Статья «Эксперимент по МКТ в домашних условиях»

СТАТЬЯ

«Эксперимент по МКТ в домашних условиях»

Наука о природе ­ физика, открывающая суть и основы ма­териального мира, ведет нас строгим и нелегким путем к исти­не. Любопытство и удивление толкают человека на этот путь, заставляя учиться всю долгую вечную дорогу. За это при­рода дарит ему великое благо ­ знание, и оно служит челове­ку, облегчая его труд на Земле, открывая путь в Космос. Итак, пусть любопытство заставит Вас сделать усилие для понимания,

и «вперед без страха и сомненья!»

Для изучения мотивации учащихся на уроках физики проведено анкетирование и получены результаты (приложение 1), которые четко фиксируют интерес учащихся к эксперименту.

Главные задачи экспериментальных работ (задач, экспериментов, лабораторных работ):

-формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;

-формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;

-формирование интереса к эксперименту и к изучению физики;

-формирование самостоятельности и активности.

Я предлагаю учащимся проверить свои способности, выполняя эксперименты - физические опыты и наблюдения в домашних условиях. Мне бы хотелось, чтобы они почувствовали себя исследо­вателями, создали простейшую домашнюю физическую лабо­раторию и научились познавать окружающий мир, т. е., как говорят ученые, освоили основные методы познания. Научное познание начинается с наблюдения.

Наблюдение ­ длительное, целенаправленное и планомер­ное восприятие предметов и явлений окружающей действи­тельности. Наблюдение является не только элементарным способом по­знания, но и составной частью эксперимента, который без наблюдения лишен всякого смысла.

Домашние лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.

Главные задачи экспериментальных работ этого вида:

-формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;

-формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;

-формирование интереса к эксперименту и к изучению физики;

-формирование самостоятельности и активности.

Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования [4]:

- работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные

материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.);

-работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп и др.);

- работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью.

Требования, предъявляемые к домашним экспериментальным заданиям:

-безопасность при проведении;

-минимальные материальные затраты;

-простота по выполнению;

-иметь ценность в изучении и понимании физики;

-легкость последующего контроля учителем;

-наличие творческой окраски.

Экспериментальная часть.

1 .Измерение массы атома алюминия и количества вещества в теле
Оборудование:1) весы с гирями;2)брусок алюминиевый размером 40х25х8 мм;3) таблица «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.
Цель работы- измерить массу атома алюминия и закрепить понятия: моль, количество вещества, молярная масса, относительная молекулярная (или атомная) масса и постоянная Авогадро.
Работу выполняют в такой последовательности :
1.Измеряем массу алюминиевого бруска с помощью весов:m= 21,6*10^-3кг.
2.Из таблицы «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева» находим относительную молекулярную массу алюминия : M_r=27
3.Зная числовое значение атомной единицы массы атомаm_oс/12= 1,995*10^-26кг/12= 1,6625 *10 ^-27 кг ,вычисляем массу атома алюминия : m_o=m_oc/12 M_r= 1,6625*10^-27кг* 27 = 44, 8875*10 ^-27 кг.
4.Вычисляем молярную массу алюминия М=m_o*N_a= 44, 8875* 10^-27кг *6,02 *10 ²³ моль^-1= 27,02 *10^-3кг*моль^-1.
5.Вычисляем количество вещества в алюминиевом бруске.

2. Наблюдение зависимости скорости диффузии в жидкости от температуры
Оборудование:1) Пробирки с водой-2 шт; 2) пробирка с кристаллами перманганата калия, закрытая пробкой;3)стакан низкий, 4) холодная и горячая вода.
Цель работы- показать зависимость скорости движения молекул от температуры.
Для выполнения работы берем две пробирки с водой. Воду в одной пробирке предварительно нагреваем. Затем в пробирки бросаем по кристаллику марганцовки и в течение нескольких минут наблюдаем хорошо заметную разницу в окрашивании воды: горячая вода окрашивается быстрее, чем холодная.
Проведенные наблюдения указывают на зависимость скорости диффузии от температуры и позволяют сделать вывод: чем выше температура тела, тем быстрее движутся его молекулы.

3. Наблюдение молекулярного взаимодействия тел
Оборудование: 1) пластинки стеклянные размером 75х25х1 мм – 2шт;2) стакан низкий с водой ;3) лист бумаги.
Цель работы- убедиться в существовании сил молекулярного взаимодействия в твердых и жидких телах.
Сначала на опыте обнаруживаем силу притяжения между молекулами стекла. Для этого стеклянные пластинки тщательно протираем бумагой , складываем и сжимаем для того, чтобы увеличить число точек соприкосновения.
Затем верхнюю пластинку приподнимаем за выступающий край и убеждаемся, что пластинки «прилипли» друг к другу. Это подтверждает существование сил молекулярного взаимодействия между молекулами стекла.
После этого одну из пластинок смачиваем водой. Наблюдая капли воды, повисшие на пластинке, убеждаемся в наличии сил притяжения между молекулами воды и между молекулами воды и стекла, причем вторые силы больше первых, так как вода смачивает стекло.
Работу завершаем наблюдением слипания двух стеклянных пластинок, смоченных водой. При этом обнаруживают значительные силы молекулярного взаимодействия.

4. Измерение средней скорости теплового движения молекул газа

Оборудование: 1) термометр; 2) таблица «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева».

Цель работы- сформировать умение решать экспериментальные задачи на измерение модуля средней квадратичной скорости теплового движения молекул газа.

Вначале измеряем температуру воздуха в классе на уровне стола. Затем, пользуясь «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева» , определяем молекулярные массы азота и углекислого газа.
Модуль средней квадратичной скорости теплового движения молекул указанных газов вычисляют по формуле :
гдеu–модуль средней квадратичной скорости теплового движения молекул газа , k- постоянная Больцмана , N_a-постоянная Авогадро, Т- абсолютная температура газа, М- молярная масса газа.
Результаты измерений и вычислений могут быть такими:

Азот
Т=293 К

u= 511 м/с
k=1,38 * 10^-23Дж/К
N_a=6,02 * 10²³моль^-1
М= 0,028 кг/моль
Решение:
= ≈ 511 м/с.
5. Измерение числа изменения молекул газа в единице объема
Оборудование: 1) термометр;2) барометр.
Цель работы- сформировать умение решать экспериментальные задачи на применение основного уравнения молекулярно- кинетической теории идеального газа.
Работу выполняем в такой последовательности . Измеряем температуру воздуха в комнате термометром , а затем давление воздуха барометром. Число молекул воздуха в единице объема вычисляют по формуле :

гдеn- концентрация молекул воздуха, p- давление воздуха, k- постоянная Больцмана , Т- абсолютная температура воздуха. Результаты измерений и вычислений могут быть такими :
p= 755 мм.рт.ст≈10 000 Н/м²Т= 293 Кn= 10 000H/м²/ 1,38 * 10^-23Дж/К *293 К≈ 2,5 * 10²⁴ м^-3
k= 1,38 * 10^-23Дж/К

6. Наблюдение изменения температуры тела при совершении работы

Оборудование:1) пленка резиновая от детского воздушного шарика размером 30х150 мм.
Цель работы- наблюдать изменение температуры и внутренней энергии резиновой пленки при ее растяжении и сжатии.
Вначале определяем температуру пленки по ощущению: берем пленку за края в обе руки и прикасаем ее ко лбу или к щеке. Затем пленку удаляем от лица, резко растягиваем на длину 50-60 см и сразу же снова прикасаем ее ко лбу или щеке. Ощущаем заметное нагревание пленки. После этого пленку снова удаляем от лица, медленно растягиваем на такую же длину, держим несколько секунд в растянутом состоянии для того, чтобы она приняла первоначальную температуру, а затем даем ей возможность быстро сжаться и сразу же прикасаем ее ко лбу или щеке. Ощущаем заметное ее охлаждение.
Кратковременность растяжения и сжатия пленки позволяет считать этот процесс адиабатным. Результаты проделанных опытов позволяют сделать вывод: при адиабатном процессе изменение температуры и внутренней энергии тела происходит только за счет совершения работы. Если работу над телом совершают внешние силы , то его температура и внутренняя энергия увеличиваются и, наоборот , если работу совершает само тело ,то его температура и внутренняя энергия уменьшаются.
133.Измерение изменения внутренней энергии тела при совершении работы

Оборудование:1) пробирка, закрытая пробкой;2) термометр;3)цилиндр измерительный с холодной водой;4) лист бумаги;5)таблица «Удельная теплоемкость веществ».
Цель работы- сформировать умение измерять изменение внутренней энергии тела при совершении над ним работы.
Наливаем в пробирку воду объемом 8-10 мл и измеряем ее температуру. Закрываем пробирку пробкой и завертываем в бумагу. Последнее необходимо для того, чтобы исключить теплообмен воды с окружающей средой. Энергично встряхиваем воду в пробирке в течение 40-60 с. Открываем пробирку и снова измеряем температуру воды. Она оказывается на 3-5^оС выше первоначальной.
Проделанный опыт показывает, что при адиабатном процессе изменение внутренней энергии тела происходит в результате совершения работы.
Вычисляем изменение внутренней энергии воды.
Результаты измерений и вычислений записываем в тетрадь. Они могут быть такими:
m=0,01 кг ΔU=c*m(t₂-t₁)= 4190 Дж/ кг* ^оС* 0,01 кг* 5 ^оС= 209,5 Дж.
t₁₌ 20^oC
t₂= 25^oC
c= 4190 Дж/кг* ^оС

Уже в определении физики, как науки, заложено сочетание в ней как теоретической, так и практической частей . На протяжении всей работы учащиеся постоянно узнают об экспериментальном разделе физики что – то новое, имела возможность провести несколько опытов и прочитать много интересных фактов из раздела физики.

Опыт же не только учит: он увлекает, заставляет лучше понимать то явление, которое он демонстрирует. Ведь известно, что человек, заинтересованный в конечном результате, обязательно добивается успеха.

Литература.

Физика — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание).

В.А. Буров.Фронтальные лабораторные занятия по физике 7-11классы. – М.: «Просвещение», 1996

В.Н. Ланге. Экспериментальные физические задачи на смекалку: Учебное руководство.— М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. — 128 с.— (Библиотечка физико-математической школы).

Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. Под ред. С.Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой. - М.: Издательский центр “Академия”, 2000

Енохович А.С. Справочник по физике и технике. - М.: Просвещение,1988.

6. http://xreferat.ru/71/4769-1-domashnie-nablyudeniya-i-opyty-uchashihsya-po-fizike-ih-organizaciya.html

7. Гоциридзе Г.Ш.Практические и лабораторные работыпо физике: 7-11классы/ Г.Ш.Гоцирадзе.- М.: Классик Стиль, 2002.

Приложение 1.

Анкета «Изучение мотивации на уроках физики»

Что вам нравится при изучении физике?

а)решение задач – 49,5%

б)демонстрация опытов – 62,7%

в)чтение учебника дома – 16,5%

г)рассказ учителем нового материала – 23,1%

д)самостоятельное выполнение опытов -56,1%

е)ответ у доски – 9,9 %

Какое домашнее задание вы предпочитаете выполнять?

а)чтение учебника – 29,7%

б)решение задач из учебника – 52,8%

в)наблюдение физических явлений – 52,8%

г)составление задач – 6,6%

д)изготовление простых устройств, моделей – 39,6%

е)решение трудных задач – 6,6%

На каком уроке вам интересно?

а)на контрольной работе – 13,2%

б)на лабораторной работе – 75,9%

в)на уроке решения задач – 36,2%

г)на уроке изучения нового материала – 36,2%

д)не знаю –

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/101381-statja-jeksperiment-po-mkt-v-domashnih-uslovi