Презентация, доклад по физике по теме

по теме «Статика»

Алешина И.В.
учитель высшей категории
МБОУ СОШ № 16 г.Сарова

общего образования по физике. 10 -11 классы.»
Авторская программа «Физика. 10-11 классы» В.С. Данюшенкова, О.В. Коршуновой (из сборника «Физика. Программы  общеобразовательных учреждений. 10-11 классы / под ред. П.Г.Саенко и др.– М.: Просвещение, 2009.)
Учебник  Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева, В.М.Чаругина «Физика –10», 2013
Физика. Задачник. 10-11 классы. Рымкевич А.П., 2013
Сборник задач по физике. 10-11 классы. Парфентьева Н.А., 2010
Тематические контрольные и самостоятельные работы по физике .10 класс. Громцева О.И., 2012 

УМК

доминирующая модель в формировании мировоззрения учащихся.
Физика как школьный предмет, построенный на основе дидактических принципов обучения, позволяет рассматривать закономерности природы во всем многообразии явлений окружающего мира через конкретизацию объектов изучения учебного предмета.
Основные цели изучения учебного предмета «Физика» на уровне профильного обучения - формирование основ научного мировоззрения, развитие интеллектуальных способностей и познавательных интересов, воспитание ценностных ориентиров обучающихся.
Программа направлена на реализацию личностно-ориентированного, деятельностного, проблемно-поискового подходов; освоение учащимися интеллектуальной и практической деятельности.

Пояснительная записка

теме «Статика и гидростатика» встречаются в КИМ не менее трех раз: это могут быть задания А6, А22, В1, С1, С2, С3 и др.
В кодификаторе ЕГЭ указаны следующие вопросы по теме «Статика и гидростатика», проверяемые заданиями КИМ: момент силы, условия равновесия твердого тела, давление жидкости, закон Паскаля, закон Архимеда, условия плавания тел.
Анализ рабочих программ для 10 профильного класса показывает, что учителя отводят на изучение раздела «Статика и гидростатика» не более 3-5 часов.
Считаю, что раздел «Статика и гидростатика» должен изучаться более основательно, поэтому было разработано поурочное планирование на 8 часов.

формирования и развития у учащихся:
интеллектуальных и практических умений в области статики и гидростатики,
умения самостоятельно приобретать и применять на практике знания по статике и гидростатике,
творческих способностей,
коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

о применении законов статики и гидростатики в технике, в быту.
Приобретение учащимися предметных умений:
работать со средствами информации (учебной, справочной, научно-популярной, Интернетом), готовить сообщения, оформлять, представлять их, планировать и выполнять эксперимент, применять математические методы к решению теоретических задач, участвовать в дискуссии.
Воспитание учащихся:
формирование научного мировоззрения, развитие творческих способностей, памяти, воли и т.п., нравственное воспитание.

классе

Ведущую роль для ученика играет деятельность в контексте предварительного профессионального самоопределения.
Формируется тип мышления, ориентирующий подростка на общекультурные образцы, эталоны взаимодействия с окружающим миром.
Оптимальный способ развития познавательной потребности - представление содержания образования в виде системы теоретических понятий.
Развивается самосознание, актуальна учебная деятельность, направленная на саморазвитие и самообразование.
Учатся рассуждать абстрактно - логически, умению оперировать гипотезами, рефлексии как способности анализировать и оценивать собственные интеллектуальные операции.
Развивается способность к проектированию собственной учебной деятельности, построению собственной образовательной траектории.

изучении темы:
научиться применять основные законы статики и гидростатики для решения практических, качественных и расчетных задач, определять основные характеристики равновесия физических систем.
Учащиеся должны знать:
Понятия: давление в жидкости и газе, момент силы, плечо силы, равновесие, виды равновесия, центр тяжести, центр масс.
Законы: Паскаля, Архимеда, условия равновесия тел.
Практическое применение названных понятий и законов в механизмах, конструкциях, гидравлических устройствах.
Учащиеся должны уметь:
Демонстрировать опыты, выполнять исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей, работать со средствами информации, готовить сообщения, выступать с сообщениями, участвовать в дискуссии, подбирать к сообщениям иллюстративный материал, оформлять сообщения в письменном и электронном виде.

проблемы, в результате чего происходит творческое овладение знаниями, умениями, навыками, развиваются мыслительные способности. 
Разноуровневое обучение: реализуется желание сильных учащихся быстрее и глубже продвигаться в образовании. Сильные учащиеся утверждаются в своих способностях, слабые получают возможность испытывать учебный успех, повышается уровень мотивации ученья.
Исследовательские методы: самостоятельно пополнять знания, глубоко вникать в изучаемую проблему и предполагать пути ее решения, что важно при формировании мировоззрения и определения индивидуальной траектории развития каждого школьника. 
Обучение в сотрудничестве (командная, групповая работа): совместная развивающая деятельность взрослых и детей, суть индивидуального подхода в том, чтобы идти не от учебного предмета, а от ребенка к предмету, идти от тех возможностей, которыми располагает ребенок, применять психолого-педагогические диагностики личности. 
Здоровьесберегающие технологии: позволяют равномерно во время урока распределять различные виды заданий, чередовать мыслительную деятельность с физкультминутками, определять время подачи сложного учебного материала, выделять время на проведение самостоятельных работ, нормативно применять ТСО, что дает положительные результаты в обучении.

конференции, семинары, лекции, собеседования, консультации, зачетные уроки.
Групповые формы обучения: групповая работа на уроке,групповые творческие работы.
Индивидуальные формы работы в классе и дома: работа с литературой или электронными источниками информации, письменные упражнения, выполнение индивидуальных заданий по программированию или информационным технологиям за компьютером, работа с обучающими программами за компьютером.

 так и компьютерные.
Практические: выполнение лабораторных  работ, самостоятельная работа со справочниками и литературой (обычной и электронной), самостоятельные письменные упражнения, самостоятельная работа за компьютером.

и систематизации знаний. Систематизация и обобщение способствуют формированию прочных и систематичных знаний, а также таких приёмов мышления, как: анализ, синтез, абстрагирование, сравнение, аналогия, обобщение, конкретизация. 

Методы обучения на данном уроке предполагается работа по схеме «познал путем поиска вместе с учителем и товарищами – осмыслил – запомнил – оформил свою мысль – применил полученные знания на практике», что отражает современные тенденции деятельностного обучения.

углубить и систематизировать прикладные и фундаментальные знания в ходе решения задач. Учащиеся овладевают алгоритмом решения задач по гидростатике, приобретают навыки решения экспериментальных и расчетных задач по гидростатике.

Развивающие: устанавливать связи внутри физических понятий, теорий, законов, физической картины мира; выделять существенные признаки изучаемых явлений, понятий; устанавливать причинно-следственные связи между ними. Развитие общеучебных навыков: проведения эксперимента, оформления решения задачи, развитие культуры речи.

Воспитательные: воспитание коллективизма, умения работать в группе, терпимости к чужому мнению, взаимоуважения; воспитание добросовестного отношения к учебному труду, трудолюбия, аккуратности.

классификации и выводов.
Способ представления знаний - знание представляется в соответствии с его познавательным значением.

Форма работы на уроке -  семинарское занятие обобщающего характера;
Форма обучения - деятельностное, развивающее обучение.
Технология проведения урока систематизации и обобщения:
при подготовке к уроку учителю необходимо:
1. Распределить учащихся по разнородным группам из 3 - 5 чел.
2. Расставить столы так, чтобы участники одной группы сидели лицом друг к другу;
3. Заранее подготовить карточки с разными вариантами задач и листом контроля.

сплошные и с полостью внутри, динамометры.
карточки с текстами задач.
персональный лист контроля.

решение различных типов задач с целью
закрепления и систематизации знаний по теме
«Гидростатика».
2. Постановка целей и задач
Учащиеся самостоятельно формулируют цель
урока.

доске, делают необходимые рисунки. Учитель корректирует ответы). 1. Дайте определения понятий: гидростатическое давление, сообщающиеся сосуды, Архимедова сила. 2. Дайте формулировки законов Паскаля и Архимеда, условия плавания тел, зависимость гидростатического давления от глубины и плотности жидкости, атмосферного давления от высоты, условие равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах. 3. Расскажите о приборах: манометр, барометр, гидравлический пресс. 4. Представьте модель эксперимента по исследованию Архимедовой силы.

3. Актуализация знаний

отвечают на них по следующему принципу: сначала отвечает ученик из первой группы, который раньше всех поднял руку. При правильном ответе балл идёт в счёт данного ученика и в копилку команды. Если же ответ неправильный, то право отвечать переходит к следующей команде, участник которой первый поднимет руку. Итогом первого этапа является заполнение учащимися таблиц основными понятиями и формулами гидростатики.

Решение задач

перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Газ нагревают. Как изменится в результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?

Решение.
В начальном и конечном состояниях (до и после нагревания) поршень покоится, значит, равнодействующая, действующая на него, равна нулю. Отсюда делаем вывод, что давление не изменяется.
При изобарном процессе для газа выполняется закон Гей - Люсака. Следовательно, при нагревании объем газа увеличивается.
Сила Архимеда определяется плотностью среды, в которую помещено тело. При расширении, плотность газа уменьшается. Таким образом, уменьшается и сила Архимеда, действующая на шар.

большую от исходного уровня? Жидкость считайте несжимаемой. Тело изначально полностью погружено в воду.

Решение. Согласно закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело равна весу вытесненной жидкости. Поскольку жидкость можно считать несжимаемой, ее плотность с глубиной не изменяется, а значит, остается неизменной и сила Архимеда.

К3. В воде находятся три шарика одинаковой массы, удерживаемые нитями (см. рис.). Сравните архимедовы силы, действующие на шарики.

Решение.
При погружении тел в жидкость на них действует выталкивающая сила. Она всегда направлена вверх и пропорциональна объёму погружённой в жидкость части тела. Третий шарик имеет наибольший объём, следовательно на него действует наибольшая архимедова сила.
 

с водой (см. рисунок). Нить заменяют на более длинную, в результате чего груз оказывается полностью погружённым в жидкость, не касаясь при этом дна сосуда. Как в результате изменяются следующие физические величины: сила натяжения нити, на которой подвешен груз; сила давления жидкости на дно сосуда; удлинение пружины динамометра?

Решение. Первоначально на груз действовали только сила тяжести и сила натяжения нити, они уравновешивали друг друга . После того, как груз опустили в жидкость, на него стала действовать еще и сила Архимеда . В результате сила натяжения нити уменьшается. Груз вытесняет жидкость, ее уровень в банке повышается, а значит увеличивается и давление жидкости. На правое плечо весов действует суммарный вес банки и груза. При погружении груза в жидкость этот вес не меняется, поэтому в результате погружения весы останутся в равновесии, а значит, удлинение пружины не изменится.

на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх?

Решение.
Сила Архимеда, которая поддерживает брусок на поверхности воды, равна по модулю весу вытесненной бруском воды. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно Земли, одна и та же сила Архимеда уравновешивает силу тяжести, как в случае плавающего бруска, так и в случае вытесненной им воды. Поэтому масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно друг друга, но движутся с ускорением относительно Земли, одна и та же сила Архимеда вместе с силой тяжести сообщает одно и то же ускорение как плавающему бруску, так и воде в объеме, вытесненном бруском. Поскольку масса бруска одна и та же, масса вытесненной им воды в обоих случаях одинакова. Вода несжимаема, поэтому плотность воды в обоих случаях одинакова. Значит, объем вытесненной воды не изменяется, глубина погружения бруска в лифте остается прежней.

решает её в течение некоторого времени. Затем каждая группа по очереди у доски представляет решение своей задачи всему классу, причём каждый член группы должен отвечать за какой-то конкретный этап решения задачи. Например, если в группе 4 человека, то первый ученик анализирует условие задачи, второй – представляет рисунок (чертёж, график к задаче), третий – её решение, четвёртый – анализирует полученное решение. После того, как группа представила решение своей задачи, группы-соперники задают вопросы. В конце второго этапа ученики перечисляют методы решения задач, а также отмечают особенности каждого метода.

которого имеет массу 2 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 0,1 МПа . Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна .

Решение.
II закон Ньютона в проекциях на вертикаль:
Силы выражены через радиус r:


откуда радиус:  , где   — отношение массы оболочки

к ее площади. Плотности гелия и воздуха:




Радиус оболочки:  , её масса:  .

 

при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение S, полагая газ идеальным.

Решение.
Пробка выскакивает, если сила давления газа в сосуде становится больше суммы сил атмосферного давления и максимальной силы трения покоя пробки о края отверстия:

 
По 1 началу термодинамики переданное газу количество теплоты идёт на изменение внутренней энергии и совершение работы против внешних сил. Объём сосуда не изменяется, следовательно работа газа равна нулю, тогда
 
 
Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона - Менделеева:
 
 

Отсюда находим площадь отверстия:  и , подставляя, получаем  

2700 кг/ м3, прикрепленный к пружине жесткостью 100 Н/м, погружен в воду. Пружина прикреплена к дну. Определить абсолютную деформацию пружины.

Решение.
Поскольку плотность алюминия больше плотности воды, значит, груз тонет, и поэтому пружина будет сжата, а сила упругости пружины направлена вверх.
Так как тело находится в покое, значит, все силы по 1- му закону Ньютона друг друга компенсируют. Поэтому запишем условие равновесия:

Выразим из полученного уравнения абсолютную деформацию пружины.

жидкостей, плотности которых равны ρ1 , ρ2 . Определить глубину погружения во вторую жидкость, если высота тела равна h.

Решение.
Так как тело плавает на границе раздела двух сред, значит, ρ1< ρ < ρ2 .
Расставим силы, действующие на тело: F – сила Архимеда, mg – сила тяжести тела.

Силу Архимеда можно разделить на две части: выталкивающая сила, действующая со стороны первой жидкости, где ( h – x) погружение в первую жидкость, и со стороны второй жидкости, где x – погружение во вторую жидкость.

м3 , привязан к земле. Определить силу натяжения веревки, считая плотность воздуха 1,29 кг/ м3, а масса оболочки шара m0 =10 кг.

Решение.
На шар действуют силы: сила Архимеда вверх, сила тяжести оболочки шара и гелия внутри шара вниз и удерживающая сила натяжения веревки вниз.
Шар находится в покое, поэтому справедливо уравнение равновесия.

Из полученного уравнения выразим неизвестную силу натяжения T.

план проведения экспериментальных исследований. Через некоторое время группы вновь представляют решение всему классу. Так же, как и на этапе II каждый ученик предоставляет индивидуальный отчёт и несёт личную ответственность за успех своей группы. Например, первый ученик представляет решение задачи, второй – результаты в виде расчетных таблиц, схем, графиков, третий – погрешности, а четвёртый – анализ результатов. Затем группы-соперники задают вопросы. В конце третьего этапа ученики делают выводы, обобщая полученные в ходе исследований результаты.

с водой, твердое тело.

Решение.

материалы: динамометр, стакан с водой, алюминиевое тело.

является побуждение учащихся к осознанию личной значимости своих действий и достижений на уроке, определение успешности урока. Задачей учителя является создание ситуации успеха, сопоставление целей урока с его результатами. Учитель совместно с учениками формулирует основные выводы урока. Учитель организует индивидуальную и коллективную рефлексию деятельности, обозначает и оценивает достигнутые результаты, подводит итоги работы в группах, выставляет оценки. Отмечает наиболее активных учащихся. Благодарит за работу на уроке.

могут быть использованы оставшиеся не решенными задачи и задания для самостоятельного решения.
Решить задачи:
1Д. На стержне длиной 30 см укреплён шар радиусом 6 см. Где находится центр тяжести этой системы? Масса стержня вдвое меньше массы шара.
Ответ:
2Д. Лестница длиной 9,4 м и массой 16 кг приставлена к стене дома и составляет с ней угол 50º. На какую максимальную высоту может подняться человек массой 70 кг, прежде чем она начнёт скользить по земле? Коэффициент трения лестницы о землю равен 0,4. Стену считать идеально гладкой.
Ответ: 0,3 м.
3Д. Льдинку, плавающую в стакане с пресной водой, перенесли в стакан с соленой водой. Как при этом изменилась архимедова сила, действующая на льдинку?
4Д. Груз массой m1 погружен в воду на глубину h1. На какую глубину будут погружен в воду груз, если на него положить другой груз, после чего суммарная масса станет m2 ?
5Д. Воздушный шар, оболочка которого имеет массу 145 кг и объем 230 м3 , наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающего воздуха 0ºC. Какую минимальную температуру должен иметь воздух внутри оболочки, чтобы шар начал подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие.
Ответ: 270 ºC.

Домашнее задание

«Просвещение»,1983.
Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Международные физические олимпиады. М. Наука. 1985.
Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Зильберман А.Р. Задачи по физике. М. Дрофа. 2002.
Козел С.М., Коровин В.А., Орлов В.А. Физика. 10-11 класс. Сборник задач с ответами и решениями. М. Мнемозина. 2004.
Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? М. Наука. 1992.
Малинин А.Н. Сборник вопросов и задач по физике. 10-11 кл. М. Просвещение. 2002.
Гольдфарб И.И. Сборник вопросов и задач по физике. М. Высшая школа. 1975.
Степанова Г.Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М. Просвещение. 2002.
Зорин Н.И. Элективный курс «Методы решения физических задач». Москва. «Вако». 2007.
Лабковский В.Б. 220 задач по физике с решениями. Москва. «Просвещение».2006.
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,Сотский Н.Н. «Физика 10 класс» М. Просвещение. 2012.
Тульчинский М.Е. «Качественные задачи по физике 10-11 класс». М. Просвещение. 1992.
Лебедянцев С.В. и др. «Сборник задач по физике с решениями: кинематика, динамика, статика».М. «Творческая педагогика» 1993.
Козел С.М. и др. «Сборник задач по физике», М. Наука. 1980.
Мясников С.П. «Пособие по физике по решению задач». М. Высшая школа. 1988.
Шасколская «Сборник избранных задач по физике». М. Наука.1986.
Меледин Г.В. «Физика в задачах. Экзаменационные задачи с решениями». М. Наука. 1989.
Болсун А,Галякевич Б. «Физика в экзаменационных вопросах и ответах». «Айрис» 2001.
Тренин А, Никеров В. «Готовимся к экзамену по физике». «Айрис»2003.
Беклемишев Н.Н. «Задачи по физике для поступающихв вуз». М. Просвещение.2001.
Гельфгат И М. и др. «1001 задача по физике». «Илекса».М. 1997.
Орлов В.А. и др. «Единый государственный экзамен. Контрольные измерительные материалы». Физика. М. Просвещение. 2013.
Орлов В.А. и др. ЕГЭ : Методические рекомендации. Физика. М. Просвещение. 2004.
Орлов В.А. и др. Учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. Физика. М. Интеллект
Центр.2013.
Зорин Н.И. «Элективный курс. Методы решения физических задач». М. «Вако» 2007.