Урок "Навколишній світ в якому ми живемо"

УРОК 3. НАВКОЛИШНІЙ СВІТ, В ЯКОМУ МИ ЖИВЕМО

Мета: охарактеризувати основні структурні рівні фізичного світу (мікро-, макро- і мегасвіти); формувати поняття про фізичні величини, одиниці та способи їх вимірювання; ознайомити учнів з основними величинами СІ: часу, довжини, площі та об'єму; ознайомити учнів із частковими та крат­ними одиницями СІ; увести поняття сили як міри взаємодії сил; з'ясувати фізичний зміст поняття «енергія», розвивати аналітичне мислення та уміння виявляти причини фізичних явищ.

Тип уроку: комбінований урок.

Обладнання та наочність: вимірювальні прилади, досліди з магнітами, досліди з електризації тіл.

ХІД УРОКУ

1.       Організаційний етап
2.    Перевірка домашнього завдання.

Аналіз виконання лабораторної роботи

Запитання для фронтального опитування:

• Що називається природою?
• Що вивчає фізика?
• Що називається фізичним тілом?
• Що називається речовиною?
• Назвіть фізичні явища та наведіть їх приклади.

3. Актуалізація опорних знань та вмінь

Бесіда за питаннями

1. Чи можна використовувати для вимірювання часу будь-які процеси або події, що повторюються? (Потрібно, щоб процеси були періодичними. Не можна використовувати, наприклад, такі події, як проїзд автобусу або зупинку ліфта на певному поверсі).

2. Що треба зробити, щоб порівняти тривалість двох подій: оберт Землі навколо своєї осі та збільшення росту дитини на 1 см?

IV. Вивчення нового матеріалу

1. Для чого потрібні людству фізика й інші природничі науки? Учені не завжди про це замислюються — їм просто дуже цікаво розгадувати загадки природи. Але наука вимагає чималих коштів, і ці кошти знаходяться: їх виділяють і держави, і приватні компанії. Навіщо? Відповідь проста: наука приносить величезну користь! Справді, дивно було б людям, що проникнули в таємниці атомного ядра, жити в печерах й освітлювати ці печери вогнем. Врешті-решт, всі наукові відкриття мають служити для поліпшення життя людей. Наведемо один приклад. Перед вами керамічні магніти. Ще в стародавньому Китаї знали про магнітні явища і знайшли для них належне застосування – компас. Важливість цього винаходу важко переоцінити. Але розібратися в явищах, що відбуваються при намагнічуванні звичайного шматка заліза, виявилося дуже непросто! По-справжньому це вдалося зробити тільки в XX столітті. І паралельно з науковими дослідженнями відбувався розвиток техніки. Сьогодні магнітні явища «працюють» на людину в дуже багатьох машинах і пристроях: наприклад, в електродвигунах

і генераторах на електростанціях. А здатність магніту «ширяти» знайшла застосування при створенні надшвидкісних потягів на магнітній «подушці». Уявіть собі: потяг плавно відходить від платформи і піднімається над рейками. Весь шлях він фактично «летить» над ними, розвиваючи величезну швидкість. Такі потяги напевно будуть і в Україні. Колись потяг Харків–Київ

ішов 12 годин, зараз швидкісний експрес долає цей шлях менше ніж за 6 годин, а в майбутньому знадобиться лише 1,5–2 години. Це швидше, зручніше й набагато дешевше, ніж скористатися літаком. Але і це ще не всі «професії» магнітів: без них не змогли б працювати комп’ютери! Основна частина інформації в сучасних комп’ютерах зберігається саме на магнітних дисках. А починалося усе з того, що хтось знайшов шматки залізної руди, які притягалися один до одного…

На цьому прикладі добре видно, як техніка «йде слідами» фізичних відкриттів і використовує ці відкриття для створення нових машин, приладів і технологій. Якби все це служило виключно мирним цілям, то людство давно б забуло про голод і про різні хвороби. Але до цього ще далеко.

Однак техніка сьогодні — не тільки «споживач» досягнень фізичної науки. Без досягнень сучасної техніки не було б і сучасної фізики. Фізикам для експериментів щороку потрібні все точніші і досконаліші прилади, а для розрахунків — усе потужніші і швидкодіючі комп’ютери. Згадаймо та порівняймо усього два факти. Перший: у часи Галілея не було навіть маятникового годинника, і йому при деяких дослідах доводилося вимірювати проміжки часу за ударами власного пульсу. І другий: найскладніший прилад сучасної фізики (прискорювач елементарних частинок) настільки дорогий, і його створення вимагає таких величезних зусиль, що один такий прискорювач, як правило, будують буквально «усім світом», свій внесок у цю справу роблять фізики й інженери багатьох країн. Таке Галілею й не снилося...

Можна також навести приклади застосування фізичних явищ у техніці на моделях двигуна внутрішнього згоряння, гідравлічного преса, блоків, електронагрівальних приладів.

2. Сучасна фізика будується на праці учених багатьох країн. Серед них були геніальні вчені (Галілей, Ньютон, Ейнштейн) і скромні трудівники науки. Кожен з них зробив свій внесок, більший чи менший, у скарбницю світової науки.

Ми вже згадували про праці Галілео Галілея. Наступний величезний крок у пізнанні природи зробив англійський учений Ісаак Ньютон. Він відкрив загальні закони руху тіл, що дозволили пояснити рух зірок і планет, супутників і підкинутого м’яча, океанські припливи і відливи, періодичну появу комет і багато чого іншого.

На початку двадцятого століття Альберт Ейнштейн створив теорію відносності, що змінила уявлення вчених про простір і час, про природу тяжіння. Теорія відносності дозволила правильно пояснити події у світі частинок, що рухаються з величезними швидкостями (лише трохи поступаючись швидкості світла у вакуумі, тобто 300 000 км/с).

Гідний внесок до світової науки зробили українські вчені. Перелічимо зараз лише кількох з них. Іван Павлович Пулюй (1845–1918), який народився на Тернопільщині, стояв біля витоків відкриття рентгенівських променів: саме він отримав перші високоякісні рентгенограми. Усі експерименти вчений проводив із вакуумними трубками власної конструкції. За участі Пулюя запущено першу в Європі електростанцію, що давала змінний струм.

Юрій Васильович Кондратюк (1897–1942) народився у Полтаві. Справжні ім’я та прізвище — Олександр Шаргей. Під час громадянської війни він вимушений був змінити ім’я та прізвище і став всесвітньо відомим уже як Юрій Кондратюк. Він був видатним теоретиком космонавтики: запропонував новий підхід для польоту і висадки людини на Місяці — саме так літали на Місяць американські космонавти. Основна ідея підходу Кондратюка полягала в тому, щоб вивести спочатку космічний корабель на орбіту навколо Місяця, а потім з цього корабля запустити злітно-посадочний апарат (місячний модуль), на якому людина висадиться на Місяці та повернеться на космічний корабель. У світовій науці існує поняття «траса Кондратюка». На його честь названо один з кратерів на Місяці.

Сергій Павлович Корольов (1907–1966) народився в Житомирі, навчався в Одесі та Києві, продовжував освіту в Москві. Сергій Корольов був Головним конструктором космічної програми колишнього Радянського Союзу. Його вважають засновником практичної космонавтики. Під його керівництвом було розроблено ракети, за допомогою яких у 1957 році було запущено перший у світі штучний супутник Землі, а у 1961 році здійснено перший політ людини в космос. Під керівництвом Корольова було розроблено також космічні апарати, які досягли Місяця, Венери та Марсу.

Назвемо ще кілька видатних учених, які народилися, навчалися або працювали в Україні. Це Ігор Іванович Сікорський (1889–1972), видатний конструктор гелікоптерів; Лев Давидович Ландау (1908–1968), видатний фізик-теоретик, відзначений Нобелівською премією; Олександр Теодорович Смакула (1900–1983), який винайшов спосіб просвітлення лінз, що застосовують сьогодні в усьому світі.

3. Якщо зараз попросити когось із вас назвати фізичні тіла, що вас оточують, ви майже напевне назвете меблі, прилади, книжки тощо. Всі ці тіла, які порівнянні з нами самими за розмірами, утворюють так званий макросвіт. Слово це походить від грецького слова «макрос» — великий. До макросвіту належить і крихітна піщинка, і велетенський айсберг!

Макросвіт утворюють тіла, розміри яких приблизно порівнянні з людиною. Саме в макросвіті ми можемо не тільки спостерігати події, а й втручатися у них: пересунути меблі, кинути камінець, розгорнути книжку. І перші відкриті фізичні закони діють саме в макросвіті (ви скоро дізнаєтесь про закон Архімеда, закони Ньютона тощо).

Проте існує багато чого і за межами макросвіту: ми ж бачимо на небі Сонце і зорі, Чумацький Шлях (тобто величезне зоряне скупчення — Галактику)... Справжні розміри цих об’єктів настільки перевершують розміри звичних для нас тіл, що їх навіть важко уявити. Це — мегасвіт. Ми можемо спостерігати неозброєним оком деякі об’єкти мегасвіту (далеко не всі, бо більшість страшенно далеко від нас). Проте ми аж ніяк не можемо втручатися в події мегасвіту. Ми навіть не можемо помітити багатьох величних подій у мегасвіті, бо вони тривають набагато довше, ніж людське життя або навіть історія людства. Проте силою розуму вчені проникли у деякі тайни мегасвіту: ми навіть знаємо, коли виник наш Всесвіт. Мегасвіт утворюють тіла космічних розмірів.

А от об’єкти та події мікросвіту людина змогла хоч якось спостерігати тільки після винайдення мікроскопа. Тоді стало відомо про існування мікроорганізмів; вдалося довести, що найдрібніші частинки речовини перебувають у неперервному русі. Щоб роздивитися молекули та атоми, знадобився вже електронний мікроскоп та інші складні пристрої. Мікросвіт утворюють найдрібніші частинки речовини. Ми знаємо, що існують закони природи, спільні для мікро-, макро- та мегасвіту. Проте кожен з цих світів має свої особливості, дуже цікаві. Багато які закони мікросвіту та мегасвіту 100 років тому не могли б уявити навіть геніальні вчені.

4. Кожна подія відбувається десь і колись. Кожен з нас має певні уявлення про час і простір, які базуються на нашому життєвому досвіді. Протягом тисячоліть здавалося, що про час і простір ми знаємо все, що треба. Але у двадцятому сторіччі, після створення теорії відносності, стали відомі нові властивості простору та часу. Про них ви дізнаєтесь з часом, а поки... Досить розуміти, що всі тіла займають певну частину простору та перебувають на певній відстані одне від одного.

Простір — одне з основних понять фізики, за допомогою якого описується взаємне розташування об’єктів.

Що ж до часу, то тут кожна подія є більш чи менш тривалою, можна встановити послідовність подій у часі.

Час — одне з основних понять фізики, за допомогою якого описуються тривалість і послідовність подій. Для вимірювання проміжків часу можна використовувати будь-який процес, що періодично повторюється (рух Сонця по небосхилу, зміну видимої форми Місяця, зміну пір року, розливи рік). Саме такі періодичні процеси дали одиниці часу: добу, місяць, рік. Зрозуміло, сьогодні існують різноманітні прилади для вимірювання часу, і в кожному з цих приладів (годиннику, метрономі тощо) теж відбуваються періодичні процеси.

Для вимірювання часу використовують періодичні процеси.

Продовжимо заповнювати таблицю:

Назва                Позначення              Одиниці           Прилад для вимірювання

У практиці ми використовуємо не тільки основну одиницю часу (секунду), а й інші звичні та зручні одиниці.

1 хв = 60 с, 1 год = 60 хв, 1 доба = 24 год, 1 рік = 365 діб

V. Закріплення нових знань і вмінь Бесіда за питаннями

1. Які звичні для нас сьогодні в побуті прилади з’явилися протягом

останніх десятиріч завдяки досягненням фізики?

2. Які досконалі сучасні прилади використовують сьогодні фізики

для своїх досліджень?

3. Яких ще видатних українських фізиків ви можете назвати?

 

6. Домашне завдання

• Завдання за підручником.
•              Вивчити конспект
•              Завдання за задачником:
• Додаткове завдання. Визначте ціну поділки вимірювальних приладів, які є у вас вдома.

 

Конспект учня

Тема. Мікро-, макро- і мегасвіти. Простір і час

Макросвіт утворюють тіла, розміри яких приблизно порівнянні з людиною. Мегасвіт утворюють тіла космічних розмірів.

Мікросвіт утворюють найдрібніші частинки речовини.

Простір — одне з основних понять фізики, за допомогою якого описується взаємне розташування об’єктів.

Час — одне з основних понять фізики, за допомогою якого описуються тривалість і послідовність подій.

Для вимірювання часу використовують періодичні процеси.

1 хв = 60 с

1 год = 60 хв

1 доба = 24 год

1 рік = 365 діб