Методична скарбниця

Вчитель: Сіденко Віталій Олександрович

                                                  Конспект уроку з фізики 7 клас

Тема уроку. Густина речовини.

Мета уроку:

навчальна: шляхом проведення фізичного експерименту навчити учнів встановлювати аналітичні зв’язки між масою та об’ємом різнорідних речовин, навчити знаходити густину твердого тіла;

розвивальна: формувати інтерес до фізичного експерименту, розвивати експериментальні вміння та прагнення проводити експеримент; сприяти активізації творчого мислення учнів, пробуджувати в них пізнавальний інтерес, стимулювати розвиток ініціативи, кмітливості, формувати уміння висувати гіпотези, робити припущення та перевіряти їх;

виховна: виховувати практичні навички у користуванні приладами, розширити кругозір учнів, збуджувати інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: ваги демонстраційні; посудина з водою, олією; мензурки з горохом, гречкою; картоплина та солона вода; ваги лабораторні; набори важків; мензурки з водою; тіла правильної та неправильної форми;аркуші, листки контролю; кратки із завданнями.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Структура уроку

1.Організаційний момент.

2.Актуалізація опорних знань учнів.

3.Проведення колективного наукового дослідження. Створення проблемної   ситуації.

4.Вивчення нового матеріалу.

5.Практичне використання густини.

6.Підсумок уроку, домашнє завдання.

Хід уроку

1.На початку уроку вчитель пропонує об’єднатися учням в групи по 5 чоловік. Склад команди під час уроку без змін, а учні в команді виконують певні ролі:

·        капітан – організовує роботу групи, відповідає за роботу кожного та групи, веде листок контролю;

·        науковець – шукає необхідну інформацію, готує виступи;

·        винахідник – висуває гіпотези, проводить необхідні дослідження;

·        журналіст – веде записи, готує репортаж про досягнення групи;

·        хронометрист – підтримує зосередженість групи над завданнями та стежить за часом.

      Капітан отримує листок контролю знань, умінь та навичок учнів.  У колонку капітан ставить ,,+” або ,,—” за роботу кожного члена команди, підраховує загальну суму балів за шкалою: ,,+” – 1,5 бала, ,,—” – 1 бал, який є штрафним балом (неповага до опонентів, підказка під час відповіді та інші недоліки в роботі).

Таблиця

№ з/п	Прізвище, ім’я учня	Роль	Перше завдання	Друге завдання	Третє завдання	Експеримент 1	Експеримент 2	Експеримент 3	Практичне застосування	Сума балів	Оцінка
1		капітан
2		дослідник
3		винахідник
4		журналіст
5		теоретик

Вступне слово вчителя.

Сьогодні ми з вами здійснимо подорож  на машині часу в минуле й майбутнє планети ,,РЕЧОВИНА”. У нас у класі проходять підготовку екіпажі машин часу, тож перед польотом познайомимося з ними.

Візитна карта команди: кожна група учнів презентує назву екіпажу, капітана, дослідник, винахідника, журналіста та теоретик.

2.Актуалізація опорних знань учнів.

Організація роботи учнів у групах.

Завдання №1. ,,Перевірка готовності до польоту.”

Командам підготувати запитання до суперників з теми: ,,Інертність тіла. Маса тіла”. Запитання ставлять науковці, а відповідають винахідники.

Завдання №2 . ,,Чи знаєте ви мову жителів планети?”

Повторення правил переходу до системи СІ. Журналісти по черзі демонструють готові відповіді на дошці

500г = 0,5кг, 800мг=0,0008кг, 140г50мг= 0,1405кг;  60дм³=0,06м³, 10 055см³=0,010055м³.

Учитель. Усі команди готові до польоту, взялися за руки і… полетіли. Ми на планеті ,,Речовина”.

Завдання №3. ,,Що? Де? Коли?”

Учитель роздає завдання екіпажам, організовує роботу учнів в групах, відповіді дають капітани. Якщо учні неправильно відповідають, питання отримує наступний екіпаж, робиться оцінювання відповідей учнів.

Команди отримують картки із якісними задачами.

1.Повітряну кульку стиснули. Чи змінився об’єм повітря?

2.Чи може маса будь-якого тіла дорівнювати нулю?

3.Чи змінюється маса молекул води, коли вода перетворюється в лід?

4.Чи змінюється об’єм води при замерзанні?

5.Чи змінилась маса сіна, яке було в копиці, коли сіно спресували в тюк?

   Учитель. На планеті є материки, океани та острови. Ми з вами потрапили в океан ,,Дослідження”

      Кожному екіпажу дослідницьке завдання – знайти масу тіла правильної та неправильної форми. Отриману відповідь залишити на ,,екрані корабля”. Учні за допомогою правил роботи з фізичними приладами – вагами – шукають масу тіл, записують її значення на аркушах маркерами, після чого винахідники вивішують їх на дошці під назвою свого екіпажу.

Учитель. Ми з вами згадали, як працювати з фізичними приладами, тож всі команди запрошуються до станції ,,Наукова”.

3.Проведення колективного наукового дослідження.

     Організація виконання колективного дослідження. Учитель проводить досліди. Учні спостерігають за дослідами, висувають власні гіпотези щодо пояснення одержаних результатів.

Дослід №1. На зрівноважені терези кладемо дві склянки з водою та олією. Порівняйте масу тіл та об’єм.

Результат:  m₁  >  m_{2 ,}      V₁ =  V_{2 .}

Висновок: різні рідини в однакових об’ємах мають різну масу.

Дослід №2. На зрівноважені терези кладемо дві мензурки, але з різними речовинами (горохом і гречкою). Порівняйте масу та об’єм.

Результат:  m₁ =  m₂ ,    V₁   >  V₂ .

Висновок: різні тіла з однаковою масою мають різні об’єми.

Поясніть на основі знань про речовину результати досліджень. Учні пропонують власні гіпотези і доходять колективного висновку.

1.Молекули речовин – різні (за розмірами та масою)! (дослід №1, дослід №2).

2.Взаємне розміщення молекул – різне! (дослід №2)

3.Маса всіх молекул в одиниці об’єму речовини – різна! (дослід №1).

4.Вивчення нового матеріалу.

      Маса одиниці об’єму одержала особливу назву – густина. Оголошення теми і мети уроку.

      Створення проблемної ситуації. Як визначити масу гранітної брили об’ємом 8м³? (Обговорення можливих варіантів). Треба знати масу одиниці об’єму.

Сформулюйте, що ж таке густина. Запишемо це в зошит.

                  Маса                           m

Густина= ——— ;             ρ = ———

                 Об’єм                          V

     Одиниця вимірювання густини:   кг/м³  або  г/см³. 

Встановимо співвідношення між цими одиницями:

1000кг/м³ = 1г/см³

      Вимірювання густин твердих тіл є частіше за все непрямими: вимірюють масу та об’єм, а потім розраховують густину речовини. Продовжимо заповнювати табличку в кінці зошита.

        Поглянемо ще раз на формулу густини. Якщо збільшується об’єм, то для суцільного тіла збільшується у стільки ж разів і маса. Через це густина даної речовини має цілком певне значення незалежно від того, який об’єм цієї речовини взято, а для неоднорідних тіл визначають середню густину. Аби щоразу не підраховувати відношення маси до об’єму тіл, вченими були створенні таблиці густин різних речовин для твердих тіл, рідин і газів.

Чарівний трикутник допоможе вам знайти масу та об’єм різних тіл, якщо відома речовина або густина речовини.        

                   

          Організація роботи в групах з таблицями густин. Учні дають відповіді на запитання.

1.Порівняти густину води і льоду.

2.Знайти та порівняти густину ртуті і гасу

3.Що означає запис в таблиці ,,густина алюмінію – 2700 кг/м³”?

4.Яка з двох ложок однакового розміру – залізна чи срібна – має найбільшу   масу?

5.1м³ якого газу має найбільшу, найменшу густину?

5.Практичне використання густини.

         Учні по групах читають ,,Легенду про Архімеда та золоту корону”(додаток 1).

Висновок: Архімед досліджував умови плавання тіл.

Демонстрація дослідів.

Дослід №1. Чому металеве тіло тоне у воді?

Дослід №2. Піднімання на поверхню води пластмасової кулі.

Дослід №3. Плавання картоплі або морквини в солоній воді.

        Учні висувають гіпотези, формулюють самостійно висновки щодо умов плавання тіл, порівнюючи густини тіл та рідин за таблицями густин і спостерігаючи демонстрації учителя.

        Отже, знаючи густину тіла і густину рідини, можна передбачити, як поводитиме себе тіло в рідині.

6.Підсумок уроку.

          Заключне слово вчителя. Журналісти роблять репортаж по групах. Обмін думками та враженнями. Визначення найкращого репортажу. Самооцінювання учнів в групах, капітани здають листки контролю.

 7.Домашнє завдання.

Вивчити § ; творче завдання – визначити густину бруска туалетного мила; та картоплини

                          Конспект уроку з фізики 10 клас

 10 клас. Тема: Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови

                         речовини та її дослідне обґрунтування. Пояснення будови

                         твердих тіл, рідин і газів на основі атомно-молекулярного

                         вчення про будову речовини.

Мета:  ознайомлення  учнів з поняттям молекулярної фізики як розділу фізичної науки, молекулярно-кінетичною теорією речовини та її основними положеннями та її дослідним обґрунтуванням на прикладі дифузії та броунівського руху.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Хід уроку

I.    Організаційний етап

II.        Актуалізація опорних знань

Даний урок є першим уроком в темі «Молекулярна фізика і термодинаміка».  Але з уроків природознавства і фізики ви де що знаєте про внутрішню будову речовини. Давайте зясуємо, що вам відомо про будову речовини?

1.     З яких частинок складаються всі речовини?

2.     Чи можна стверджувати, що молекула – найменша частинка даної  речовини?

3.     Що можна сказати про молекули однієї і тієї ж речовини і різних речовин?

Увага на екран

4.     Як розташовані молекули в речовині? Щільно чи з проміжками?

5.     Який характер руху молекул в речовині?

6.     Як залежить рух молекул від температури речовини?

7.     Які сили діють між молекулами в речовині?

ІІІ.      Мотивація навчальної діяльності

Чому важливо вивчати внутрішню будову речовини, вміти пояснювати властивості макроскопічних тіл і теплових процесів, що в них протікають? Обґрунтуйте відповідь, використовуючи попередньо набуті знання з фізики, власний життєвий досвід. (метод  «Прес»)

Вивчаючі молекулярну фізику   у 10 класі ви розширите  і поглибите  знання про будову речовини. Разом ми  спробуємо привести ці знання в певну систему. 

Молекулярна фізика – це розділ фізики, який розглядає  властивості тіл як сумарний результат  руху та взаємодії  величезної кількості  молекул, з яких складаються ці тіла.

 Досягненнями молекулярної фізики широко користуються інші науки  - хімія, біологія  та багато інших.  Основні уявлення молекулярної фізики використовуюся у таких спеціальних галузях науки, як  фізика металів, полімерів і  плазми, кристалофізика, фізико-хімічна механіка. Саме молекулярна фізика вказує шляхи на створення матеріалів  із заданими властивостями.

 Основою молекулярної фізики  є молекулярно-кінетична   теорія.

   Перші уявлення про молекулярну будову речовини зародилися в глибоку давнину. Уже більше двох тисяч років тому  давньогрецькі філософи передбачали що все в світі складається з дуже маленьких неподільних частинок – атомів. Грецький вчений Демокріт  (460-370 рр. до н.е.) писав: «Все складається з атомів…. речі розрізняються атомами, з яких складаються, їх порядком і положенням». Хоча слід зауважити, що уявлення стародавніх атомістів про дискретну будову речовини  були лише здогадкою.

   В середні віки послідовники атомістичного вчення  переслідувалися інквізицією  і владою, бо було глибоко матеріалістичним. У Франції  в      1026 році  вищій суд заборонив спеціальним декретом розповсюдження атомістичного учення під страхом смертної втрати. Лише в XVII столітті

 І. Ньютон  зробив спробу пояснити розширення газів на основі передбачення, що молекули  намагаються заповнити простір.

    В XVIIІ столітті прихильником і пропагандистом молекулярно-кінетичної теорії був М. Ломоносов. Основні положення цієї теорії, сформульовані Ломоносовим, не зазнали суттєвих змін і до нашого часу.

Мета молекулярно-кінетичної теорії  - пояснення  властивостей макроскопічних тіл і теплових процесів, які протікають в них, на основі уявлень про те, що всі тіла складаються  з окремих частинок, які хаотично рухаються.

В основі молекулярно-кінетичної теорії  речовини лежать три основні положення:

1.       Будь-які речовини мають дискретну (переривчасту) будову. Вони складаються з найдрібніших частинок молекул і атомів. Підтвердженням дискретності є прокатка, кування металу, отримання 1974 року фотографії окремих молекул і атомів, розчинність речовин тощо.
Що ви знаєте про молекули та атоми речовини?

Молекули - найменші частинки, які мають хімічні властивості речовини. Молекули складаються з більш простих частинок - атомів хімічних елементів. У природі є 92 хімічні елементи. Разом із штучними наразі налічується 105 елементів.  Речовину, яка побудована з атомів лише одного виду, називають елементом (водень, кисень, азот тощо). Кожен елемент має свій номер Z в таблиці Менделєєва. Число Z визначає кількість протонів у ядрах атомів і електронів, що рухаються в атомі навколо ядра. 

2.       Молекули знаходяться в стані неперервного хаотичного (невпорядкованого) руху, що називається тепловим і у загальному  випадку є сукупністю поступального, обертального і коливального рухів.
Під час нагрівання речовини швидкість теплового руху і кінетична енергія його частинок збільшуються, а під час охолодження зменшуються.

3.       Молекули взаємодіють одна з одною із силами електромагнітної природи. На великих відстанях вони притягуються, а на малих - відштовхуються. Сили притягання і відштовхування між молекулами діють постійно.  Молекули різних речовин по-різному взаємодіють одна з одною. Ця взаємодія залежить від типу молекул і відстані між ними. Залежно від характеру руху і взаємодії молекул розрізняють три стани речовини: твердий, рідкий, газоподібний (плазма).
Плазма – це частково або повністю іонізований газ, тобто електрони відірвані від ядер, причому  концентрація позитивних та негативних зарядів однакові це називають квазинейтральностю.  Завдяки цьому речовина стає не тільки електропровідною, але й надзвичайно чутливою до електромагнітних полів. Плазму називають четвертим агрегатним станом речовини на відміну від твердого, рідкого та газоподібного. В стані плазми знаходиться бульшая частина речовини Всесвіту, зорі, галактики.

Для газів характерні великі міжмолекулярні відстані, малі сили притягання, тому гази можуть необмежено розширюватись. Молекули газу хаотично рухаються, співударяються одна з одною і зі стінками посудини (рис.1).
У рідинах молекули розміщені

тісно і коливаються навколо                    Рис. 1 Водяна пара (1) та вода (2).Молекули води

положення рівноваги                                         збільшені в 5·10⁷ раз.        

 а згодом перескакують з одного рівноважного положення в інше (ближній порядок). 
У твердих тілах сили взаємодії кожної молекули із сусідніми настільки великі, що молекула здійснює малі коливання навколо деякого сталого положення рівноваги - вузла кристалічних гратки - дальній порядок (рис.2). 

Молекулярно-кінетичну теорію речовини підтверджено такими дослідами і спостереженнями:                                                      

Ø    дослід із змішуванням рідин;                       Рис.2 Кристалічна гратка NaCl. 

Ø    дослід із розчиненням твердих речовин в рідинах; 

Ø    спостереження над стисливістю речовин; 

Ø    деформації твердих тіл; 

Ø    броунівський рух; 

Ø    спостереження дифузії; 

Ø    зображення окремих молекул, отримані за допомогою іонного проектора, електронного мікроскопа; 

Ø    рентгеноструктурний аналіз речовин; 

Ø    спостереження осмосу. О́смос (рос. осмос, англ. osmosis, нім. Osmose f) — спонтанний перехід, однобічна дифузія через напівпроникну перегородку (мембрану), яка відокремлює розчин від чистого розчинника або розчину меншої концентрації.

Розглянемо деякі із дослідів  та спостережень.

У 1827 р. англійський ботанік Роберт Броун  спостерігав під мікроскопом рух спор рослин в краплі  рідини. Траєкторія руху кожної частинки була ламаною лінією Припущення про молекулярну будову речовини підтверджу­валося лише побічно. Розміри молекул і атомів настільки дрібні, що розрізнити їх у звичайний мікроскоп неможливо. Тому навіть у ХІХ ст. багато вчених ще сумнівалися в існуванні молекул. Нара­зі техніка досягла рівня, за якого можна розгледіти навіть окремі атоми.

Переконатися в існуванні молекул та оцінити їхні розміри можна досить просто.

Дослід 1. Помістимо дуже маленьку крапельку олії на поверхню води. Масляна пляма розтікатиметься по поверхні води, але площа масляної плівки не може перевищувати певного зна­чення. Природно припустити, що максимальна площа плівки від­повідає масляному шару завтовшки в одну молекулу. Наприклад, крапелька маслинової олії об’ємом 1 мм³ розтікається по площі не більш ніж 1 м². Звідси випливає, що розмір молекули олії стано­вить порядку 10^{-9 м.}

Дослід 2. Як довести що молекули рухаються? Капніть крапельку парфумів в одному кінці кімнати, і через кіль­ка секунд цей запах пошириться по всій кімнаті. У повітрі навко­ло нас молекули носяться зі швидкостями артилерійських снаря­дів — сотні метрів на секунду.

Дослід 3.  Візьмемо пробирку з водою   і капнемо в неї краплю фарби.

1.     Що ми спостерігаємо?

2.     Як називається це явище?

3.     Підтвердженням яких положень МКТ є дифузія?

Давайте візьмемо дві пробірки з водою  і в кожну капнемо по краплі фарби. Одна пробірку будемо нагрівати а іншу ні. Що ви спостерігаєте? 

4.     Висновок: від чого залежить швидкість дифузії?

5.     Як ви гадаєте,  чи може дифузія відбуватися між речовинами в різних агрегатних станах?

Між речовинами в одному агрегатному стані? Наведіть  приклади.

6.     Виникає запитання: як можна пояснити дифузію в твердих тілах рухом молекул, якщо їх частинки лише коливаються навколо положення рівноваги?

Частинки твердих тіл зрідка покидають свої місця і переходять на інші. Ось ці «мандруючі» молекули чи атоми і зумовлюють дифузію в твердих тілах.

Дифузія  молекул твердих тіл  за звичайних температур відбувається дуже повільно. Було проведено такий дослід. На золоту пластинку ставили свинцевий циліндр із ретельно очищеною від оксидів основою i залишали їх у такому положенні за кімнатної температури (20 °С) на кілька років. Виявилося, що за 4 роки свинцевий циліндр «спаявся» із золотою пластинкою, а хімічний аналіз показав, що невелика кiлькiсть золота проникла в свинець (а свинець — у золото)  на глибину близько 5 мм.

7.     Яке практичне значення має дифузія в життєдіяльності людини: в побуті, в промисловості? В природі?

ІУ. Закріплення нового матеріал.

 1. Яка мета молекулярно-кінетичної теорії?

 2. Сформулювати основні положення МКТ.

 3. Назвіть явища та факти, які підтверджують, що:

      а) молекули існують;

      б) молекули рухаються;

      в) між молекулами діють сили притягання і відштовхування;

      г)між молекулами є проміжки.

4. Броунівський рух – це рух найдрібніших частинок твердої речовини під ударами  молекул рідини чи газу, у яких ці частинки знаходяться:

·        для яких частинок більше помітний броунівський рух: для більше дрібних чи менше дрібних?  Чому?

·        Чи залежить броунівський рух від температури рідини чи газу? Як саме?

·        Чому броунівський рух не спостерігається для чаїнок в склянці чаю?

·        Підтвердженням яких положень МКТ є броунівський рух?

5. Дифузія  речовин – це явище проникнення  молекул однієї речовини між молекулами другої речовини при дотику цих речовин. Усі речовини в будь-яких агрегатних станах дифундують, причому із різною швидкістю. Швидкість дифузії залежить від агрегатного стану речовин,  а також від її температури.

6. Що таке осмос?      - дифузія, що відбувається через напівпроникні

                                       Перегородки.

7. А чому на вашу думку молекули не проникають одна в одну?

Завдяки силам відштовхування молекули не проникають одна в одну. 
Хоч молекули електронейтральні, між ними на малих відстанях діють значні електричні сили, бо молекула - складна система, що складається з електронів і ядер атомів. Відбувається взаємодія між електронами і ядрами сусідніх молекул. Електричне поле за межами молекул швидко спадає з відстанню. Якщо зблизити молекули на відстань 2 - 3 діаметрів, виникає взаємодія їх ядер і електронних оболонок. Різнойменні заряди починають притягатися, а однойменні відштовхуватися. Коли молекули зіткнуться своїми електронними оболонками подальше їх зближення стає неможливим. Сили відштовхування різко зростають зі зменшенням відстані між центрами молекул.

 Домашнє завдання

1.     Вивчити теоретичний матеріал  за підручником: Є.В. Коршак,             О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко. Фізика 10. § 39

2.     Знайти відповідь на питання: чи відбувається тепловий рух у:

А) кусочку льоду;

Б) пилинці;

В) молекулі;

Г) краплині води.

3. Заповнити таблицю

Агрегатний стан речовини	Відстань між частинками ( в порівнянні з розмірами самих частинок)	Взаємодія частинок	Характер руху частинок	Порядок розташування частинок	Збереження форми та обєму
твердий
рідкий
гази