Методические рекомендации особенности физических наблюдений.(4 часа) (стр. 2 из 6)

Изменение скоростей тел при их взаимодействии. Определение взаимодействия. Результат взаимодействия. Количественная характеристика взаимодействия. Сила — мера взаимодействия тел, единицы силы. Прибор для измерения сил.

Демонстрации

На столе лежат два бильярдных шара. Как, на имея весов или иных приборов, определить, равны ли массы этих шаров? Может ли человек, стоящий на идеально гладком льду, сдвинуться с места, не упираясь острыми предметами в лед?
Определите, как изменяются скорости двух шариков в результате взаимодействия. Для постановки опыта возьмите два одинаковых стальных шарика и положите их на желоб. Сообщите одному из шариков скорость и проследите за поведением шариков после взаимодействия. Сообщите обоим шарикам скорости, но такие, чтобы второй догонял первый, и снова проследите за изменением скоростей шариков после взаимодействия.
Сложение сил, действующих по одной прямой и под углом друг к другу

Лабораторные работы и опыты

Подвесить лезвие, стянутое ниткой, к кольцу штатива. Пережечь нить, объяснить результат опыта.
Подвесить лезвие, стянутое ниткой, к кольцу штатива так, чтобы оно касалось ластика, подвешенного к той же точке. Пережечь нить. Описать результат опыта.

Самостоятельные работы

Придумайте и проделайте опыты, при помощи которых можно показать, что действие сил может проявляться в деформации или изменении движения тел: для упругой силы, для силы тяжести и магнитной силы.
Изобразить силы, действующие на подвешенное тело, на подводную лодку в толще воды, на парашютиста, на веревки, за которые два мальчика тянут санки под разными углами.
Велосипед удерживается так, чтобы он не мог упасть набок, но мог двигаться вперед или назад; его педали находятся в самом верхнем и самом нижнем положениях. Студент приседает рядом с велосипедом и прикладывает к нижней педали горизонтальную силу, направленную в сторону заднего колеса. Как будет двигаться велосипед? Вращается ли его зубчатое колесо в том же направлении, что и заднее колесо, или в противоположном?

2/6. Сила тяжести. Равновесие тел.

Сила тяжести (определение, обозначение). Свободное падение. Ускорение свободного падения (обозначение, числовое значение, физический смысл, наименование). Понятие равновесия. Условия отсутствия поступательного движения тела. Условие отсутствия вращательного движения тела. Правило моментов. Рычаги. Условие равновесия рычага, понятие центра тяжести. Рычажные весы.

Демонстрации

Свободное падание шарика после пережигания нити, к которой он привязан.
Падение шарика, брошенного горизонтально.
Изучение падания тел по компьютерной модели. Трубка Ньютона. Поступательное и вращательное движение тел, разный результат действия одной и той же силы, приложенной к разным точкам тела, действия нескольких сил на тело с неподвижной осью вращения (набор по статике). Применение правила момента к рычагу.

4. К однородной круглой пластине, лежащей на горизонтальной плоскости, приложены дае равные и противоположно направленные силы. Как будет двигаться пластина?

- 5 -

Определение центра масс тела неправильной формы. Когда уравновешивают щетку на ручке стула, какая часть тяжелее?

Лабораторные работы и опыты

Падение дисков равного диаметра, сделанных из картона и из бумаги.
Найдите силу тяжести, действующую на следующие тела: а) на человека массой 50 кг; б) щенка массой 5 кг; в) муху массой 0,1 г; г) самолет массой 98 т вблизи поверхности Земли.
На какой из шаров действует большая сила тяжести?

Изготовление весов и разновесов. Как измерять силу тяжести и массу тел на рычаге с разными плечами?

Самостоятельные работы

Как определить площадь фигуры, вырезанной из картона, если имеются весы с разновесами, ножницы, полоска бумаги шириной 1 см?
Две катушки с нитками тянут с одинаковыми силами в одном и том же направлении, но они почему-то движутся в противоположные стороны. Объясните явление и проверьте по возможности на опыте.

Центр тяжести пустой тонкостенной мензурки массой 100 г и диаметром 60 мм находится на расстоянии 100 мм от основания. До какой высоты нужно заполнить мензурку водой, чтобы сделать ее наиболее устойчивой?
Четыре одинаковых кирпича лежит друг на друге на краю стола. Можно их сместить горизонтально вдоль друг друга таким образом, чтобы самый верхний оказался полностью вне области стола? Каков будет теоретический предел смещения самого верхнего кирпича, если количество кирпичей произвольно увеличивать?

3/7. Табличный способ описания результатов опыта.

Демонстрации

Табличное оформление результатов опыта применительно к правилу моментов

F,H
L, м

Лабораторные работы и опыты

Установление зависимости силы тяжести, действующей на различные тела, от массы.

- 6 -

m,кг
F,H

Самостоятельные работы

Составить таблицу перемещения от времени для стеклянного пузырька объемом 10 мл, закрытого пробкой и утяжеленного песком, который тонет в пластмассовой бутылке, заполненной водой до горловины. Для этого, помещая немного песка в пузырек, добиться того, чтобы он плавал на поверхности воды в бутылке. Осторожно сдавливая бутылку, заставить пузырек погружаться на дно. На стенке бутылки с наружной стороны сделать разметку. Время определять таймером, секундомером или метрономом.
Составить аналогичную таблицу для всплывания пузырька со дна бутылки.

4/8. Сила упругости. Динамометр.

Деформация. Возникновение силы упругости. Сила реакции опоры. Опытное подтверждение существования силы упругости. Закон Гука (формулировка, формула). Коэффициент жесткости (физический смысл, единица). Деформации упругие и пластические. Динамометр и его конструкция.

Демонстрации

Растяжение пружины под действием возрастающей силы. Растяжение пружин разной жесткости под действием одинаковой силы.

Массы тел 1 кг 1 кг 1 кг 2 кг 3 кг

С какими телами взаимодействуют грузы? Почему в первых трех случаях пружины деформированы по-разному? Почему под действием разных грузов пружины деформировались одинаково? Чем вы можете это объяснить? Изобразите силы, действующие в каждом случае, и сравните их по величине.
В дверном проеме закрепите маятник, используя резиновую нить. Приведите маятник в колебательное движение и проследите за изменением длины резиновой нити. Запишите, какие физические величины изменяются при этом.

Лабораторные работы и опыты

Измерьте силу, необходимую для равномерного перемещения по столу бруска с грузами.
Измерьте силу тяжести, действующую на бруски разной массы.
Возьмите динамометр в руку, подвесьте к его крючку груз и запишите показания. Надавите на крючок динамометра пальцем и снова запишите показания. С какой силой вы подействовали?
Потяните крючок динамометра с подвешенным к нему грузом вверх, запишите показания прибора и ответьте, с какой силой вы подействовали.
Исследовать растяжение шнура в зависимости от приложенной нагрузки

Самостоятельные работы

Положите лист картона так, чтобы он опирался на две книги. На середину листа положите мешочек с песком. Почему изменилась форма листа? Почему изменилась форма мешочка? Какие силы возникли между ними? К какому телу приложена сила упругости картона, а к какому – сила упругости мешочка?

- 7 -

К веревке длиной около 0,5 м привяжите крепко небольшое тело массой около 200-300 г. Вращая это тело на веревке в горизонтальной плоскости над головой, оцените по мускульному усилию, как меняется натяжение веревки при изменении частоты вращения, изменение натяжения при той же частоте, но от массы вращающегося тела.
Один конец веревки закреплен на вертикальной стене, а к другому приложена горизонтальная сила F = 2 Н.. Веревка провисла. Найдите массу веревки. Поставьте соответствующий эксперимент.

5/9. Графический способ описания результатов опыта.

Научить оформлять результаты опыта в виде графика, анализировать графики различных зависимостей.

Демонстрации

Температура кипения жидкости зависит от давления воздуха над ее поверхностью. Построим график зависимости температуры кипения от давления по данным, приведенным в таблице.

t⁰	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
Р,атм	0,006	0,012	0,023	0,042	0,073	0,12	0,2	0,312	0,47	0,7	1	1,43	1,96	2,67

Проанализируем этот график. Постоянна ли температура кипения воды? Как она зависит от наружного давления? Что происходит при повышении давления? При понижении давления? Что несет большую информацию, чем удобнее пользоваться: таблицей или графиком? В чем преимущества графика? Можно ли предсказать, какое необходимо давление для того, чтобы температура кипения была 125⁰?

Лабораторные работы и опыты

Провести исследование зависимости силы тяжести от массы и оформить результаты в виде графика. Какой масштаб осей вы выбрали? Что показывает угол наклона графика? Какой угол наклона для тел разной массы? Все ли точки графика лежат на одной прямой? Почему? От чего это зависит? Какой зависимость должна быть исходя из теории?