Вводное занятие
1 опыт. На лист поставить графин с водой и тянуть за бумагу до края стола, после чего резко дернуть в горизонтальном направлении. Объясните явление.
Ответ. Графин перемещается вследствие силы трения, существующей между дном и бумагой. Это сила, однако, недостаточна, чтобы сообщить ему такое же ускорение, которое получает бумага, когда мы ее резко дергаем, и графин остается на краю стола.
2 опыт. В бутылку с широким горлышко опустить зажженную бумажку и быстро закрыть горлышко круто сваренным очищенным яйцом. Яйцо постепенно втягивается и проваливается внутрь бутылки. Объяснить явление.
Ответ. Пламя нагревает воздух в бутылке. Когда бутылку закрывают яйцом, воздух в ней охлаждается, давление его падает и внешнее атмосферное давление загоняет яйцо в бутылку.
3 опыт. Как взять монету со дна тарелки с водой, не намочив рук?
Ответ. Зажгите бумажку, положите ее горящей внутрь стакана Рисунок 2 и быстро поставьте стакан на тарелку близ монеты, дном вверх. Бумажка погаснет, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода с тарелки под действием атмосферного давления.
Механические явления (7 часов)
Тема: Инерция (2 часа)
Занятие
Эксперимент 1. Удар.
Понадобятся ученическая линейка, несколько шашек, можно использовать монеты. Расположите шашки (монеты) в прямой ряд—можете и очень длинный, но непременно так, чтобы они примыкали вплотную одна к другой. Придержав пальцем крайнюю шашку, ударьте по ее ребру деревянной линейкой: вы увидите, как с другого конца отлетит крайняя шашка, а все промежуточные сохранят свои места.
Эксперимент 2. Яйцо в стакане.
Понадобятся яйцо, стакан с водой, карточка, кольцо.
Приготовьте на столе стакан до половины налитый водой и почтовую карточку (еще лучше — половину ее); далее возьмите для опыта широкое мужское кольцо и запасите яйцо, сваренное вкрутую. Располагаете вы эти четыре предмета так: стакан с водой покрывается карточкой; на нее кладете кольцо, на которое стоймя опирается яйцо. Попробуйте выдернуть карточку так, чтобы яйцо не покатилось на стол.
2 Занятие
Эксперимент 3. Необычная поломка.
Понадобятся две длинные палки, два бумажных кольца.
На двух бумажных кольцах подвешивается довольно длинная палка; она опирается на них своими концами, сами же кольца держат два ученика пальцами рук. Третий берет другую палку и со всего размаха ударяет ею по первой. Палка ломается. Почему?
Эксперимент 4. Необычна поломка – 2.
Понадобятся два карандаша и две палки.
Положите на край низкого стола или скамейки два карандаша так, чтобы часть их свободно выступала, и на эти свободные концы положите тонкую и длинную палочку. Сильно и быстро ударьте ребром линейки посередине лежащей палочки. Что произошло?
Анализ экспериментов по инерции.
Во всех случаях причина одна – инерция. Удар настолько быстр, действие настолько кратковременно, что ни шашки, ни яйцо, ни бумажные кольца, ни концы ударяемой палки не успевают получить никакого перемещения. Движется только та часть, которая непосредственно подверглась удару. Секрет успеха, следовательно, в том, чтобы удар был очень быстр, отрывист. Медленный, вялый удар не вызовет должного эффекта.
Домашний эксперимент:
Монета в бутылке
Поместить монету в бутылку ударом карточки из-под нее.
Ответить на вопросы;
После скольких ударов монета оказалась в бутылке?
Насколько сильным был удар, после которого монета оказалась в бутылке?
Назвать причину, по которой монета оказалась в бутылке.
Занятие
Тема: Центробежная сила (1 час)
Анализ домашнего эксперимента.
Эксперимент 1. Вращающийся зонтик.
Понадобятся зонт, скомканный лист бумаги, резиновый мяч, носовой платок.
Раскройте зонтик, уприте его концом в пол, закружите и одновременно бросьте внутрь мячик, скомканную бумагу, носовой платок — вообще какой-нибудь легкий и неломкий предмет. Пронаблюдайте, что произойдет.
Эксперимент 2. Вращение воды.
Понадобится детское ведро с водой с привязанной к нему веревкой.
Попробуйте раскрутить ведро за нить. Вы чувствуете, как бечевка при этом натягивается и грозит разорваться. Почему это происходит?
Анализ экспериментов:
Причина такого поведения перечисленных тел не что иное, как один из случаев проявления инерции — стремления движущегося предмета сохранять направление и скорость своего движения. А еще эту причину называют центробежной силой.
Домашнее задание:
Подумайте и скажите, где еще проявляет себя центробежная сила, проанализируйте эти примеры.
Занятие
Равновесие (1 час)
Анализ домашнего задания.
Эксперимент 1. Птичка.
Понадобится пластилин, семечко подсолнуха, спички, перышки, проволока.
Это интересная игрушка с устойчивым равновесием. Тело и голову воробья вылепи из пластилина. Прекрасный клюв получится из семечка подсолнуха. Вдави его тупым концом. Глаза воробья — спичечные головки, хвост — несколько перышек, ноги — из спичек.
На нижнем конце проволоки, воткнутой в тело воробья, укрепи шарик из пластилина. В тело воробья проволока должна входить позади лапок.
Эксперимент 2. Центр тяжести.
Понадобится картон неправильной формы, нить, штатив, линейка, толстая иголка. Необходимо картон заставить держаться на опоре – иголке в равновесии.
Анализ эксперимента:
позволит решить эти задачи нахождение центра тяжести для того, чтобы предмет находился в равновесии в разных положениях.
Домашний эксперимент: Стоячее яйцо.
Понадобится яйцо, сваренное вкрутую, монета, детская игрушка юла.
Задание-вопрос: как заставить яйцо, монету, юлу стоять, не падая?
Занятие
Тема: Поверхностное натяжение (1 час)
Обсуждение домашнего эксперимента.
Эксперимент 1. Плавающая игла.
Понадобится нетолстая игла от швейной машинки, стакан с водой, капля масла.
Возьмите обыкновенную, только не слишком толстую швейную иголку, обмажьте ее слегка маслом или жиром и положи аккуратно на поверхность воды в чашке или в стакане. К вашему изумлению, игла не пойдет ко дну. Она будет держаться на поверхности. Почему?
Эксперимент 2. Бездонный бокал.
Понадобится бокал с водой, булавки или скрепки.
Начните бросать булавки и считайте их. Бросать надо осмотрительно: бережно погружайте острие в воду и затем осторожно выпускайте булавку из руки, без толчка или давления, чтобы сотрясением не расплескать воды. Одна, две, три булавки упали на дно – уровень воды остался неизменным. Продолжайте добавлять булавки. Вторая, третья, четвертая сотня булавок очутилась в сосуде – и ни одна капля не перелилась через край; но теперь уже видно, как поверхность воды вздулась, возвышаясь немного над краями бокала. В этом вздутии вся разгадка непонятного явления.
Анализ эксперимента:
Вода мало смачивает стекло, если оно хотя немного загрязнено жиром; края же бокала – как и вся употребляемая нами посуда – неизбежно покрывается следами жира от прикосновения пальцев. Не смачивая краев, вода, вытесняемая булавками из бокала, образует выпуклость.
Эксперимент 3. Мыльные пленки.
Понадобится детская игрушка для выдувания мыльных пузырей, небольшая проволочная рамка разных форм, мыльный раствор с добавлением глицерина.
Поэкспериментируйте с мыльными пузырями разной формы и объема. Почему они образуются?
Анализ эксперимента: причина в поверхностном натяжении. Сальные поверхности не смачиваются водой, тем самым остаются на поверхности, в ложбинке благодаря поверхностному натяжению жидкости.
Домашний эксперимент:
Повторить опыты с мыльными пузырями. Подготовить слайд-шоу «Мыльные пузыри», используя Интернет-ресурсы.
Занятие
Тема: Реактивное движение (1 час)
Обсуждение домашнего эксперимента.
Эксперимент 1. Фокус с шариком.
Понадобятся воздушные шарики.
Необходимо надуть шарик, пустив в него воздух из легких. Затем отпустить его. В каком движении участвует шарик?
Эксперимент 2. Реактивный сосуд.
Понадобится пустая консервная банка, молоток да небольшой гвоздь.
В боковой стенке банки, у самого дна, пробей гвоздем дырку. Потом, оставив гвоздь в дырке, отогни его в сторону. Нужно, чтобы дырка получилась косая и струя из нее била вбок.
На другой стороне банки этим же гвоздем пробей вторую дырку, как раз напротив первой.
Анализ эксперимента:
причина подобного движения выбросы жидкости или газа. Так проявляет себя реактивное движение.
Домашнее задание:
Где в природе и технике встречается реактивное движение?
Подготовить рабочий проект.
Занятие
Тема: Волны на поверхности жидкости (1 час)
Отчет по домашнему заданию.
Эксперимент 1. Картинка на воде.
Понадобится большая ванна с вертикальными стенками, заполненная водой.
Волны создаём, периодически ритмически дотрагиваясь до поверхности воды. Волны расходятся кругами, согласно закону Френеля, достигают стенок, отражаются от них и идут в новом направлении, двигаясь сквозь другие волны.
Волны не разрушают одна другую при столкновении.
Расстояние между гребнями волн называется длиной волны. Ускоряя ритм возбуждения волн, убеждаемся, что волны начинают идти теснее гребень к гребню, длина волны уменьшается. Замедляя ритм возбуждения волн, видим, что длина волны увеличивается.
Интерференцию наблюдали, как волны от двух источников (рук двух учеников) проходят одна сквозь другую.
Анализ эксперимента:
Волны на поверхности воды могут отражаться от препятствий, интерферируют, частота колебаний волны связана с длиной волны – чем больше частота, тем меньше длина волны.
II.Тепловые явления (2 часа)
1 Занятие
Теплопередача
Эксперимент 1. Змея и бабочка.
Понадобиться тонкий картон, источник тепла (светильник, плитка), спица, воткнутая в пробку.
Из почтовой карточки или из листа плотной бумаги вырежьте кружок величиной с отверстие стакана. Затем прорежьте его ножницами по спиральной линии в виде свернувшейся змеи, кончик хвоста змеи наложите, слегка подавив его сначала, чтобы сделать маленькую ямку в бумаге, на острие вязальной спицы, воткнутой в пробку. Завитки змеи при этом опустятся, образуя нечто вроде спиральной лестницы.
Теперь змея готова. Можно приступить к опытам с нею. Поместите ее около топящейся источника тепла: змея завертится, и тем проворнее, чем ближе она будет к источнику тепла. Вообще возле всякого горячего предмета — лампы, самовара — змея будет более или менее оживленно вращаться, вращаться без устали и остановки, пока предмет остается горячим.
Вместо змеи можно заставить вращаться и бумажку иной формы — например, в виде бабочки. Лучше вырезать ее из папиросной бумаги и, перевязав посередине, подвесить на очень тонкой ниточке или на волосе.
Домашнее задание:
Подумать, где в быту используется данное явление?
2 Занятие
Теплопередача
Анализ домашнего задания.
Эксперимент 1. Русская печка.
Понадобится тонкий картон, карандаш, линейка, клей, бумага, спички.
Из предложенного материала по чертежу сделать макет русской печки. Затем, положив внутрь печки бумагу, зажечь ее и проследить за возникновением тяги.
Анализ эксперимента:
В обоих случаях мы имеем способ передачи тепла за счет конвекции. Возле каждого нагретого предмета есть течение теплого воздуха, поднимающегося вверх. Происходит этот ток оттого, что воздух при нагревании, как и все тела (кроме ледяной воды), расширяется и, значит, становится разреженнее, то есть легче. Окружающий воздух, более холодный, а следовательно, и более плотный и тяжелый, вытесняет его, заставляет его подниматься вверх, сам заступая его место, но, тотчас же нагревшись, он разделяет его участь и вытесняется новой порцией более холодного воздуха. Таким образом, каждый нагретый предмет порождает над собой восходящее течение воздуха, которое поддерживается все время, пока предмет теплее окружающего воздуха. Другими словами, от каждого нагретого предмета дует вверх незаметный теплый ветерок. В печи – тяга.
Домашнее задание:
Посмотрите на термос и объясните принцип его работы.
Кристаллы (1 час)
1 Занятие
Кристаллы
Обсуждение домашнего задания.
Знакомство с кристаллами: понятие кристалла, виды кристаллов, фото кристаллов.
Способы получения кристаллов.
Практическое изучение кристаллов, полученных заранее в домашних условиях.
Домашний эксперимент:
Вырастить кристаллы меди. Для этого на дно банки кладём несколько кристаллов медного купороса. Сверху кристаллы купороса присыпаем солью мелкого помола «Экстра». Вырезаем из фильтрационной бумаги (например, промокательной бумаги или салфетки) круг, по размерам совпадающий с дном сосуда (чем точнее, тем лучше). Поверх фильтрационной бумаги кладём железный круг меньшего диаметра, предварительно обработанный наждачной бумагой или напильником. Заливаем насыщенным раствором пищевой соли. Ждать месяц или два.
Давление (4 часа)
1 Занятие
Давление твердых тел
Анализ домашнего эксперимента.
Эксперимент 1. След
Понадобится тетрадный лист в клетку, карандаш, формула для расчета давления твердого тела (p=mg/s, где p –давление, m-масса, s-площадь).
Поставить ногу на тетрадный лист и обвести по контуру карандашом. Посчитать число целых клеток и половинок. Число половинок разделить пополам и сложить с числом целых клеток.
Найти площадь целых клеток, если площадь одной равна 1/4 кв. см. Затем определить собственную массу с помощью напольных весов. Подставив в формулу рассчитать давление, которое оказываешь на пол при ходьбе (стоя на одной ноге). Ответить на вопрос, а как определить давление, которое оказываешь на пол, стоя на двух ногах? Большее или меньшее?
Анализ эксперимента:
Давление твердого тела зависит от массы тела: чем больше масса, тем большее давление оказывает тело, и от площади, на которую оказывает тело давление: чем больше площадь, тем меньше оказываемое телом давление. Поэтому при одной и той же массе давление, оказываемое при ходьбе, будет больше, чем давление человека стоящего на обеих ногах.
2 Занятие
Давление жидкости
Эксперимент 1. Жидкость давит снизу вверх.
Понадобиться стеклянная трубка большого сечения, картон, сосуд с водой, нитка.
Вырежьте из плотного картона кружок таких размеров, чтобы он закрывал отверстие трубки. Приложите его к краям стекла и погрузите в воду. Чтобы кружок не отпадал при погружении, его можно придерживать ниткой, протянутой через его центр, или просто прижать пальцем. Погрузив стекло до определенной глубины, вы заметите, что кружок хорошо держится и сам, не прижимаемый ни давлением пальца, ни натяжением нитки: его подпирает вода, надавливающая на него снизу вверх. Вы можете даже измерить величину этого давления вверх.
Наливайте осторожно в стекло воду; как только уровень ее внутри стекла приблизится к уровню в сосуде, кружок отпадает. Значит, давление воды на кружок снизу уравновешивается давлением на него сверху столба воды, высота которого равна глубине кружка под водой. Таков закон давления жидкости на всякое погруженное тело. Отсюда, между прочим, происходит и та “потеря” веса в жидкостях, о которой говорит знаменитый закон Архимеда.
Эксперимент 2. Давление не зависит от формы сосуда.
Понадобится сосуды разной формы, но с одинаковыми отверстиями, большой сосуд с водой, бумажный кружок, метки.
Имея несколько сосудов разной формы, но с одинаковыми отверстиями, вы сможете проверить и другой закон, относящийся к жидкостям, Проверка будет состоять в том, что вы проделаете описанный сейчас опыт с разными сосудами, погружая их на одну и ту же глубину (для чего надо предварительно приклеить к стеклам бумажные полоски-метки на равной высоте). Вы заметите, что кружок всякий раз будет отпадать при одном и том же уровне воды в стеклах.
Анализ эксперимента:
Жидкости обладают давлением. Давление жидкости на дно сосуда зависит только от площади дна и высоты уровня, от формы же сосуда оно совершенно не зависит. Значит, давление водяных столбов различной формы одинаково, если только одинаковы их основание и высота. Обратите внимание на то, что здесь важна именно высота, а не длина, потому что длинный наклонный столб давит на дно совершенно так же, как и короткий отвесный столб одинаковой с ним высоты (при равных площадях оснований).
Домашний эксперимент: Возьмите пластиковую бутылку, сделайте в ней нагретым гвоздем несколько отверстий на разной высоте вдоль одной линии. Налейте в бутылку воды и проследите, как выливается вода из этих отверстий. Сделайте вывод.
3 Занятие
Давление газа
Анализ домашнего эксперимента.
Эксперимент 1. Картезианский водолаз.
Опыт Рене Декарта. Понадобится пластиковая бутылка, вода, пипетка с подкрашенной водой.
В пластиковую бутылку налили воду не доверху, в пипетку набрали немного подкрашенной воды, опустили пипетку в бутылку и закрыли бутылку пробкой. Пипетка стала плавать, как поплавок. Сжимая бутылку руками, мы видим, что пипетка тонет (уровень воды в пипетке поднимается). Если перестанем сжимать бутылку, то пипетка всплывёт вверх.
Эксперимент 2. Воздушный колокол.
Понадобится стеклянная чашка с водой, кусочек пенопласта, кусочек сахара-рафинада, стеклянная банка.
В прозрачную чашку с водой опустили пенопласт, на него положили кусок сахара-рафинада. Держа банку горловиной вниз, накрыли «плот» (пенопласт с сахаром на нём) этой банкой. Увидели, что уровень воды в чаше поднялся до краёв, а уровень воды под банкой находился значительно ниже уровня воды в чаше. Сахар не намок! Этим явлением пользуются, устраивая «воздушные колокола» для работы под водой.
Эксперимент 3. Случай с воронкой.
Понадобится воронка с отверстием, сосуд с водой.
Повернув воронку широким концом вниз, плотно закрыть! пальцем ее отверстие и тогда погрузить в воду. Вода под воронку не проникает; но стоит вам отнять палец от отверстия; и тем дать воздуху выход, чтобы вода быстро поднялась в воронке до уровня окружающей воды.
Анализ эксперимента: Вы видите, что воздух не есть «ничто», как мы привыкли! думать; он занимает определенное место и не уступает его' другим вещам, если ему некуда податься.
Эти опыты должны наглядно объяснить вам так же, как люди могут находиться и работать под водой в водолазном колоколе или внутри тех широких труб, которые называются «кессоны». Вода не проникает внутрь водолазного колокола или кессона по той же причине, по какой не втекает она под воронку в нашем опыте.
4 Занятие
Атмосферное давление
Эксперимент 1. Почему не выливается.
Понадобится стакан с водой, лист бумаги.
Наполните стакан водой, покройте его почтовой картонкой или бумажкой и, слегка придерживая картонку пальцами, переверните стакан вверх дном. Теперь можете руку убрать: бумажка не отпадет, вода не выльется, если только бумажка совершенно горизонтальна.
Эксперимент 2. Яйцо в бутылке.
Понадобится бутылка из-под кетчупа, сваренное яйцо, бумага, спички.
В бутылку опустили зажжённую бумагу и, дождавшись исчезновения открытого пламени, сверху плотно прикрыли горловину яйцом, диаметр которого немного больше диаметра горловины. Увидели, как яйцо втянуло внутрь бутылки.
Эксперимент 3. Вода в стакане.
Понадобится стакан и сосуд с водой.
Вынимая стакан из воды дном вверх, обнаруживали, что вода увлекается стаканом. Особый интерес вызвал пластмассовый цилиндр полуметровой длины, в котором после извлечения его из ванны вода оставалась вплоть до момента полного отрыва цилиндра от воды.
Анализ эксперимента:
Когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела; избыток его нового объема вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его уже стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, то есть уравновешивать наружное давление атмосферы. Вода под стаканом теперь испытывает поэтому на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки: неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Следовательно, вода, в сущности, не «втягивается» стаканом, не всасывается им, как кажется при первом взгляде, а вдавливается под стакан извне.
Домашний эксперимент:
Сухая монета.
Необходимо достать монету из воды сухой. Нужно вынуть ее голыми руками, не замочив пальцев и не выливая воды из тарелки.
Понадобится монета или пуговица, бумага, спички, плоская тарелка с водой.
Зажгите внутри стакана бумажку и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так чтобы монета не очутилась по; стаканом. Теперь смотрите, что будет. Ждать придется недолго Бумага под стаканом, конечно, сразу погаснет, и воздух начнет в стакане остывать. По мере же его остывания вода будет как бы втягиваться стаканом и вскоре вся соберется там, обнажив дно тарелки.
Подождите минуту, чтобы монета обсохла, и берите ее, не замочив пальцев.
Домашнее задание:
Объясните, как человек пьет.
Приложенные файлы
