Оборудование для школьных научных проектов по физике. Темы исследовательских работ по физике

Проектная деятельность обучающихся является одним из методов развивающего (личностно-ориентированного) обучения, направлена на выработку самостоятельных исследовательских умений (постановка проблемы, сбор и обработка информации, проведение экспериментов, анализ полученных результатов), которая способствует развитию творческих способностей и логического мышления, объединяет знания, полученные в ходе учебного процесса, способствует формированию некоторых профессиональных компетенций. Предложен перечень тем выполнения проектов в различных формах.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Темы рефератов (докладов), индивидуальных проектов по физике

для студентов 1 курса

Александр Степанович Попов - русский ученый, изобретатель радио.

Альтернативная энергетика.

Акустические свойства полупроводников.

Атомная батарейка и радиоактивные подстветки

Физические принципы функционирования информационных и телекоммуникационных систем

Астрономия наших дней. Астероиды.

Атомная физика. Изотопы. Применение радиоактивных изотопов.

Бесконтактные методы контроля температуры.

Биполярные транзисторы.

Величайшие открытия физики.

Электрические разряды на службе человека.

Влияние дефектов на физические свойства кристаллов.

Вселенная и темная материя.

Голография и ее применение.

Беспроводная передача электричества

Дифракция в нашей жизни.

Жидкие кристаллы.

Значение открытий Галилея.

Альберт Эйнштейн и цифровая техника (фотоаппараты и т.д).

Использование электроэнергии в транспорте.

Классификация и характеристики элементарных частиц.

Криоэлектроника (микроэлектроника и холод).

Возможности современных лазеров.

Леонардо да Винчи - ученый и изобретатель.

Микроволновое излучение. Польза и вред.

Метод меченых атомов.

Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц.

Нанотехнология - междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники.

Никола Тесла: жизнь и необычайные открытия.

Николай Коперник - создатель гелиоцентрической системы мира.

Нильс Бор - один из создателей современной физики.

Нуклеосинтез во Вселенной.

Оптические явления в природе.

Открытие и применение высокотемпературной сверхпроводимости.

Переменный электрический ток и его применение.

Плазма - четвертое состояние вещества.

Планеты Солнечной системы.

Полупроводниковые датчики температуры.

Применение жидких кристаллов в промышленности.

Применение ядерных реакторов. Природа ферромагнетизма.

Проблемы экологии, связанные с использованием тепловых машин.

Происхождение Солнечной системы.

Пьезоэлектрический эффект его применение.

Реликтовое излучение.

Сенсорные экраны и физические процессы

Рождение и эволюция звезд.

Современная спутниковая связь.

Современная физическая картина мира.

Современные средства связи.

Солнце - источник жизни на Земле.

Управляемый термоядерный синтез. Ускорители заряженных частиц.

Физика в современных технологиях

Физические свойства атмосферы.

Фотоэлементы.

Черные дыры.

Шкала электромагнитных волн.

Экологические проблемы и возможные пути их решения.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Методическая разработка практической работы составлена для студентов, обучающихся по специальности 080110 «Экономика и бухгалтерский учет (по отраслям)» по дисциплине «Финансовый менеджмент», на тему...

Презентация индивидуального проекта по русскому языку на тему "Молодежный сленг и жаргон". Проект подготовлен студенткой гр. СД-161с. При подготовке проекта проводилось анкетирование студентов, которы...

Все кристаллы, окружающие нас, не образовались когда-то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно. Кристаллы бывают не только природными, но так же и искусственные, выращиваемые человеком. Зачем же создают еще и искусственные кристаллы, если и так почти все твёрдые тела вокруг нас имеют кристаллическое строение? При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе. Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике очень нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов алмаза, кварца, сапфира и др. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов, там создают и те кристаллы, которые изучают кристаллографы, физики, химики, металловеды, минералоги, открывая в них новые замечательные явления и свойства. В природе, в лаборатории, на заводе кристаллы растут из растворов, из расплавов, из паров, из твердых веществ. Поэтому представляется важным и интересным изучить процесс образования кристаллов, выяснить условия их образования, вырастить кристаллы без применения специальных приспособлений. Это и определило тему исследовательской работы.

Почти любое вещество может при известных условиях дать кристаллы. Кристаллы образуются чаще всего из жидкой фазы - раствора или расплава; возможно получение кристаллов из газовой фазы или при фазовом превращении в твердой фазе. Кристаллы выращивают (синтезируют) в лабораториях и на за­водах. Можно получать и кристаллы таких сложных природных ве­ществ, как белки и даже вирусы.

• Многим известно, что растворимость веществ зависит от температуры. Обычно с повышением температуры растворимость увеличивается, а с понижением – уменьшается. Мы знаем, что одни вещества растворяются хорошо, другие - плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы. Насыщенный раствор – это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре. Ненасыщенный раствор – это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.

Я использовала самый простой способ выращивания кристаллов медного купороса и каменной соли из раствора. Сначала необходимо приготовить насыщенный раствор. Для этого в стакан наливают воду (горячую, но не кипящую) и в неё насыпают порциями вещество (порошок медного купороса или каменной соли) и размешивают стеклянной или деревянной палочкой до полного растворения. Как только вещество перестанет растворяться, это значит, что при данной температуре раствор насыщен. Потом он будет охлаждаться, когда вода станет постепенно испаряться из него, «лишнее» вещество выпадает в виде кристалликов. Сверху на стакан необходимо положить карандаш (палочку), вокруг которого обмотана нитка. К свободному концу нитки привешивается какой-нибудь груз, чтобы нитка распрямилась и висела в растворе вертикально, не доставая немного дна. Оставить стакан в покое на 2-3 дня. Спустя время можно обнаружить, что нитка обросла кристалликами. Результаты формирования кристаллов методом охлаждения представлены на фотографии.

В 2015 году с 25 мая по 30 июня при прохождения долгосрочных курсов в ЧИПКРО под руководством Эльмурзаевой Ганги Бекхановны по программе «Требования к современному уроку» - метод проектов используется очень широко как в урочной, так и в неурочной работе. Я решила воспользоваться этой программой 2-го поколения и апробировать проектную деятельность. Применение проектной деятельности – это явление времени, так как способствует становлению нового технологического мышления, получению опыта созидательной работы, решению конкретных школьных проблем, выявлению и использованию в образовательном процессе активной части учащихся, имеющих склонность к организаторской работе и лидерству.В общественном сознании происходит переход от понимания социального предназначения школы как задачи простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику к новому пониманию функции школы. Приоритетной целью школьного образования становится развитие у учащихся способности самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Иначе говоря, формирование умения учиться. Учащийся сам должен стать «архитектором и строителем» образовательного процесса. Как гласит известная притча, чтобы накормить голодного человека можно поймать рыбу и накормить его. А можно поступить иначе – научить ловить рыбу, и тогда человек, научившийся рыбной ловле, уже никогда не останется голодным. Речь идет о формировании у школьника универсальных учебных действий (УУД). Не знания, не навыки, а универсальные действия, которыми должен овладеть учащийся, чтобы решить в определённых жизненных ситуациях разные классы задач. В этой связи базовыми результатами школьного образования могли бы стать умения учиться и познавать мир, сотрудничать, коммуникатировать, организовывать совместную деятельность, исследовать проблемные ситуации – ставить и решать задачи.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Проект по физике

«Удивительная физика»

Объект исследования : Процесс обучения физике в 7-8 классах .

Предмет исследования : Организация проектной деятельности учащихся с использованием информационных технологий на уроках физики.

Руководитель проекта: Джамилханова Джамиля Алиевна учитель физики МБОУ «СОШ№10» г. Грозного высшей квалификационной категории.

1.Введение 1

2.Аннотация проекта _ 3

3.Проблемы и Актуальность профессионального проекта 4

4.Этапы реализации проекта 5

5.Ожидаемый результат 8

6.Использование метода проектов на уроках физики 9

7. Результаты реализации проекта за 2016год 10

8.Практическая значимость проекта 12

9.Выводы 17

10.Список литературы 18

1. ВВЕДЕНИЕ

В 2015 году с 25 мая по 30 июня при прохождения долгосрочных курсов в ЧИПКРО под руководством Эльмурзаевой Ганги Бекхановны по программе «Требования к современному уроку» - метод проектов используется очень широко как в урочной, так и в неурочной работе. Я решила воспользоваться этой программой 2-го поколения и апробировать проектную деятельность. Применение проектной деятельности – это явление времени, так как способствует становлению нового технологического мышления, получению опыта созидательной работы, решению конкретных школьных проблем, выявлению и использованию в образовательном процессе активной части учащихся, имеющих склонность к организаторской работе и лидерству.

Проект рассчитан на 3 года (с 2016 по 2018 г.)

В общественном сознании происходит переход от понимания социального предназначения школы как задачи простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику к новому пониманию функции школы. Приоритетной целью школьного образования становится развитие у учащихся способности самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Иначе говоря, формирование умения учиться. Учащийся сам должен стать «архитектором и строителем» образовательного процесса. Как гласит известная притча, чтобы накормить голодного человека можно поймать рыбу и накормить его. А можно поступить иначе – научить ловить рыбу, и тогда человек, научившийся рыбной ловле, уже никогда не останется голодным. Речь идет о формировании у школьника универсальных учебных действий (УУД). Не знания, не навыки, а универсальные действия, которыми должен овладеть учащийся, чтобы решить в определённых жизненных ситуациях разные классы задач. В этой связи базовыми результатами школьного образования могли бы стать умения учиться и познавать мир, сотрудничать, коммуникатировать, организовывать совместную деятельность, исследовать проблемные ситуации – ставить и решать задачи.

2.Аннотация проекта :

На уроках естественного цикла возможно применение различных видов учебной деятельности: познавательной, исследовательской, аналитической, проектной, экспериментальной. Физика как учебная дисциплина дает широкие возможности обучающимся реализовать себя в них. Одной из ключевых идей современного образования является идея развития компетентностей. Личностная компетентность подростка не сводится к набору знаний и умений, а определяется эффективностью их применения в реальной практике. Быть компетентным – значит уметь мобилизовать имеющиеся знания, опыт, для решения проблемы в конкретных обстоятельствах.

Формирование компетенций в среднем школьном возрасте происходит на основе определенной картины мира, которая у детей складывается к 7-8 классу. Постепенно интерес к урокам физики пропадает, когда начинается решение задач. Причины могут крыться и в сложности предмета и недостатке знаний по предмету, а также и в том, что дети не видят надобности в полученных знаниях и возможности применения этих знаний в повседневной жизни.

Одним из наиболее эффективных методов, создающих условия для обеспечения устойчивого процесса коммуникации, направленного на формирование компетентности подростков является работа над проектом.

Реализация данного проекта позволит решить следующие проблемы:

Проблемы:

1. Слабый интерес к предмету «физика».
2. Недостаток знаний по физике.
3. Возможности применения полученных знаний в повседневной жизни.

3.Актуальность проекта

Опыт работы в школе показал, что в развитии интереса к предмету нельзя полагаться только на содержание изучаемого материала. Если учащиеся не вовлечены в активную деятельность, то любой содержательный материал вызовет у них созерцательный интерес к предмету, который не будет подкреплен познавательным интересом. Для того чтобы разбудить в школьниках активную деятельность, им нужно предложить проблему интересную и значимую. Метод проектов позволяет школьникам перейти от усвоения готовых знаний к их осознанному приобретению.

Характер организации содержания учебного материала, выполнение практических работ и фронтальных экспериментов фактически на каждом занятии способствуют формированию универсальных учебных действий и, в конечном счете, умению учиться.

Активное участие в проекте позволит, ребятам повышать уровень своих компетентностей. Вот уже второй год как я запустила свой проект.

В основу метода проектов положена идея, составляющая суть понятия «проект», его прагматическая направленность на результат, который можно получить при решении той или иной практически или теоретически значимой проблемы. Этот результат можно увидеть, осмыслить применить в реальной практической деятельности. Чтобы добиться такого результата, необходимо научить детей или взрослых самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этой цели знания из разных областей, умения прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения, умения устанавливать причинно-следственные связи.

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Этот метод органично сочетается с групповыми методами.

Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы. Решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности, разнообразных методов, средств о6учения, а с другой, предполагает необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей. Результаты выполненных проектов должны быть, что называется, «осязаемыми», то есть, если это теоретическая проблема, то конкретное се решение, если практическая - конкретный результат, готовый к использованию (на уроке, в школе, в реальной жизни).

Если говорить о методе проектов как о педагогической технологии, то эта технология предполагает совокупность исследовательских, поисковых, проблемных методов, творческих по самой своей сути.

Метод проектов позволяет наименее ресурсозатратным способом создать условия деятельности, максимально приближенные к реальным, для формирования компетентностей учащихся. При работе над проектом появляется исключительная возможность формирования у школьников компетентности разрешения проблем (поскольку обязательным условием реализации метода проектов в школе является решение учащимся собственных проблем средствами проекта). Появляется возможность освоения способов деятельности, составляющих коммуникативную и информационную компетентности.

По своей сути проектирование - самостоятельный вид деятельности, отличающийся от познавательной деятельности. Этот вид деятельности существует в культуре как принципиальный способ планирования и осуществления изменения реальности.

4.Проектная деятельность включает следующие этапы:

Разработка проектного замысла (анализ ситуации, анализ проблемы, целеполагание, планирование);

Реализация проектного замысла (выполнение запланированных действий);

Оценка результатов проекта (нового измененного состояния реальности).

Цели проекта:

Повышение интереса к предмету.

Повышение активности обучающихся

Профессиональная ориентация учащихся на технические профессии.

Развитие коммуникативных УУД

Развитие компетенций.

Задачи проекта:

Создать творческие группы учеников среднего и старшего звена.

Собрать копилку занимательных опытов (для демонстрационного и фронтального эксперимента).

Собрать подборку интересной познавательной информации об ученых, явлениях, профессиях, т.е. обо всем, что связано с предметом «физика».

Самостоятельное проведение исследование

Самостоятельный сбор информации

Анализ полученной информации

Уточнение и формулировка собственной задачи каждым учеником

Использование собственного опыта при работе с информацией

Обмен информацией между участниками группы

Изучение специальной литературы, информации из СМИ, Интернета

Анализ и интерпретация полученных данных

10.Федеральные Государственные Образовательные Стандарты http:/www.standart.edu.ru

11.Фестиваль «Открытый урок» http:/festi

12.Сеть творчески работающих учителей http://www.it-n.ru/communities

VII ОБЛАСТНОЙ КОНКУРС ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ ОБУЧАЮЩИХСЯ «ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКУ»

_______________________________________________________

Тема:

Тормозной путь.

Филиппова Анастасия Викторовна

ученицы 10 – «В» класса

Научный руководитель:

Титкова Раиса Васильевна учитель физики

Образовательное учреждение:

МБОУ «Первомайская средняя

Общеобразовательная школа»

(учебный корпус №1)

2013

I. Введение. 3-4

II.Основная часть.

1. Исследование общественного мнения 5-6

2. Что такое тормозной путь (немного теории)

2.1. Тормозной путь автомобиля 6-7

2.2 Расчёт тормозного пути по формуле 7

3. Результаты экспериментов 8-9

III. Заключение. Выводы. 10-11

IV.Список использованной литературы. 11

ВВЕДЕНИЕ.

Проблема : Понять – нужно ли нам учитывать тормозной путь когда мы пользуемся транспортом или переходим дорогу перед транспортом.

Почему нельзя переходить проезжую часть дороги перед близко идущим транспортом? Какое расстояние до движущегося транспортного средства они считают безопасным? Чем объяснить высокий процент травматизма на дорогах и дорожно-транспортных происшествий.

Ответы на эти и многие другие вопросы, связанные с движением тел, дают законы механики.

Актуальность темы.

Множество из тех, кто в настоящий момент обучается в школе, в будущем станут водителями или пешеходами, которые обязаны знать, что тормозной путь зависимость от начальной скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Основная цель данного проекта:

Задачи:

Для достижения поставленных целей над данным проектом работали по следующим направлениям:

1) Исследование общественного мнения;

2) Изучение теории тормозного пути;

3) Эксперимент;

4) Выводы

Гипотеза. Тормозной путь зависит от скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой.

Практическая значимость состоит в применении зависимости тормозного пути от скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой. Также необходимо это учитывать в повседневной жизни.

Научный интерес заключается в том, что в процессе изучения данного вопроса получены некоторые сведения о практическом применении явления тормозного пути.

Чтобы узнать, от каких факторов зависит тормозной путь, мною была изучена следующая литература: 1)Бытько Н.Д. Физика, ч.1 и 2. Механика. Молекулярная физика и теплота. В пособие включено большое число задач с решениями для лучшего понимания физики. Приведено много примеров показывающих связь физики с техникой. 2)Иванов А.С., Проказа А.Т. Мир механики и техники: Кн. для учащихся. В книге на многочисленных примерах рассказывается об увлекательном мире техники, основанном на механических закономерностях. 3) Элементарный учебник физики: Учебное пособие. Под ред. Г.С. Ландсберга. Т.1 Механика. Молекулярная физика. Достоинством данного пособия является глубина изложения физической стороны процессов и явлений в природе и технике.

1. ИССЛЕДВАНИЕ ОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ.

Исследование наличия транспортных средств среди работников МБОУ

«Первомайская средняя общеобразовательная школа» учебный корпус № 2

Таблица 1

Вывод: опрос показал, что на каждую семью приходится в среднем два транспортных средства.

Исследование наличия транспортных средств среди обучающихся МБОУ « Первомайская средняя общеобразовательная школа» учебный корпус № 2

Таблица 2

Вывод: исследуемый период показывает увеличение транспортных средств среди обучающихся..

Анкетирование: отношение населения к транспортному средству .

Таблица 3

Вывод: автомобиль не роскошь, а средство передвижения.

2.Что такое тормозной путь (немного теории)

2.1 Тормозной путь автомобиля.

Тормозной путь - это путь, пройденный автомобилем от начала торможения до полной остановки.

Началом тормозного пути называется момент срабатывания тормозной системы автомобиля, а его концом – момент полной остановки машины.

Само собой разумеется, что движущийся автомобиль на большой скорости не сможет мгновенно останавливаться. Прежде чем остановиться, он пройдет некоторое расстояние. Так, современный автомобиль на автостраде при скорости 100 км/час проходит в каждую секунду до 28 м. Ясно, что для полной его остановки нужно определенное расстояние.

Его величина находится в прямой зависимости от скорости движения, способа торможения и дорожных условий. При скорости 50км/ч средний тормозной путь будет составлять около 15 м, а при скорости 100 км/ч около 60м т.е. больше в четыре раза.

Тормозной путь автомобиля зависит от многих факторов:

1- скорость движения

2- дорожное покрытие

3- погодные условия

4- состояние колес и тормозной системы

5- способ торможения

Длина тормозного пути часто оказывается решающим фактором в критической ситуации на дороге.

Лишний метр, прочерченный покрышками по асфальту, может стоить не только разбитого бампера, но и жизни.

2.2 Формула тормозного пути.

Существует несколько формул расчета тормозного пути. В их основе лежит второй закон Ньютона.

Основной тормозной путь автомобиля можно определить по формуле:

S = V²о/2gµ,

где:

S - тормозной путь в метрах;

Vо - скорость движения автомобиля в момент начала торможения в м/сек;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с 2 ;

µ - коэффициент сцепления шин с дорогой.

Приведенная формула годится лишь при одновременном торможении всех колес до "юза".

Из формулы видно, что тормозной путь зависит только от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой. Однако значение последнего может измениться в зависимости от вида и состояния дорожного покрытия, типа шин автомобиля и давления воздуха в них.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА.

1. Зависимость тормозного пути от скорости велосипеда

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Вывод: Чем больше скорость, тем длиннее тормозной путь. При движении автомобиля и по сухой летней, и по скользкой зимней дороге тормозной путь и время торможения зависят от начальной скорости, причём тормозной путь прямо пропорционален квадрату начальной скорости

2.Зависимость тормозного пути от коэффициента сцепления шин с дорогой.

Таблица 8

Вывод: коэффициент сцепления с дорогой зависит от погодных условий. Чем хуже дорога, тем ниже будет коэффициент и длиннее тормозной путь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Многих аварий можно было бы избежать, если бы водители следовали золотому правилу - держи дистанцию. В работе мы выяснили, какую дистанцию нужно соблюдать для собственной безопасности и как определить нужную дистанцию

Теперь мы точно знаем, от чего зависит тормозной путь. Если говорить более конкретно, тормозной путь зависит: от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

Мы провели серию экспериментов, проделали примерно такие же опыты, как и ученые, и получили примерно такие же результаты. Получилось, что экспериментально мы подтвердили все утверждения, высказанные нами.

Нами была создана серия экспериментов, помогающих понять и объяснить некоторые «трудные» наблюдения.

Но самое главное - мы поняли, как здорово добывать знания самим, а потом делиться ими с другими.

Выводы:

Исследования показали, что:

1. Тормозной путь автомобиля зависит от скорости и от коэффициента сцепления шин с дорогой.

1. Для обеспечения безопасности движения в любых дорожных условиях, при движении с любой скоростью необходимо соблюдать следующее правило: остановочный путь должен быть меньше расстояния видимости.

1. При движении автомобиля и по сухой летней, и по скользкой зимней дороге тормозной путь и время торможения зависят от начальной скорости, причём тормозной путь прямо пропорционален квадрату начальной скорости а время торможения – её первой степени (t ~ 0);

1. Поскольку зимой коэффициент трения резины по асфальту уменьшается, тормозной путь и время торможения увеличиваются;

1. Для остановки транспорта требуется время и пространство: нельзя переходить дорогу перед близко идущим транспортом. Об этом следует помнить во избежание ДТП как пешеходам, так и автомобилистам.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3-хт. /Под ред.Г.С.Ландсберга. Т.1 Механика. Молекулярная физика.М.:Наука, 1985, 218 с.
2. Иванов А.С., Проказа А.Т. Мир механики и техники: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1993.
3. Бытько Н.Д. Физика, ч.1 и 2. Механика. Молекулярная физика и теплота.М.: Высшая школа, 1972, 336 с.

   Предварительный просмотр:

   Тезисы

   Анастасия Филиппова, обучающаяся 10 В класса

   МБОУ СОШ (учебный корпус №1) п. Первомайский

   Р.В.Титкова, учитель физики

   МБОУ СОШ(учебный корпус №1) п. Первомайский

   Тормозной путь

   Секция: Естественнонаучное направление

   Тема проекта: Тормозной путь. От чего он зависит, как определяется.

   Руководитель: Титкова Р.В. учитель физики МБОУ «ПСОШ» (корпус №2).

   Актуальность. В нашей стране с каждым годом происходит увеличение транспортных средств и дороги стали объектом повышенной опасности, что приводит к необходимости изучения этого вопроса.

   Новизна . Изучить на собственном опыте воздействие тормозного пути, скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

   Цель: исследовать факторы, от которых зависит тормозной путь.

   Задачи:

   1. Изучить литературу по данному вопросу.

   2.Организовать опрос, анкетирование с целью наличия транспортных средств и систематизировать полученную информацию.

   3.Выяснить зависимость тормозного пути от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

   4.Организовать эксперименты, подтверждающие зависимости тормозного пути от скорости и коэффициента сцепления шин с дорогой.

   5.Продумать и создать демонстрационные эксперименты, доказывающие зависимость тормозного пути от скорости транспорта и от коэффициента сцепления шин с дорогой.

“Тепло и холод - это две руки природы, которыми она делает почти всё”.

Френсис Бекон

Учебный предмет (дисциплины, близкие к теме): физика - тема “Тепловые явления”, интеграция с географией, биологией, историей, астрономией.

Возраст учащихся: 8 класс.

Тип проекта: ролевой, поисковый.

Цель проекта: формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности:

• навыков самостоятельной работы с большими объемами информации,
• умений увидеть проблему и наметить пути ее решения,
• навыков работы в группе.

Основополагающий вопрос: Бесконечны ли “+ ” и “- ” ?(Имеют ли предел высокие и низкие температуры?)

Спросим у историков, географов, биологов, экспериментаторов, астрономов, физиков.

Продукты проекта: восемь презентаций, выполненных в программе Power Point (работы связаны гиперссылками с общей презентацией, сделанной учителем); коллекция термометров; занимательные демонстрационные опыты.

Первая группа историков

Творческое название работы - “Прародитель современных термометров”.

Проблемный вопрос: какова история создания первого прибора для измерения температуры - термоскопа?

Задание: воссоздать термоскоп, продемонстрировать его работу.

Древние учёные о температуре судили по непосредственному ощущению. Лишь в 1592 году Галилео Галилей сконструировал прибор для измерения температуры – термоскоп. Термоскоп - от греческих слов: “термо” - тепло “скопео” - смотрю. Термоскоп состоял из стеклянного шара с припаянной к нему стеклянной трубкой и стакана с водой.

Попробуем и мы создать термоскоп: нагреем стеклянную колбу, перевернём её, опустим в стакан с водой открытым концом. Термоскоп готов. По высоте столбика воды в горлышке колбы можно судить об изменениях температуры: при охлаждении воздуха в колбе столбик воды поднимается вверх, а при нагревании – опускается.

• Термоскопу 415 лет, но он работает
• С помощью термоскопа можно увидеть изменение температуры, но её нельзя измерить
• Показания зависят от атмосферного давления
• У прибора нет шкалы

Вся дальнейшая история создания термометра есть история совершенствования термоскопа. Воздух заменили подкрашенным спиртом, а позднее ртутью. Откачав из трубки воздух и запаяв открытый конец, исключили влияние атмосферного давления. Но основным усовершенствованием было создание шкалы.

Вторая группа историков

Творческое название работы: “Шкалы разные нужны, шкалы всякие важны”

Проблемный вопрос: Какие существуют шкалы для измерения температуры, и какова история их создания?

Фаренгейт Габриель Даниель (1686-1736), немецкий физик и стеклодув. Работал в Великобритании и Нидерландах. Изготовил спиртовой (1709) и ртутный (1714) термометры. Предложил температурную шкалу, которая носит его имя - шкала Фаренгейта – это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении. За одну из опорных точек своей шкалы (0 °F) Фаренгейт принял самую низкую температуру, которую мог получить – температуру смеси воды, льда, нашатыря и соли. Второй точкой он выбрал температуру смеси воды и льда. А расстояние между ними разделил на 32 части. Температура человеческого тела по его шкале соответствовала 96 °F, точка кипения воды 212 °F. Шкалу Фаренгейта до сих пор применяют в Англии и США.

Реомюр Рене Антуан (1683-1757), французский естествоиспытатель, зоолог, иностранный почетный член Петербургской Академии Наук. В 1730 году предложил температурную шкалу, которая носит его имя – шкала Реомюра – это температурная шкала, один градус которой равен 1/80 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, т. е. 1 °R = 5/4 °С. Шкала Реомюра практически вышла из употребления.

Цельсий Андерс (1701-1744), шведский астроном и физик. Предложил в1742 году температурную шкалу – шкала Цельсия – это температурная шкала, в которой 1 градус равен 1/100 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, но Цельсий принимал за ноль кипение воды, а за 100 градусов – таяние льда.

Известный шведский ботаник Карл Линней пользовался термометром с переставленными значениями постоянных точек. За 0 0 он принял температуру плавления льда, а за 100 0 температуру кипения воды. Таким образом, современная шкала Цельсия по существу является шкалой Линнея.

Приложение 1

Группа техников

Творческое название работы: “Современные приборы”

Проблемный вопрос: Существуют ли термометры без жидкости?

Задание: собрать коллекцию термометров различного назначения.

Жидкостный термометр, прибор для измерения температуры, действие которого основано на тепловом расширении жидкости. В зависимости от температурной области применения жидкостные термометры заполняют этиловым спиртом (от -80 до +100 °С) или ртутью (от -35 до +750°С). Первоначально термометры применялись лишь для метеорологических наблюдений. Позднее их стали употреблять для измерения температуры воздуха в жилых помещениях, в медицине, при химических исследованиях и т. д.

В настоящее время используются термометры, действие которых основано на других физических явлениях. Это позволило увеличить точность измерений и расширить область применения приборов.

Электронный термометр более точен, чем обычный комнатный или уличный. Он с точностью до десятых долей показывает температуру и в помещении, и на улице.

Термометр сопротивления - прибор для измерения температуры, действие которого основано на изменении электрического сопротивления металлов и полупроводников с температурой.

Газовый термометр, прибор для измерения температуры, действие которого основано на зависимости давления или объема газа от температуры. Заполненный гелием, азотом или водородом баллон, соединенный при помощи капилляра с манометром, помещают в среду, температуру которой измеряют.

Группа экспериментаторов

Творческое название работы: “Опыт - критерий истины”.

Проблемный вопрос: какие температуры можно получить в лабораторных условиях?

Задание: провести опыты с водой в условиях школьной лаборатории, получить самую высокую и самую низкую температуру. Заснять ход опытов на цифровую камера, оформить результаты в виде презентации. Поставить занимательные демонстрационные опыты.

Исследование кипения воды показало, что 100 0 С - температура кипения чистой воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). Температура кипения повышалась с ростом внешнего давления, так при атмосферном давлении выше нормального температура кипения чистой воды составила 101 0 С, а при атмосферном давлении ниже нормального – 96 0 С. Однако добавление в воду соли увеличило температура кипения до 108 0 С.

На вопрос - можно ли вскипятить воду кипятком – был получен ответ - нет. Был поставлен и проведён опыт по кипячению воды снегом.

Температура смеси снега и соли составила минус18 0 С. Проведён опыт “Примораживание алюминиевого стаканчика к столу”.

Группа биологов

Творческое название работы: “Биология в мире температур”

Проблемный вопрос: Каковы особенности медицинского термометра и с чем это связано? Каковы температуры живых существ?

Задание: Взять интервью у школьного доктора:

• Как себя чувствует человек при температуре 34 0 С и 42 0 С?
• Когда это бывает?
• Как помочь человеку при таких обстоятельствах

Это интересно: в 19 веке английские физики Благден и Чентри проводили на себе опыты по определению наибольшей температуры воздуха, которую может выдержать человек. Они проводили целые часы в натопленной печи хлебопекарни. Оказалось, что при постепенном нагревании в сухом воздухе человек способен выдержать не только температуру кипения воды, но и много выше - 160 0 С.

Температуры тел некоторых животных: температура тела лошади 38 0 С, температура тела коровы 38,5 0 С, температура тела утки 41,5 0 С.

Температура тела живого организма позволяет судить о его состоянии и во время начать лечение в случае заболевания.

Приложение 2 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.

Группа географов

Творческое название работы: “География температур”.

Проблемный вопрос: Где находится самое холодное и самое жаркое место на Земле?

Задание: Рассмотреть планету Земля с точки зрения температуры.

Земную кору сменяет мантия. Ее толщина около 3000 км, а температура примерно равна 2000 - 2500 °С. Мантия состоит из раскаленных горных пород, которые в отдельных ее частях начинают плавиться до полужидкого состояния. Расплавленные горные породы из мантии прорываются на поверхность в виде лавы при извержениях вулканов. На глубине 10км температура достигает 180 0 С.

Самый холодный материк – Антарктида, а самый жаркий – Африка, так в Триполи была зарегистрирована температура +58 0 С. Это на 1,30 выше максимальной температуры Долины Смерти.

Антарктида - самая большая в мире холодная пустыня площадью 14 млн. кв. км. Ее покрывают 90 % всех льдов суши. Максимальная толщина льда - 4800 м. В ледниках сосредоточено около 70% мировых запасов пресной воды. Этот самый изолированный материк не имеет коренного населения. Никто еще не жил здесь дольше 18 месяцев. Температура воздуха у земной поверхности -88,3 0 С наблюдалась в августе 1960г. на советской антарктической станции “Восток” в 1922г. Судя по климатическая карте России, в Краснодарском крае температура воздуха летом достигает +43 0 С, а в Якутии в Оймяконе зимой температура опускается до -77 0 С.

Группа астрономов

Творческое название работы: “Лёд и пламень космоса”.

Проблемный вопрос: Каковы температуры космических объектов?

Космос (греч. kosmos), синоним астрономического определения Вселенной; часто выделяют ближний космос, исследуемый при помощи искусственных спутников Земли, космических аппаратов и межпланетных станций, и дальний космос - мир звезд и галактик.

Температура на поверхности луны, в освещенной ее части +17 0 С, а в тени температура – 130 0 С.

Для искусственных спутников и космических кораблей, перегрев которых происходит в основном за счет излучения, характерна резкая смена температуры обшивки – во время прохождения в тени Земли она опускается до – 100 0 С, а при выходе из тени возрастает до + 120 0 С. Чтобы поддерживать в кабине космонавтов постоянную температуру (от 10 0 до 22 0 С), двойную оболочку корабля заполняют газом – азотом.

На поверхности у солнца температура достигает 6 тысяч градусов. В недрах солнца температура согласно расчетам около 15 миллионов градусов. Температура пятен составляет около 3700 градусов.

Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий получает от центрального светила в 10 раз больше энергии, чем Земля. Большая продолжительность дня и ночи приводит к тому, что температуры на “дневной” и на “ночной” сторонах поверхности Меркурия могут изменяться примерно от 320 0 С до -120 0 С . Но уже на глубине нескольких десятков сантиметров значительных колебаний температуры нет, что является следствием весьма низкой теплопроводности пород. Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) - около 500 0 С, это больше чем на Меркурии, потому что у Венеры плотная атмосфера, которая удерживает тепло. Суровы и температурные условия на Марсе. Вблизи полудня на экваторе температура достигает 10 0 -30 0 С. К вечеру она падает до -60 0 С и даже до -100 0 С. Средняя температура на Марсе -70 0 С., на Юпитере -130 0 С, на Сатурне -170 0 С, на Уране -190 0 С, на Нептуне -200 0 С. Температура на планете Плутон, до которой свет от Солнца идет более пяти часов, низка - ее среднее значение порядка -230 0 С.

Температуры большинства звезд заключены в пределах от 3000 до 30 000 градусов. Горячие, голубоватые звезды имеют температуру около 30 000 градусов. У многих звезд встречаются температуры около 100 000 градусов. У холодных - красных звезд - поверхностные слои нагреты примерно до 2 - 3 тысячи градусов. Но в центре звезд температура достигает более десяти миллионов градусов.

Приложение 3 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.

Группа Физиков-теоретиков

Творческое название работы: “Стремление к абсолютному”.

Проблемные вопросы: Что такое абсолютный нуль температур? Достижим ли он? Что такое криотехнологии?

Что мы знаем о температуре теоретически? Температура- мера средней кинетической энергии движения молекул.

Что будет если скорость молекул уменьшать? Температура будет уменьшаться.

Абсолютный нуль температур - температура, при которой прекращается тепловое движение молекул. Абсолютный нуль температуры, начало отсчета температуры по термодинамической температурной шкале – шкале Кельвина. Абсолютный нуль расположен на 273,16 °С ниже температуры замерзания воды, для которой принято значение 0 °С.

Температуры некоторых жидких газов: кислород минус 183 0 С, азот минус 196 0 С, водород минус 253 0 С, гелий минус 269 0 С.

Физика сверхнизких температур называется криогенной физикой. Основные проблемы, решаемые Криогенной физикой: сжижение газов (азота, кислорода, гелия и др.), их хранение и транспортировка в жидком состоянии; конструирование холодильных машин, создающих и поддерживающих температуру ниже 120 К (-1530 С); охлаждение до криогенных температур электротехнических устройств, электронных приборов, биологических объектов; разработка аппаратуры и оборудования для проведения научных исследований при криогенных температурах.

Применение криогенных температур в ряде областей науки и техники привело к возникновению целых самостоятельных направлений, например криоэлектроники, криобиологии.

Достижим ли абсолютный нуль?

Американские исследователи работали с парами натрия, температура которых была лишь на миллионные доли градуса выше абсолютного нуля. Достичь же абсолютный нуль температур (-273,16 0 С), согласно законам физики, невозможно.

Итак, мы нашли предел только низким температурам.

Приложение 4 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.

Проект заканчивается ответом на основополагающий вопрос и обсуждением следующих вопросов:

• Что нового узнали?
• С какими трудностями столкнулись?
• Ему вы учились?
• Что тебе пригодится и далее?

Литература

1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике.- М.:Просвещение,1987
2. Кириллова И. Г. Книга для чтения по физике.- М.: Просвещение, 1996
3. Колтун М. Мир физики.- М.: Детская литература, 1995
4. Райт М. Что, как и почему? Удивительный мир техники.- М.: Астель АСТ, 2001
5. Сёмке А.И. Занимательные материалы к урокам физики 8 класс. - М.: НЦ ЭНАС, 2006