Окончание. См. № 19/08
(Учебники А.В.Пёрышкина «Физика-7» и «Физика-8».)
Урок 1. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА
7-й класс (40–45 мин)
I. ОМЭ (5 мин)
Проговорите в паре ответы на вопросы: Каково строение вещества? Что такое молекула? Каковы основные свойства молекул? Что такое диффузия? Как связаны температура тела и скорость движения молекул? В каком состоянии вещества диффузия происходит быстрее? медленнее всего? При каком условии заметно притяжение молекул? От чего зависит состояние вещества? Зачем нам нужны знания о строении вещества?
Сделайте самооценку. Организуйте группы.
Цель урока: основываясь на знаниях о строении вещества и свойствах молекул, решите задачи.
II. ОИЭ (30–35 мин)
1. Активистов движения «GreenPeace» встревожило резкое уменьшение поголовья нерп из-за жестокого уничтожения детёнышей нерп – бельков. Охотники убивали их из-за шкурок, отличающихся от шкурок взрослых особей своей особой белизной. Попытки «зелёных» бороться с охотниками силой не привели к успеху, – силы не равны, да и закон не на их стороне… А впереди новый охотничий сезон: через месяц возобновится жуткая бойня только-только подросшего молодняка. Как быть? (Ответ: окрасить шкурку белька несмываемой краской, т.е. «испортить» шкурку.)
2. В течение нескольких месяцев в почтовое отделение поступали посылки. При наличии пломб была нехватка веса. Ведомству пришлось выплачивать значительную сумму. В чём дело? (Ответ: в посылку клали сухой лёд – твёрдую углекислоту, происходила сублимация, вес посылки уменьшался.)
3. Американские астронавты не смогли с первой попытки выйти в открытый космос якобы потому, что «русские лазеры заварили двери кораблей». Астронавты не смогли открыть входной люк. В чём дело? (Ответ: когда космический корабль проходил через плотные слои атмосферы, его корпус сильно разогрелся, и вследствие диффузии люк «приварился» к стенке корабля. Этот факт положил начало использованию диффузионной сварки.)
4. Медицинские нитки должны быть достаточно толстыми, поэтому ушко иголки тоже должно быть широким. Такая иголка при наложении швов оставляет большой след, рвёт ткани, образуя дополнительные ранки. Как быть? Предложите усовершенствование иглы. (Ответ: отказаться от иголки вообще, металлизировать конец нити, который и будет выполнять функцию иглы.)
5. Бур работает на глубине в сотни метров. Если его резцы тупые, то он быстро истирается. Постоянно поднимать бур и рассматривать резцы нерационально. Как контролировать состояние резцов? (Ответ: вмонтировать капсулу с сильно пахнущим веществом в резец на критической границе с буром. Появление запаха из скважины станет сигналом о критическом состоянии резца.)
6. В Германии не рубят под Рождество с газонов ёлки. Почему? (Ответ: ёлки обрабатывают специальным составом, который издаёт неприятный запах при внесении их с улицы в тёплое помещение. Кому нужна такая ёлка?)
7. Для изготовления шоколадных конфет с начинкой из сиропа или повидла нужно сделать бутылочку из шоколада и заполнить её сиропом или повидлом. Если они холодные, то процесс заполнения идёт медленно, если горячие – быстро, но шоколад плавится, много конфет уходит в брак. Как следует поступить? (Ответ: заморозить начинку и окунуть её в горячий шоколад.)
8. Некий город стоит на реке, которая течёт только ночью. Как это объяснить? (Ответ: начало реки – высоко в горах. Днём солнце растапливает горный снег, образуется порция воды, которая подходит к городу лишь к ночи. К утру эта порция заканчивается. Так повторяется ежедневно. Такая река действительно существует в Чили.)
III. РОЭ (5 мин)
Сделайте общий вывод по уроку. Сделайте итоговую самооценку.
ДЗ. Повторите по необходимости § 7–11. По желанию: составьте кроссворд, ребус; найдите интересные задачи; выполните творческую работу по теме «Строение вещества».
Урок 2. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
8-й класс (2 ч: 40 мин + 40 мин)
I. ОМЭ (10 мин)
Проговорите в паре ответы на вопросы: Что такое внутренняя энергия тела? Каковы способы изменения внутренней энергии тела? Назовите виды теплопередачи. Как осуществляется передача энергии при теплопроводности? конвекции? излучении? Какие агрегатные состояния вещества существуют? Чем обусловлено агрегатное состояние вещества? В каком агрегатном состоянии вещество обладает наибольшей внутренней энергией? наименьшей внутренней энергией? Почему температура в процессе плавления и в процессе кипения неизменна? При каком условии вещество плавится? отвердевает? кипит? конденсируется? Зачем нам нужны знания о тепловых явлениях?
Цель урока: на основе имеющихся знаний объяснить предложенные следующие ситуации, факты, явления, решить задачи.
II. ОИЭ (60 мин)
1. При приближении руки к бумажной вертушке бумага начинает вращаться. Это загадочное вращение в 70-х гг. XIX в. давало многим повод думать, что тело обладает сверхъестественными силами. А как объясните вы? (Учитель демонстрирует это явление.)
2. Можно ли сварить уху в бумажном пакете? (После обсуждения ответов учитель проводит демонстрацию.)
3. Один поэт писал о капле: «Она жила и по стеклу текла,//Но вдруг её морозом оковало,//И неподвижной льдинкой капля стала,//А в мире поубавилось тепла». Какая физическая ошибка допущена поэтом? (Задача записана на доске.)
4. Случалось ли вам задумываться над тем, когда образуются ледяные сосульки – в оттепель или в мороз? Если в оттепель, то как могла замёрзнуть вода при температуре выше нуля? Если в мороз, то откуда могла взяться вода? (Задача Я.Перельмана.)
5. Лёд в водосточной трубе намерзает. Днём подтаивает и падает с грохотом, разбивая трубу. Осколки выскакивают на тротуар, пугая и задевая прохожих. Что вы можете предложить, чтобы убрать эти неприятные явления? (Задача ТРИЗ.) (Ответ: в трубу пропустить верёвку. Ледышка, подтаивая со стороны стенок трубы, не падает, а висит на верёвке, пока вся не растает.)
6. Часто можно видеть, как хозяйка, желая ускорить варку, усиливает огонь под кастрюлей, в которой кипит вода. Правилен ли этот приём? (Ответ: нет.)
7. В статье, опубликованной в «Докладах Французской академии наук», учёные утверждают, что нашли связь между размерами бороды и густотой шевелюры: чем больше и гуще борода, тем чаще образуется лысина. Как это объясняет физика? (Ответ: густой волосяной покров ухудшает теплоотдачу. Чтобы избежать перегрева головного мозга, организм вынужден избавиться от волос в верхней части головы.)
8. Сточная промышленная труба обрастает слоем жира, грязи. Необходимо периодически его счищать, например, битым кирпичом. Но маленькие кусочки лёгкие и не снимают слоя, большие – загромождают трубу, образуя затор, хотя и счищают слой. Как быть? (Задача ТРИЗ.) (Ответ: маленькие кусочки битого кирпича надо заморозить в большие. Большие куски хорошо счищают жир, по мере таяния распадаются на маленькие и не образуют заторов.)
9. Проделайте опыт. Алюминиевый стакан калориметра, в котором находится снег, поставьте на деревянный диск, смоченный водой. Добавьте соль в снег, размешайте её ложкой. Пронаблюдайте, что происходит, и объясните причину этого с физической точки зрения.
Оборудование (для каждой группы): деревянный диск, стакан с водой (смачивать деревянный диск), алюминиевый сосуд от калориметра, снег, соль, ложка.
(Ответ: при смешивании снега с солью снег интенсивно тает, что сопровождается поглощением энергии из окружающей среды, в том числе из воды между алюминиевым сосудом и деревянной подставкой.)
III. РОЭ (10 мин)
Обобщающий вывод по уроку. Итоговая самооценка.
ДЗ. Повторите тему по необходимости. По желанию: составьте кроссворд по теме или найдите интересные задачи; выполните творческую работу по теме.
Урок 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
8-й класс. (2 ч: 40 мин + 40 мин)
I. ОМЭ (10 мин)
Каково происхождение слова «электричество»? Сколько родов заряда существует? Как взаимодействуют заряды? Что такое электрическое поле? Как обнаружить электрическое поле? Как наэлектризовать тело? Как объяснить электризацию тела? Что значит «тело заряжено отрицательно»? «тело заряжено положительно»? Что такое проводники? диэлектрики? На чём основано заземление? Что такое ионы? положительные ионы? отрицательные ионы? ионизация? Для чего мы изучаем тему «Электростатика»? В чём ценность знаний о мире?
Сделайте самооценку. Организуйте группы.
Цель урока: на основе имеющихся знаний о статическом электричестве объясните предложенные ситуации, явления, решите практические задачи.
II. ОИЭ (60 мин)
1. Заметка из газеты: «Было уже заполночь, когда рабочий Камбарской перевалочной нефтебазы И.Третьяков, заправив восемь цистерн авиационным бензином, перевёл наливной шланг в очередную порожнюю ёмкость. Едва шланг коснулся горловины цистерны, как высоко вверх взметнулся 15-метровый оранжево-яркий столб огня. Мощной взрывной волной Третьякова отбросило далеко от цистерны…»
Заметка из журнала «За рулём»: «…Когда я переливал из ведра через пластмассовую воронку бензин в топливный бак мотоцикла, неожиданно между краем воронки и ведром проскочила искра, а затем из горловины бака возник факел горящего бензина…»
Что явилось причиной взрыва или возгорания бензина в данных случаях? Как бензиновые, керосиновые, нефтяные баки оберегают от возможного пожара?
(Ответ: причина – разряд статического электричества, который возникает при движении бензина по шлангу, воронке. Во избежание этого: 1) при хранении, транспортировке и заправке горючего рекомендуется применять только металлические вёдра, канистры, воронки и не использовать пластмассовые ёмкости; 2) повышают электропроводность бензина, добавляя в него соединения хрома; 3) заземляют стационарные ёмкости; 4) заземляют транспортные средства, например, цепями).
(После обсуждения решений учитель показывает опыт 181 по электризации песка при пересыпании его в шар через пластмассовую воронку.)
2. В XX–XXI вв. вредное проявление электризации наблюдалось чаще, т.к. увеличилось число легко электризующихся веществ: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты. Вот несколько примеров:
– На клеепромазочной машине, где материалы, проходя через валки, смазываются резиновым клеем, происходит электризация вследствии трения. Если не снять эти заряды, то даже небольшая искра может вызвать пожар, т.к. окружающий воздух насыщен парами бензина. Причиной взрыва может стать человек, т.к. при контакте с заряженной тканью электризуется и тело оператора.
– В текстильной промышленности наэлектризованные нити прилипают к гребням чесальных машин, путаются и часто рвутся.
– На швейных фабриках на конвейере заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме этого, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней наэлектризованных частиц пыли.
– При обработке тканей на отделочных и сушильных машинах заряды создают электрическое поле напряжением несколько тысяч вольт. Проскакивающие искры могут стать причиной пожара.
– В типографиях при работе ротационных машин бумага электризуется, что приводит к её скручиванию и браку при печати.
– Для повторного использования отходы пластмассы вначале дробят, а затем сортируют частицы по крупности на вибросите, где они электризуются от трения друг о друга и слипаются в большой комок. Оператор пытается разбить его палкой и… получает высоковольтный разряд статического электричества.
Предложите способы борьбы с подобными вредными проявлениями электризации. Критерии самооценки: за 1–2 способа – «3»; за 3 способа – «4»; за большее – «5».
(Ответы: заземление оборудования; обработка поверхности материалов для улучшения их электропроводности – покрытие транспортёрных лент, приводных ремней графитом или бронзовым порошком; повышение влажности воздуха, ведь вода – проводник; ионизация воздуха; применение антистатиков в быту.)
(Учитель показывает опыт 213 по защите от электростатических полей.)
3. Окраска автомобилей на автозаводе. Как прочно и без подтёков покрасить корпус автомобиля?
(Ответ: движущиеся на конвейере окрашиваемые детали заряжают положительно, а частицам краски сообщают отрицательный заряд. Они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный, плотный. Одноимённые частицы краски отталкиваются друг от друга, в результате достигается равномерность окраски. Частицы, разогнанные полем, с силой ударяются об изделие – отсюда плотность окраски. Расход краски снижается, т.к. она осаждается только на детали.)
4. Копчение – это пропитывание продукта древесным дымом. Процесс длительный. Как ускорить этот процесс до нескольких минут? (Ответ: тушку рыбы заряжают отрицательно, частицы дыма – положительно.)
5. Пыль вызывает изнашивание машин, оборудования, улетучивание ценного сырья в виде пыли, загрязняет воздух. Предложите способ очистки воздуха от пыли. (Ответ: использовать электрофильтр.)
6. При приготовлении теста на хлебозаводе требуется большая механическая работа для тщательного перемешивания составных частей. Предложите способ, облегчающий эту операцию. (Ответ: положительно заряженные крупинки муки воздушным потоком подать в камеру, где они встретятся с отрицательно заряженными капельками воды, содержащими дрожжи. Процесс легко управляется изменением напряжённости электрического поля, легко автоматизируется.)
7. Объясните опыт 198: перекатывание шарика по рельсам между кондукторами электрофорной машины («электростатический маятник»). (Ответ: коснувшись кондуктора, шарик заряжается одноимённым с ним зарядом и отталкивается; коснувшись другого полюса, отдаёт заряд, перезаряжается и т.д.)
8. Объясните явление. (Учитель показывает опыт 197, нарезав бумагу в виде человечков и утяжелив их ножки пластилином для сохранения вертикального положения. При приведении электрофорной машины в действие человечки пляшут. Ученикам очень нравится этот весёлый опыт, они называют его «электростатическая дискотека».)
III. РОЭ (10 мин)
Сделайте обобщающий вывод по теме урока: Какая цель урока? Смогли ли объяснить явления, рассмотренные на уроке? Что позволило сделать это? Знания об окружающем мире, в частности, знания по электростатике, позволяют объяснить различные явления природы, связанные с электричеством, усовершенствовать производственные и технологические процессы, повысить уровень безопасности жизнедеятельности человека. Подведите итоги на основе таблицы оценок. Сделайте итоговую самооценку (доволен, не очень, не доволен, почему?).
ДЗ. § 25–31 (по необходимости). По желанию: составьте кроссворд по теме или найдите примеры учёта или использования электризации в природе и технике; выполните творческую работу по теме.