Проектная деятельность обучающихся при выполнении экспериментальных заданий по физике через внеурочную деятельность

Проектная деятельность обучающихся при выполнении экспериментальных заданий по физике через внеурочную деятельность

Глазырина Е.В., учитель физики

Из практики своей работы и знаю, что учащиеся любят проводить эксперименты и выполнять экспериментальные задания. Им нравится работать с физическими приборами и оборудованием и я стараюсь использовать это естественное стремление ребят для закрепления и применения знаний, развития самостоятельности и активности через проектную деятельность.

Особенности моих заданий (задач):

• в них идет речь об опытах с несложным оборудованием или с подручными

предметами (пластиковой бутылкой, кирпичом, монетой, медицинским шприцем и др.), что делает их доступными для любой школы;

• часто для измерений я предлагаю воспользоваться не традиционным измерительным средством, а необычным для данной ситуации, что создаст дополняющим компонент интереса.

Выполнение каждого задания прошу делать в такой последовательности:

1)разработать теорию эксперимента(ТЭ), т.е. вывести расчетную формулу,

2)составить план измерений (ПИ),

3)произвести эти измерения (И),

4)сделать расчет и получить числовой ответ (ЧО).

Привожу некоторые задачи по механике и их решения.

Условия задач

1. Двухрублевая монета плотно лежит на дне банки с водой. С какой силой действует вода на монету? Измерительное средство – линейка.

2. В вашем распоряжении кирпич. Во сколько раз отличаются его давлении на горизонтальную поверхность, если он опирается сначала на малую, а затем – на большую грань? Измерительный прибор – линейка.

3. Не вынимая поршни из медицинского шприца, определите его радиус. Для измерений используйте линейку.

4. Имеются медицинский шприц, у которого стерты деления шкалы и цифры, цилиндрический стакан с водой. Определите максимальную вместимость шприца и сделайте его градуировку. Измерения промелите линейкой.

5. Дана пружина, один конец которой закреплен в штативе, а к другому подвешен груз. Определите без часов период колебаний получившегося пружинного маятника. Измерительное средство – линейка.

6. Монета находится на сиденье стула. Определите, чему равен коэффициент трения монеты о сиденье, если монета равномерно скользит по сидению. Измерительный прибор – линейка.

7. Твердое тело неправильной формы погружено в полу, налитую в цилиндрический сосуд, и плавает в ней. Определите массу тела. Ваше измерительное средство – линейка.

8. В вашем распоряжении цилиндрический стакан с водой и пакетик с горохом. Определите: а) объем одной горошины, б) радиус горошины. Измерительное средство – медицинский шприц.

9. В сосуде с водой плавает брусокпрямоугольной формы. Определите плотность материала бруска. Измеритель – линейка. Дополнительная информация –в справочнике.

10. Оцените, можете ли вы удержатьна вытянутой руке предмет массой, равной массе воздуха в вашей комнате. Дляизмерения воспользуйтесь линейкой.Дополнительная информация – в справочнике по физике.

11. В вашем распоряжении кирпич безпустот, сосуд с водой. Кирпич полностью погрузите в вату и. удерживая его рукой,определите силу, с которой вы держите кирпич в воле. Измерительное средство – линейка. Дополнительная информация – в справочнике по физике.

12. Даны сосуд с водой и медицинский шприц. Шприц, заполненный воздухом, погрузите вертикально в воду ивыдавите воздушный пузырек. Определите диаметр пузырька в момент его отрыва от иглодержателя и давление, которое нужно создать внутри шприца,чтобы выдавить пузырек. Измерительный прибор – линейка

Примеры решения

Задача 1

ТЭ. По определению давление = F/S.Отсюда: сила давления на монету F= S

(толщиной монеты пренебрегаем).

Давление жидкости на монету можноопределить по формулеp = gh,где р – плотность воды, g– ускорениесвободного падения, h– высота столба жидкости над монетой (рис. 1).

Площадь S монеты равна S=

где D– диаметр монеты.

Подставив в выражение (1) формулы(2) и (3), получим .

ПИ: входящие в расчетную формулу h и D измерить линейкой.

Задача 2

ТЭ. Давление кирпича (твердого тела)на опору определяют по формуле

(1)

Сила давления равна

(2), где m — масса кирпича.

Массу можно найти по формуле (3), где – плотность кирпича, а, b,с– еголинейные размеры (рис. 2).

Таким образом, из (1) с учетом (2) и(3) получаем:4)

Площадь малой грани кирпича S₁= cb, площадь большой грани S₂, = ab.

Подставив поочередно в уравнение (4)выражения для S₁ и S₂, получим:

,

Отсюда

ПИ. При помощи линейки измерить а и с.

Задача 3

ТЭ. Радиус поршни можно определитьчерез площадь поршня:

Отсюда (1)

Площадь (поршня) Sвходит в формулу объема шприца (рис. 3):

(2)

Отсюда (3)

Подставив выражение (3) в (1) получим расчетную формулу:

ПИ. 1) Внутренний объем V шприцаопределить по делениям (градуировке)

прибора;

2) значение l измерить линейкой.

Задача 4

ТЭ. Для того чтобы сделать градуировку шприца, нужно знать его вместимость, (внутренний объем V).

Попробуем его найти. Если отметитьуровень воды в стакане цифрой 1 набрать в шприц максимальное количество воды и отмстить цифрой 2 уровеньоставшейся в стакане воды (рис. 4). Тообъем V взятой воды будет равен внутреннему объему шприца:

где S – площадь внутреннего сечения стакана. D–внутренний диаметр стакана, –разница уровней до и послезабора воды.

ПИ. 1) Dи измерить линейкой;

2) используя линейку, поделить высоту столба воды в шприце на равное число частей ;

3) приклеить к шприцу снаружи узкую полоску бумаги и нанести на нее деления: ;

4)определить цену деления (каждое будет соответствовать объему ).