Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений.

План-конспект урока по физике

Тема урока: «Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений»

Дата проведения

7Б класс_________

7В класс_________

7Г класс _________

Тип урока: комбинированный урок

Цель: Раскрыть сущность изучаемых явлений. Познакомиться с понятием «физическая величина», нау­читься измерять физические величины при помощи простейших измери­тельных средств.

Задачи:

а) образовательная - проконтролировать знания учащихся, полученные на предыдущем уроке, сформировать представления об основных определениях по данной теме, познакомить с понятием физической величины и единиц измерения, способами измерения физических величин, алгоритмом определения цены деления и погрешности

б) развивающая - формировать умение анализировать факты при наблюдении или объяснении явлений, при работе с текстом учебника, развивать внимание, память, логическое и творческое мышления, формировать умение определять цену деления и показания измерительных приборов, записывать показания результатов измерений с учетом погрешностей.

в) воспитательная - формирование интереса к физике при анализе физических явлений, при демонстрации опытов, при решении задач, стимуляция работы учащихся, формирование научного мировоззрения учащихся, воспитание патриотизма и гражданственности при изучении исторических аспектов темы, развитие коммуникативности в процессе совместной деятельности.

Планируемые результаты:

ученик должен усвоить:

- понятие физической величины и единиц измерения;

- способы измерения физических величин;

- алгоритм определения цены деления и погрешности.

ученик должен уметь:

- определять цену деления и показания измерительных приборов;

- записывать показания результатов измерений с учётом погрешностей.

Структура урока:

Основные термины, понятия: физическая величина, измерение физической величины, измерительные приборы, шкала, единицы измерения, цена деления

Оборудование:

• мультимедийный проектор для демонстрации презентации;

• Мензурки, колбы, другие сосуды и стаканы с водой для проведения лабораторной работы,

• линейка, карандаш, термометр (с = 1° С), мензурка.

• индивидуальные дидактические карточки для определения цены деления мензурки и термометра.

Ход урока:

Демонстрации.

1. Измерительная линейка, секундомер демонстрационный, термометр, амперметр демонстрационный и лабораторный, транспортир. линейка, мензурка, секундомер, термометр, другие из­мерительные приборы.

1. Организационный момент

2. Поверка домашнего задания.

Контрольный тест по материалам предыдущего урока (приложение 1)

3. Изложение нового материала

Великий русский учёный Д.И. Менделеев говорил так: “Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры. В природе мера и вес – суть главные орудия познания”.

И поэтому тема урока сегодня: “ Измерение физических величин”

Сегодня на мы должны ответить на следующие вопросы:

• Зачем нужно измерения?

• Что такое физическая величина?

• Как измерить физическую величину?

С давних пор люди сталкивались с необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и т. д.

Значение измерений возрастало по мере развития общества и, в частности, по мере развития науки. А чтобы измерять, необходимо было придумать единицы различных физических величин. Вспомните, как написано в учебнике: «Измерять какую-нибудь величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу».

Знаете ли вы, какие существовали и существуют сейчас единицы длины, каково их происхождение?

Самыми древними единицами были субъективные единицы. Так, например, моряки измеряли путь трубками, т. е. расстоянием, которое проходит судно за время, пока моряк выкурит трубку. В Испании похожей единицей была сигара, в Японии — лошадиный башмак, т. е. путь, который проходила лошадь, пока не износится привязанная к ее копытам соломенная подошва, заменявшая подкову. В Египте распространенной единицей длины был стадий — путь, проходимый мужчиной за время между первым лучом Солнца и появлением на небе всего солнечного диска, т. е. примерно за две минуты.

У многих народов для определения расстояния использовалась единица длины стрела — дальность полета стрелы. Наши выражения: «не подпускать на ружейный выстрел», позднее «на пушечный выстрел» - напоминают о подобных единицах длины.

Древние римляне расстояния измеряли шагами или двойными шагами (шаг левой ногой, шаг правой). Тысяча двойных шагов составляла милю (лат. «милле» — тысяча).

Длину веревки или ткани неудобно измерять шагами или стадиями. Для этого оказались пригодными встречающиеся у многих народов единицы с названиями частей человеческого тела. Локоть — расстояние от конца пальцев до локтевого сустава. На Руси долгое время в качестве единицы длины использовали аршин (примерно 71 см). Эта мера возникла при торговле с восточными странами (перс, «арш» — локоть). Многочисленные выражения: «Словно аршин проглотил», «Мерить на свой аршин» и другие — свидетельствуют о ее широком распространении.

Для измерения меньших длин применяли пядь — расстояние между концами расставленных большого и указательного пальцев. Пядь или, как ее еще называли, четверть (≈ 18 см) составляла j аршина.

В странах Западной Европы издавна применяли в качестве единиц длины дюйм (2,54 см) — длина сустава большого пальца (от голл. «дюйм» — большой палец) и фут (30 см) — средняя длина ступни человека (от англ. «фут» — ступня).

С развитием торговых связей между народами в каждой стране наряду с ранее применявшимися мерами стали употреблять меры чужих стран. Таким образом, росло число единиц для измерения одной и той же величины.

Громадное число различных мер, неудобные для расчетов соотношения между единицами создали много затруднений. Ошибок, обманов и злоупотреблений. Всевозможные расчеты в промышленности и торговле были очень сложны и требовали много времени, труда и внимания.

Назрела необходимость уточнить основные единицы и упорядочить всю систему мер. И первым шагом к этому явилось создание постоянных образцов (эталонов) мер длины в виде металлических линеек или стержней и массы в виде металлических гирь — эталонов.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам, в которой принимали участие крупные ученые многих стран, в том числе и СССР, приняла резолюцию об установлении Международной системы единиц — СИ (читается «эс — с» от первых букв слов «система интернациональная»).

В качестве основных единиц были выбраны следующие:

метр — единица длины,

килограмм — единица массы,

секунда — единица времени,

кельвин — единица температуры,

ампер — единица силы тока,

кандела — единица силы света,

моль — единица количества вещества.

На первый вопрос мы уже ответили, поэтому переходи ко второму вопросу:

Что такое физическая величина?

Физическая величина – это количественная (числовая) характеристика тела или вещества. Она обозначается буквами латинского алфавита, например:

m – масса, t – время, l - длина.

Любая физ.величина, кроме числового значения, имеет единицы измерения.

Например: На обёртке шоколадки написано: “Масса 100 г”.

Масса – это.. (физическая величина)

100 – это…(числовое значение)

г - грамм – это… (единица измерения).

А теперь попробуйте сами:

Мой рост – 164 см.

Рост (длина) – это… ( физическая величина)

164 – это.., ( числовое значение)

см – это..(единица измерения )

Следовательно, когда мы измеряет какую-то величину, мы сравниваем её с определёнными единицами измерений. Запишем определение:

Измерить физическую величину –значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу измерений. 

Величины бывают основными и производными. Запиши в тетради единицы измерения основных физ. величин:

Масса – кг (килограмм), длина – м (метр), время – с (секунда)

Но массу можно измерять ещё ... (в граммах, миллиграммах, тоннах). Вы уже изучали это в курсе математики. А в каких единицах измеряют длину? Время? Систему СИ называют десятичной. Все однородные величины связаны между собой.

1 килограмм = 1000 (10³) г 1 километр = 1000 (10³) м

1 миллиграмм = 0,001 г 1 миллиметр = 0,001м

Есть специальная таблица, которую используют для перевода единиц измерения: (приложение 2)

Что же нужно для измерений? Во-первых, иметь прибор, во-вторых, надо уметь им пользоваться. Хорошо знакомая линейка – это прибор для измерения длины. Температуру измеряют другим прибором – термометром.

Измерительный прибор – это устройство для измерения какой–либо физической величины.

Здесь вы видите различные измерительные приборы: термометр, спидометр, счетчик для воды, манометр.

Все они очень разные, но у них есть сходство. У каждого прибора обязательно есть шкала с делениями и цифрами.

Самое большое значение на шкале называется верхним пределом, самое маленькое – нижним пределом. Назовите пределы тех приборов, которые есть у вас на парте.

Теперь давайте попробуем определить объём воды с помощью специального прибора - мензурки. Объём измеряем в мл или куб.см. Сколько воды в этой мензурке? /200 мл/. А теперь в мензурку опустили камень, и воды стало больше. Сколько? /Ответы наверняка будут разными, что позволит ввести понятие цены деления/

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, нужно определить цену деления, т.е значение самого маленького промежутка на шкале.

Для этого нужно: 

• Выбрать две ближайшие цифры (например, 400 мл и 200 мл)

• Найти разность между ними (400 мл - 200 мл = 200 мл)

• Сосчитать число делений между ними (10)

• Разделить разность на число делений (200 мл: 10 = 20 мл)

Запишем формулу для определения цены деления прибора:

с = 400 -200/10 = 20 мл

4. Работа у доски

Определим Ц измерительной линейки, если фрагмент шкалы имеет вид:

Зная цену деления, мы всегда с данной точностью можем измерить физическую величину.

Можно предложить определить цену деления измерительных приборов (секундомер, линейка, термометр), которые есть в кабинете физики.

5. Лабораторная работа №1 «Определение цены деления измерительного прибора»

Цель работы — определить цену деления измерительного цилиндра (мензурки), научиться пользоваться им и определять с его помощью объем жидкости.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), стакан с водой, небольшая колба и другие сосуды.

Указания к работе

1. Рассмотрите измерительный цилиндр, обратите внимание на его деления. Ответьте на следующие вопросы:

1) Какой объем жидкости вмещает измерительный цилиндр, если жидкость налита:

а) до верхнего штриха; б) до первого снизу штриха, обозначенного цифрой, отличной от нуля?

2) Какой объем жидкости помещается: а) между 2—м и 3-м штрихами, обозначенными цифрами; б) между соседними (самыми близкими) штрихами мензурки?

2. Как называется последняя вычисленная вами величина? Как определяют цену деления шкалы измерительного прибора?

Запомните: прежде чем проводить измерения физической величины с помощью измерительного прибора, определите цену деления его шкалы.

3. Рассмотрите рисунок 7 учебника и определите цену деления изображенной на нем мензурки.

4. Налейте в измерительный цилиндр воды, определите и запишите, чему равен объем налитой воды.

ПРИМЕЧАНИЕ. Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчете объема жидкости. Вода у стенок сосуда немного приподнимается, в средней же части сосуда поверхность жидкости почти плоская.

Глаз следует направить на деление, совпадающее с плоской частью поверхности.

5. Налейте полный стакан воды, потом осторожно перелейте воду в измерительный цилиндр. Определите и запишите с учетом погрешности, чему равен объем налитой воды. Вместимость стакана будет такой же.

6. Таким же образом определите вместимость колбы, аптечных склянок и других сосудов, которые находятся на вашем столе.

7. Результаты измерений запишите в таблицу.

6. Физический диктант

Расположите слова: деталь, вода, масса, цилиндр, термометр, кусок льда, объем, время, ртуть, мензурка, водяной пар, рулетка, высота, клубы пара, лед - в четыре столбика таблицы:

7. Домашнее задание

§ 4, 5; упр. 1; вопросы к параграфу.

Кроссворд «Лесенка»

1. Наука о природе. 2. Прибор для измерения длины. 3. Прибор для измерения объема жидкости. 4. Физическое тело, представляющее собой длинный и тонкий кусок металла. 5. Твердое вещество, которое часто используется для изготовления школьных принадлежностей. 6. Мера нагретости тела.

Ответы. 1. Физика. 2. Рулетка. 3. Мензурка. 4. Проволока. 5. Пластмасса. 6. Температура.

Используемая литература и интернет-ресурсы:

1. Пёрышкин А.В. Физика 7, Просвещение, 2008 г.

2. Камин А.Л. Физика. Развивающее обучение. 7 класс, Феникс, 2003 г.

3. Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М. Задачи по физике для основной школы с примерами решений, Илекса, 2005 г.

4. Ханнанов Н.К., Ханнанова Т.А. Физика. Тесты. 7, Дрофа, 2005 г.

5. https://www.yaklass.ru/p/fizika/7-klass

6. https://interneturok.ru/subject/physics/class/7

7. https://www.youtube.com/playlist?list=PLvtJKssE5Nrh_hup5VFilNvUXbppF_8Oq

8. https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2014/02/23/pourochnye-plany-po-fizike-7-klass