, опрокинутый горлышком вниз. Сверху цилиндрический
сосуд плотно затягивают резиновой пленкой. Если оказывать давление
на резиновую пленку, то стеклянный пузырек тонет. Прекратите воздействие
на пленку — пузырек всплывает. Объясните наблюдаемое явление. Где
используется в практике данное явление?
Давление, производимое на пленку, передается
воздуху, а через него воде. Она по закону Паскаля
передает давление во все стороны без изменения. Воздух,
имеющийся в пузырьке, сжимается, объем воды в нем
увеличивается. Общая сила тяжести пузырька с водой
становится больше выталкивающей силы, и пузырек
тонет.
При прекращении давления на пленку часть воды из
пузырька выходит. Общая сила тяжести пузырька с водой
становится меньше выталкивающей силы, и поэтому
пузырек всплывает.
На этом явлении основаны погружение и всплытие
подводных лодок. Перед погружением в них заполняют
водой балластные камеры. При подъеме вода из камер
вытесняется сжатым воздухом.
3.2. Вариант картезианского водолаза. Его изготовляют из пробирки
(желательно взять пробирку длиной 7—8 см и диаметром 2 см) с пробкой,
через которую пропущена стеклянная трубка диаметром 6 мм. В пробирку
наливают воду, объем которой подбирают опытным путем так, чтобы
пробирка плавала, и небольшая часть ее выступала из воды.
Пробирку опускают в литровую бутылку с водой. В горлышко бутылки
вставляют пробку со стеклянной или металлической трубкой, на которую
надета резиновая трубка. Если ртом вдувать воздух в бутылку через трубку,
то пробирка тонет. Почему? Если воздух выпустить обратно, то пробирка
всплывает. Почему?
Опыт можно видоизменить. Допустим, мы добились того, что пробирка
плавает. Если теперь создадим разрежение, втягивая, ртом воздух из
бутылки, то почему при этом пробирка всплывает?
При вдувании воздуха в бутылку повышается
его давление, которое передается водой во все стороны.
Воздух в пробирке сжимается, уровень воды в трубке
повышается. В итоге сила тяжести пробирки вместе с
водой становится немного больше выталкивающей силы
и она тонет. При выпускании воздуха часть воды выходит
8
из трубки. Общая сила тяжести пробирки с водой
становится меньше выталкивающей силы, и она
всплывает.
3.3 В пипетку набирают немного воды, столько, чтобы она плавала, как
поплавок, и самый ее кончик находился над водой. Помещают пипетку в
бутылку, которая почти полностью заполнена водой. (Однако между пробкой
и поверхностью воды должно оставаться некоторое пространство.) Плотно
закрывают бутылку. Сжимают бутылку, при этом воздух, который остался в
бутылке сжимается и пипетка погружается на дно, отпускают, и она снова
выныривает.
3.4. Возьмите пузырек из-под пенициллина и наберите в него столько
воды, чтобы сила тяжести пузырька вместе с водой была незначительно
больше выталкивающей силы. В высокий стакан с водой опустите пузырек
вверх дном, он потонет. Нагрейте стакан. Почему через некоторое время
пузырек поднимается вверх?
При нагревании давление воздуха в пузырьке
увеличивается, и часть воды из него вытекает. Общая
сила тяжести пузырька с водой становится меньше
выталкивающей силы. Пузырек всплывает.
8. Связь между стеклянной колбой, картезианским водолазом,
подводной лодкой и рыбой.
Возьму стеклянную банку с плотной крышкой. Закрою, ее и опущу в емкость
с водой. Банка плавает на поверхности. Налью в банку воды, снова плотно
закрою и опущу в емкость. Теперь она тонет. Почему? Дело в том, что
средняя плотность банки с воздухом меньше плотности воды, и она
всплывает. А средняя плотность банки с водой становится больше плотности
воды, в результате чего банка тонет.
8.1. Подводная лодка.
8.2. Рыба
9. Опыт с рыбкой, подковкой и спиралькой.
Я взяла подковку из картона и положила ее на воду. Когда я капнула каплю
мыльного раствора в разрез подковки, подковка уплыла к краю ёмкости
носом вперёд.
Когда я капнула две капли подсолнечного масла в разрез подковки, то с
подковкой ничего не стало, а две капли встали по внутренним стенкам. .
Для последующих опытов я взяла двух абсолютно одинаковых
рыбок.
9
Когда я капнула мыльным раствором в разрез рыбки, рыбка поплыла к
краю емкости вперед носом.
Когда я капнула каплю подсолнечного масла в разрез рыбки, рыбка
промокла, но осталась на своём месте.
После опыта с рыбками и подковками я высушила рыбок и подковки. Та
рыбка и та подковка, с которыми производили опыт с подсолнечным маслом
были с пятнами после сушки.
Я смазала спиральку подсолнечным маслом и положила её на воду. Когда
я капнула 1 каплю мыльного раствора, спиралька опустилась на дно.
Я капнула в середину спиральки каплю подсолнечного масла, и спиралька
начала кружиться. Я капнула в край спиральки подсолнечное масло,
спиралька, как будто убежала от капли крутясь влево.
Вывод.
Меня заинтересовало плавание тел. Поэтому на протяжении всей работы я
исследовала различными опытами поведение тел в воде.
Сначала я взяла обычные игрушки и провела с ними опыты. Сразу можно
увидеть, что обычные на вид простые вещи позволяют исследовать сложные
физические явления.
Я продолжила исследования не только в пресной воде, но и в соленой воде.
И в заключение я сделала аналог подводной лодке в виде искусственно
созданной лодки.
Мне было интересно проводить эксперименты.
Подведение итогов урока.
Учащиеся научного общества обсуждают представленные исследовательские
работы. Предлагают способы совершенствования.
10