Программа факультативного курса по физике 7 класс

Пояснительная записка

Предлагаемая программа факультативного курса "Познай физику через эксперимент" рассчитана для учащихся 7 классов. Программа рекомендуется для работы, с целью привития интереса к предмету, формирования у учащихся навыков исследовательской деятельности, углубления и расширения знания по физике. Факультативный курс является важной содержательной частью предпрофильной подготовки учащихся среднего звена.

На преподавание курса отводится 34 часа.

Целью данного пособия является привлечение с помощью проводимых исследовательских работ внимания учителей к возможности расширения "круга общения" учащихся с физическими приборами, сделать процесс формирования экспериментальных навыков более эффективным.

Систематически выполняя экспериментальные задания, учащиеся овладевают физическими методами познания: собирают экспериментальные установки, измеряют физические величины, представляют результаты измерений в виде таблиц, графиков, делают выводы из эксперимента, объясняют результаты своих наблюдений и опытов с теоретических позиций.

Цели :

• раскрытие зависимостей, выраженных физическими законами, закономерностями, путем измерения физических величин;

• осознание и понимание физических явлений и законов;

• формирование у учащихся умений и навыков по использованию в экспериментальных работах простейших приборов и приспособлений.

Задачи:

• Способствовать развитию интереса к изучению физики.

• Расширить и углубить знания учащихся.

• Развить интерес и способность к самоорганизации, готовность к сотрудничеству, активность и самостоятельность, умение вести диалог.

• Создать условия для развития творческого потенциала каждого ученика.

Программа курса направлена на повышение интереса к физике и способствует лучшему усвоению материала, на создание условий для самостоятельной творческой деятельности учащихся, на развитие интереса к практической деятельности на материале простых увлекательных опытов.

Поскольку наблюдения и опыты являются источниками знаний о природе, ученики выступают в роли физиков-исследователей. Выполнение самостоятельных практических работ обеспечивает связь физического эксперимента с изучаемым теоретическим материалом, что позволяет детям, позволяет самостоятельно делать обобщения и выводы.

Учитель выступает в роли консультанта. В большей степени необходимо понимать и чувствовать, как учится ребенок, координировать и направлять его деятельность, учить учиться.

Календарно – тематическое планирование на 2014 – 2015 учебный год

Факультативных занятий

По физике

7 класс

(всего 34 ч, в неделю 1 ч)

№	ТЕМА УРОКА	Кол-во часов	Дата	Коррекция
1	Цели и задачи факультативного курса физики.	1
2-3	Измерение физических величин с учетом абсолютной погрешности.	2
4-5	Измерение длины проволоки.	2
6-7	Определение толщины алюминиевой пластины прямоугольной формы.	2
8-9	Определение внутреннего объема из-под духов.	2
10-11	Измерение давления твердого тела на опору.	2
12-13	Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления.	2
14-15	Определение массы тела, плавающего в воде.	2
16-17	Определение объема куска льда.	2
18-19	Определение плотности твердого тела.	2
20-21	Определение плотности камня.	2
22-23	Определение объема и плотности своего тела.	2
24-25	Определение средней скорости движения.	2
26-27	Определение коэффициентов трения подошв обуви человека о различные поверхности.	2
28-29	Определение мощности, развиваемой человеком.	2
30-31	Определение дыхательного объема легких.	2
32-34	Повторительно-обобщающий урок.	3

Лабораторная работа №1.

"Измерение физических величин с учетом абсолютной погрешности."

Цель работы: научиться

1) определять цену деления измерительных приборов;

2) измерять физические величины с учетом абсолютной погрешности.

Приборы и материалы: измерительный цилиндр (мензурка), линейка, термометр, стакан с водой, небольшая баночка, пробирка, пузырек.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления измерительных приборов и абсолютную погрешность измерения этими приборами (пока под абсолютной погрешностью измерений считаем абсолютную погрешность отсчета , которая получается от недостаточно точного отсчитывания показаний средств измерения, ∆А – равна в большинстве случаев половине цены деления измерительного прибора).

а) цена деления мензурки ц.д. =

∆V = ½ ц.д. мензурки, ∆V =

б) цена деления термометра ц.д.=

∆t = ½ ц.д. термометра, ∆t =

в) цена деления линейки ц.д.=

∆ ℓ = ½ ц.д. линейки, ∆ℓ=

2.Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений.

Таблица.

Измеряемая величина	Название сосуда	Результаты измерений	Запись результата измерений с учетом погрешности: А= Аопытное ± ∆ А
объем ,V, см3	пузырек
	пробирка
	баночка
температура воды, t, 0С	стакан с водой
высота , ℓ, см	пробирка

В таблице А – измеряемая величина (объем, температура, высота); ∆А – абсолютная погрешность измеряемой величины (∆V, ∆t, ∆ℓ).

3.Измерьте объемы названных сосудов. Налейте полный пузырек воды из стакана, потом осторожно перелейте воду в измерительный цилиндр. Определите и запишите объем налитой воды с учетом погрешности. Обратите внимание на правильное положение глаза при отсчете объема жидкости. Глаз следует направить на деление, совпадающее с плоской частью поверхности жидкости. Таким же образом определите объем пробирки и баночки.

4.Измерьте температуру воды в стакане.

5.Измерьте высоту пробирки. Данные всех измерений занесите в таблицу.

6. Сделайте вывод.

Лабораторная работа № 2.

"Измерение длины проволоки"

СПОСОБ 1. Оборудование: моток тонкой медной проволоки, который нельзя размотать, весы, гири, карандаш, линейка, образец проволоки 15-20 см.

Методические указания.

1. Определите массу мотка на рычажных весах.

2. Намотать 30-40 витков образца проволоки на карандаш и измерить длину намотанной части.

3. Определить диаметр проволоки , где l – длина намотанной части, N – количество витков.

4. Определить площадь сечения проволоки

5. Из формулы плотности определить объем

6. Найти длину проволоки

СПОСОБ 2. Оборудование: моток тонкой медной проволоки, весы, гири, образец проволоки, полоска миллиметровой бумаги, карандаш.

Методические указания. Работа выполняется как в 1 способе, длина намотанной части определяется с помощью полоски миллиметровой бумаги.

СПОСОБ 3. Оборудование: моток тонкой медной проволоки, весы, гири, образец проволоки, штангенциркуль или микрометр.

Методические указания. Диаметр проволоки определяется с помощью штангенциркуля или микрометра.

Лабораторная работа № 3.

"Определение толщины алюминиевой пластины прямоугольной формы".

Оборудование: весы, гири, линейка, алюминиевая пластина с известной плотностью.

Методические указания.

1. Определить массу пластины на весах

2. Найти объем пластины

3. Измерить ширину, длину пластины и вычислить ее площадь

4. Определить толщину пластины

Лабораторная работа № 4.

"Определение внутреннего объема флакона из-под духов".

Оборудование: флакон из-под духов с пробкой, весы, гири, мензурка.

СПОСОБ 1. Методические указания.

1. Взвесить на весах флакон.

2. Найти объем стекла (плотность стекла известна)

3. Опустить в мензурку закрытый флакон и определить объем вытесненной воды, который равен внешнему объему флакона

4. Определить внутренний объем флакона

СПОСОБ 2. Методические указания.

1. Определить объем закрытого флакона с помощью мензурки V _внеш

2. Открытый флакон погрузить в мензурку, после полного заполнения водой определить объем стекла V_ст 3

Определить внутренний объем флакона

Лабораторная работа №5.

"Измерение давления твердого тела на опору".

Цель работы: измерить давление твердого тела на опору и выяснить, зависит ли оно от площади опоры, и если зависит, то как.

Приборы и материалы: динамометр, линейка измерительная, брусок деревянный.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления динамометра.

2.Измерьте силу давления бруска на стол (вес бруска)с помощью динамометра.

3.Измерьте длину, ширину и высоту бруска.

4.Используя полученные данные, вычислите площади наименьшей и наибольшей граней бруска.

5.Расситайте давление, которое производит брусок на стол наименьшей и наибольшей гранями.

6.Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь и занесите в таблицу.

Fдавл. Н	а, см дли-на	b, см ширина	с, см высо-та	S, см 2 площадь наименьшей грани	S, см2 площадь наибольшей грани	p , Н/см2 давление наименьшей гранью	P, Н/см2 давление наибольшей гранью

7.Вычисления S –наименьшей грани, S – наибольшей грани, p – давление наименьшей гранью, p – давление наибольшей гранью выполнить в тетради после таблицы.

8.Сделайте вывод о том, как давление твердого тела зависит от площади опоры при неизменной силе давления.

Лабораторная работа №6.

"Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления."

Цель работы: выяснить, зависит ли сила трения скольжения от силы нормального давления, если зависит, то как.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, деревянная линейка, набор грузов.

Порядок выполнения работы.

1.Определите цену деления шкалы динамометра.

2.Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

3.Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Запишите показания динамометра, это и есть величина силы трения скольжения.

4.К первому грузу добавьте второй, третий, четвертый грузы, каждый раз измеряя силу трения. С увеличением числа грузов растет сила нормального давления.

5.Результаты измерений занесите в таблицу.

№ опыта	Количество грузов	Сила трения, Н
1	1
2	2
3	3

6.Сделайте вывод: зависит ли сила трения скольжения от силы нормального давления, и если зависит, то как?

Лабораторная работа № 7.

"Определение массы тела, плавающего в воде".

Оборудование: цилиндрический сосуд (пластмассовая бутылка с отрезанным верхом), линейка, тело, плавающее в воде.

Методические указания.

1. Отметить уровень воды в бутылке.

2. Опустить в воду тело, определить высоту подъема воды h

3. Измерить диаметр d бутылки с помощью линейки.

4. Определить площадь сечения бутылки и объем вытесненной воды телом ,

5. Найти массу тела, используя условие плавания тела

Лабораторная работа № 8.

"Определение объема куска льда".

Оборудование: цилиндрический сосуд (пластмассовая бутылка с отрезанным верхом), линейка, кусок льда.

Методические указания.

1. Отметить уровень воды в бутылке.

2. Опустить в воду кусок льда, определить высоту подъема воды h

3. Измерить диаметр d бутылки с помощью линейки.

4. Определить площадь сечения бутылки и объем вытесненной воды льдом ,

5. Найти объем льда, используя условие плавания тела

Лабораторная работа № 9.

"Определение плотности твердого тела".

Оборудование: сосуд с водой, твердое тело небольших размеров, стакан, весы, гири.

Методические указания.

1. Определить массу стакана, доверху налитого водой m₁.

2. Определить массу тела m.

3. Отлить воду из стакана, опустить тело в стакан, долить воду доверху и определить массу стакана с водой и телом m₂.

4. Определить массу вытесненной воды телом

5. Найти объем вытесненной воды, который равен объему тела

6. Определить плотность тела

Лабораторная работа № 10.

"Определение плотности камня".

Оборудование: стакан с водой, камень небольших размеров, динамометр, нитка.

Методические указания.

1. Определить вес тела в воздухе Р _{1 ,} вес тела в воде – Р ₂

2. Найти архимедову силу

3. Найти объем камня, используя формулу архимедовой силы

4. Найти плотность камня

Лабораторная работа № 11.

"Определение объема и плотности своего тела".

Цель работы: определить объем и плотность своего тела.

Последовательность выполнения работы

Измерьте длину l (м) и ширину b (м) ванны в вашей квартире._______________________

Налейте в ванну теплой воды и отметьте карандашом ее уровень.

Погрузитесь в воду и отметьте ее новый уровень. Измерьте высоту подъема воды Δh

(м)._______________________________________________________________

Найдите объем вытесненной воды, а, следовательно, и объем тела V_r (без учета объема

головы):

V _т = lb Δ h

__________________________________________________________________

Форма ванны может заметно отличаться от параллелепипеда, поэтому объем

вытесненной воды более точно можно узнать экспериментально, доливая воду ведром (или

емкостью известного объема) до сделанной вами отметки.

Для того чтобы учесть и объем головы d (м) и, считая ее шаром, рассчитайте объем:

V_Г = 1/6π d³

__________________________________________________________________

Рассчитайте общий объем V_общ (м3) своего тела:

V _общ = V _Т +V _Г

__________________________________________________________________

Измерьте массу своего тела m (кг) с помощью весов._______________________________

Найдите плотность ρ (кг/м3) своего тела:

ρ = V _общ / m

__________________________________________________________________

Сравните результаты своего тела с плотностью воды.

__________________________________________________________________

Сделайте вывод.

__________________________________________________________________

Лабораторная работа № 12.

"Определение средней скорости движения"

Цель работы: научиться определять скорость равномерно движущегося объекта без использования измерительных приборов.

Последовательность выполнения работы

Взяв за точку отсчета входную дверь своего дома, подсчитайте количество шагов N, например до входной двери школы. Одновременно по часам измерьте промежуток времени t(с) вашего движения

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________Зная среднюю длину своего шага l_ср, найдите расстояние S (м) от дома до школы.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Вычислите среднюю скорость движения ν_ср (м/с):

ν_ср = S/ t

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

На основании данных, полученных на уроках физкультуры, рассчитайте среднюю скорость своего бега на 60 м. Это максимальная скорость ν_max вашего движения.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сравните среднюю скорость своего движения с максимальной скоростью.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Запишите ответ и сделайте вывод.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Лабораторная работа № 13.

"Определение коэффициентов трения подошв обуви человека о различные поверхности".

Цель работы: определить значение коэффициентов трения подошв обуви человека о различные поверхности.

Последовательность выполнения работ.

Один из участников опыта встает на доску. Другой поднимает ее за один край до тех пор, пока стоящий на доске человек не начнет с нее соскальзывать.

Измерьте высоту подъема доски h в момент соскальзывания с нее человека. Измерьте длину доски l.

Вычислите коэффициент трения по формуле

k= tgα =( √( 1/ h )² -1)^-1

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Повторите опыт для поверхностей из других материалов.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сделайте вывод, запишите ответ.

__________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

_____________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Лабораторная работа № 14.

"Определение мощности, развиваемой человеком".

Цель работы: определить значения развиваемой человеком мощности в разных физических упражнениях.

Приборы и принадлежности: секундомер, деревянный метр.

Последовательность выполнения работы.

Определение работы и мощности рук.

Измерьте массу своего тела m (кг) с помощью весов_____________________

В спортивном зале поднимитесь по канату без помощи ног, измерьте время подъема t(с)________________________________________________________

Зная высоту h (м), на которую вы поднялись, рассчитайте работу своих рук A (Дж) при

подъеме:

A = mgh

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Рассчитайте мощность N (Вт) своих рук: N = A/ t

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Определение средней мощности, развиваемой при беге на дистанцию 60 м.

Пробежав дистанцию S=60м, измерьте время t(с) за которое вы преодолели

дистанцию.________________________________________________________

Считая движение равноускоренным, вычислите среднюю мощность Nср , развиваемую вами при беге:

N _ср= Δ W/ t=m υ²_k/2 t=2 m S²/ t³, при S= υ _ср t= υ _k t /2

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Определение средней мощности, развиваемой при приседании.

Измерьте высоту своей поясницы H (м).________________________________

Измерьте высоту своего тела h (м) в положении «присев» (центр тяжести тела при этом находится примерно на высоте 0,5 h._______________________

Сделайте n приседаний за промежуток времени t (с)._____________________

Вычислите развиваемую мощность N (Вт).

N = nmg/ t(H− 0, 5 h)

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сравните результаты полученные вами значения мощности с результатами,

полученными другими участниками опыта.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Запишите все результаты, стараясь расположить из в порядке развиваемой мощности.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сделайте вывод, запишите ответ.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Лабораторная работа № 15.

"Определение дыхательного объема легких"

Цель работы: определить один из важнейших параметров организма человека – дыхательный объем его легких.

Приборы и принадлежности: воздушный шарик, линейка, номограмма для

определения площади поверхности.

Последовательность выполнения работы.

Упражнение 1

Определение объема легких человека по площади поверхности его тела.

Вычислите площадь поверхности тела человека по формуле

S = 0.167√ ml ,

где S – площадь поверхности м²; m – масса тела, кг; l – длина тела, м.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Рассчитайте объем легких человека по формуле

V = 2.5 *10⁻³ S или V = 2*10⁻³ S ,

где V – объем, м³; S – площадь, м².

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Формулы приведены для вычисления объема легких соответственно мужчин и женщин, так как считается, что каждому квадратному метру поверхности тела мужчины соответствует 2500 мл, а женщины - 2000 мл объема легких.

Определите площадь поверхности тела человека с помощью номограммы. Для этого соедините при помощи линейки прямой линией показатели массы и длины тела. Точка пересечения этой прямой со шкалой S даст значение площади поверхности.

Рассчитайте объем легких.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сравните результаты определения S разными способами.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Сделайте вывод и запишите ответ.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Упражнение 2

Определение дыхательного объема легких при помощи самодельного спирографа.

В качестве самодельного спирографа предлагается использовать воздушный шарик. Этот

выбор определяется возможностью иметь для каждого участника эксперимента свой прибор, не

требующий дезинфекции при каждом использовании. При выдохе воздуха в шарик он надувается. Объем шарика можно вычислить, если измерить его диаметр, по формуле

V = π d ³ /6

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Измерьте дыхательный объем своих легких V_дых. Для этого сделайте в шарик через рот 10 спокойных выдохов. Измерьте диаметр шарика, вычислите объем заполняющего его воздуха. Вычислите дыхательный объем легких, разделив объем шарика на 10.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Повторите опыт 3 раза, вычислите средний дыхательный объем легких и запишите результат в таблицу.

Измерьте резервный объем выхода V_р.выд.. сразу после спокойного выдоха возьмите отверстие шарика в рот и сделайте максимально глубокий выдох. Определите объем шарика.

Повторите опыт 3 раза, вычислите средний резервный объем выдоха, запишите результаты в

таблицу.

Для определения жизненной емкости легких, взяв отверстие шарика в рот, сделайте глубокий вдох и максимально выдохните в шарик. Не отнимая шарик ото рта, повторите действия 5 раз. Определите диаметр и рассчитайте объем получившегося шара. Вычислите жизненную емкость легких (ЖЕЛ), поделив объем шара на 5. Результат запишите в таблицу.

Таблица.

Основные параметры дыхания человека	Числовые значения
Возраст, лет Пол Масса, кг Длина тела, м Площадь поверхности, м2 Дыхательный объем Vдых , л Резервный объем выдоха Vр.выд, л ЖЕЛ, л Резервный объем вдоха Vр. вд. , л ЖЕЛ, л (теоретическая) МЛВ, л/мин МЛВ, л/мин (теоретическая)

Рассчитайте резервный объем вдоха Vр. вд. по формуле,

V _р.вд. = ЖЕЛ−( V _0,0+ V _р.выд )

Результаты запишите в таблицу.

Вычислите теоретическое значение своей жизненной емкости легких (в литрах) по

формуле

ЖЕЛ =[рост(м)*5,2 − возраст(лет)* 0,022]− 4,2 (для юношей) или

ЖЕЛ =[рост(м)* 4,1− возраст(лет)* 0,018]− 3,7 (для девушек).

Результаты запишите в таблицу.

Сравните результаты определения основных параметров дыхания человека разными способами между собой и с нормой. Норма для ЖЕЛ составляет 2,8 – 3,8 л для юношей и 2,5-2,8 л для девушек

Сделайте вывод и запишите ответ.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Упражнение 3

Определение максимальной легочной вентиляции (МЛВ)

Возьмите в рот отверстие воздушного шарика. В течение 10 с дышите часто и глубоко, выдыхая воздух в шарик.

Измерьте МЛВ по формуле МЛВ=6V. Результат запишите в таблицу.

Вычислите МЛВ, представляющую норму для вашего возраста и пола, по формуле.

МЛВ =[рост(м)*1,34 − возраст(лет)*1,26]− 21,4 (для юношей) или

МЛВ =[71,3− возраст(лет)]⋅[площадь поверхности тела (м2 )] (для девушек).

Результаты запишите в таблицу.

Сделайте вывод.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Литература

1. Гальперштейн Л. Забавная физика: Научн. -попул. кн. - М.: Дет. лит., 1993.

2. Перельман Я.И. Занимательные задачи и опыты: Для сред. И стар. возраста. - Мн.: Беларусь, 1994.

3. Хуторской А.В.,Хуторская Л.Н. Увлекательная физика: Сборник заданий и опытов для школьников и абитуриентов. - М:АРКТИ,2001.

4. В.А.Буров, С.Ф.Кабанов, В.И.Свиридов. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6 – 7 классах средней школы. Под редакцией В.А.Бурова. М. «Просвещение»,1981г.

16