Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
УРОКИ ФІЗИКИ 9 КЛАС Орієнтовний розподіл навчального часу
Умовні позначки Підр.: Божинова Ф. Я., Кирюхіна О. О., Кирюхін М.М.Фізика. 9 клас. Підручник для середніх загальноосвітніх шкіл.— Х.: Ранок, 2009. Зб.: Ненашев І. Ю. Фізика. 9 клас. Збірник задач.— Х.: Ранок, 2009. Д.: Кирик Л. А. Фізика. 9 клас. Різнорівневі самостійні й тематичні контрольні роботи.— Х.: Гімназія, 2009. Домашнє завдання рів1 — задачі середнього рівня складності. рів2 — задачі достатнього рівня складності. рів3 — задачі високого рівня складності. Урок 1/1 Тема. Заряд й електромагнітна взаємодія Мета уроку: познайомити учнів із явищем електризації тіл; довести існування двох типів зарядів і пояснити їхню взаємодію. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Знайомимо з електричним зарядом і його носіями Історія вивчення електрики цікава й повчальна. Деякі, найбільш значущі історичні приклади, можна використати на уроках для підвищення інтересу до теми. Грецький філософ Фалес Мілетський, що жив у 624-547 р. до нашої ери, відкрив, що бурштин, потертий об хутро, набуває властивості притягувати дрібні предмети — пушинки, соломинки тощо. Ця властивість протягом ряду сторіч приписувалася тільки бурштину, від назви якого й виникло слово «електрика». Одним з фундаторів учення про електрику є Вільям Гільберт (1540-1603, Англія). Він був одним із перших учених, що затвердили експеримент як основу дослідження. Він показав, що під час тертя електризується не тільки бурштин, але й багато інших речовин і що притягують вони не тільки порошини, але й метали, дерево, папір, камінчики й навіть воду та олію. Наступним етапом у розвитку вчення про електрику були досліди німецького вченого Отто фон Геріке (1602—1686). Він побудував першу електростатичну машину, засновану на принципі тертя. За допомогою цього приладу Геріке виявив, що, крім притягування, існує й електричне відштовхування. Переконатися в існуванні електричної взаємодії можна за допомогою простих дослідів з електризації.  У ході дослідів необхідно звернути увагу учнів на те, що наелектризовані тіла взаємодіють один із одним з різними силами. Чому? Намагаючись розібратися з цим питанням, підводимо учнів до визначення поняття «електричний заряд». Щоб мати можливість кількісно визначати інтенсивність електромагнітної взаємодії, фізики, за аналогією з масою, що визначає міру гравітаційної взаємодії частинок (тіл), увели ще одну фізичну величину — електричний заряд. Електричний заряд — це властивість тіл або часток, що характеризує інтенсивність їхніх електромагнітних взаємодій. Природа «носіїв» електричних зарядів тривалий час залишалася загадковою. Перший крок до її розгадки зробив англійський учений Дж. Дж. Томсон 1897 року. Він виявив, що при потужних електричних розрядах виникають потоки надзвичайно легких електрично заряджених частинок. Відкриту Томсоном частинку на честь електрона-бурштину — «першої електричної речовини» — назвали електроном. Електрон був першою з відкритих ученими елементарних частинок, тобто дрібних частинок речовини. Наступний крок до розгадки природи електрики зробив на початку ХХ століття англійський учений Резерфорд. Досліджуючи будову атома, він довів, що в центрі атома перебуває дуже мале позитивно заряджене ядро, у якому зосереджена майже вся маса атома, а негативно заряджені електрони рухаються навколо ядра. Так з'ясувалося, де саме всередині речовини «зосереджені» позитивні й негативні заряди: позитивні — у ядрах атомів, а негативні — в електронах. 2. Два типи електричних зарядів На початку XVIII століття французький учений Шарль Дюфе пояснив притягування й відштовхування наелектризованих тіл існуванням двох типів електричних зарядів: якщо тіла мають електричні заряди того самого типу, вони відштовхуються, а якщо різних типів, то притягуються. Американський учений Бенджамін Франклін запропонував назвати електричні заряди одного типу позитивними, а іншого типу — негативними. Обґрунтовував він це тим, що тіла, які мають заряди різних типів, можуть, контактуючи одне з одним, повністю розрядитися, тобто втратити заряди. А це нагадувало додавання рівних за модулями чисел різних знаків, коли в результаті одержуємо нуль. Узагальнюючи дослідні дані про взаємодію заряджених тіл і частинок, можна зробити висновок: однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені — притягуються. Електричний заряд переноситься тільки зарядженими частинками: електричного заряду без частинок не існує. Заряджені частинки називають носіями електричного заряду. Пам'ятаючи про це, ми будемо, однак, для стислості називати іноді заряджені частинки просто зарядами. Найбільш «активний» носій електричного заряду — електрон, що обумовлено насамперед його малою масою. Наприклад, електрони є носіями заряду в металах. Багатьма дослідами було доведено, що всі відомі елементарні частинки або не мають електричного заряду (такі частинки називаються нейтральними), або мають заряд, кратний за модулем заряду електрона. Тому модуль заряду електрона назвали елементарним електричним зарядом. Елементарний електричний заряд позначається e. Найменший позитивний заряд — це заряд протона, що за модулем дорівнює заряду електрона. Під час електризації двох тіл загальна кількість електронів у цих тілах залишається незмінною. Тому позитивний заряд, який здобуває одне з тіл, дорівнює за модулем негативному заряду, що здобувається іншим тілом. У цьому виражається закон збереження електричного заряду: електрично ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх тіл залишається незмінною. У СІ одиницею електричного заряду є кулон (Кл). Ця одиниця визначається через одиницю сили струму — ампер (А). Заряд електрона дорівнює e = 1,6 10-19Кл . Згадаємо про йони Переносити електричний заряд можуть і йони — атоми, що втратили або здобули один або кілька електронів. Атом, що втратив електрон (електрони), стає позитивно зарядженим іоном, а той, що здобув електрон, — негативно зарядженим. Наприклад, у розчині кам'яної солі (хімічна формула NaCl) носіями електричного заряду є позитивно заряджені йони натрію й негативно заряджені йони хлору. Розрізняємо провідники й діелектрики Електрони в металах можуть переміщатися по всьому шматку. А в багатьох розчинах солей, кислот і лугів по всьому об'єму можуть переміщатися йони (такі розчини називають електролітами). У загальному випадку заряджені частинки, які можуть переміщатися по всьому об'єму тіла, називають вільними зарядами (у випадку металів — вільними електронами), а речовини, що містять вільні заряди, називають провідниками. Оскільки живі тканини містять розчини солей, вони, звичайно, є провідниками (зокрема, провідником є тіло людини). Якщо помістити провідник в електричне поле, то вільні заряди, що перебувають у ньому, почнуть рухатися, й у провіднику виникне спрямований рух зарядів, тобто електричний струм. Провідники тому так і називаються, що вони проводять електричний струм. У багатьох речовинах: газах, що перебувають за не занадто високої температури, різних рідинах (у тому числі дистильованій воді), склі, пластмасах, гумі тощо — вільних зарядів немає. Такі речовини називають діелектриками (або ізоляторами, оскільки вони не проводять електричний струм і тому ізолюють провідники один від одного). Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Як можна визначити, чи заряджені тіла? ? Як показати, що при зіткненні електризуються обидва тіла? ? Як передати електричний заряд від одного тіла іншому? ? Як взаємодіють між собою: а) дві ебонітові палички, натерті хутром; б) ебонітова паличка, натерта хутром, і скляна паличка, натерта шовком? ? Як ви розумієте фразу «електричний заряд є дискретним»? ? Що таке електризація тіл? У який спосіб можна наелектризувати тіла? ? Чи можуть тіла мати заряд в 1,5 рази більше або менше заряду електрона? ? У чому полягає відмінність провідників від діелектриків? закріплення вивченого матеріалу Які досліди доводять, що існують електричні заряди двох типів? Іноді під час фарбування пульверизатором металевої поверхні їй передають заряд одного знака, а крапелькам фарби — заряд протилежного знака. Для чого це потрібно? Чи можна наелектризувати ебонітову паличку шляхом тертя об ебонітову пластинку?  Що ми дізналися на уроці Електричний заряд — це властивість тіл або частинок, що характеризує інтенсивність їхніх електромагнітних взаємодій. Існують два типи електричних зарядів — позитивні й негативні. Однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені — притягуються. Закон збереження електричного заряду: в електрично ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх тіл залишається незмінною. У СІ одиницею електричного заряду є кулон (Кл). Речовини, що містять вільні заряди, називають провідниками. Чому, коли розчісують сухе волосся, воно прилипає до пластмасового гребінця? Чому вважається, що в природі існують тільки два роди електричних зарядів? Домашнє завдання Підр.: § 1. Зб.: рів1 — № 1.14;1.15;1.16;1.17,1.18. рів2 — № 1.40;1.42;1.44;1.46,1.50. рівЗ — № 1.68, 1.69; 1.70; 1.72; 1.75. Коментуючи домашнє завдання, учитель указує на його «різнорівневість»: учням пропонується самим вибирати домашнє завдання за рівнем складності (середній, достатній і високий). При цьому учень уже не зможе сказати: «Я не зміг розв'язати задачу», тому що завдання першого рівня дуже прості й не повинні викликати труднощів під час їх розв'язання. Разом з тим, слабкий учень, розв'язавши прості задачі та переконавшись у своїх силах, може спробувати виконати домашнє завдання вищого рівня. Учитель може заздалегідь роздрукувати аркуші з номерами домашнього завдання (наприклад, на один урок, на місяць або на чверть) і роздати учням. При цьому можна запропонувати дітям вклеювати ці аркуші собі в зошит і під ними записувати розв'язання домашніх завдань. Це полегшує контроль для вчителя й забезпечує самоконтроль для учнів. Урок 2/2 Тема. Електричне поле Мета уроку: сформувати уявлення учнів про електричне поле і його властивості. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Електричне поле Механічна взаємодія тіл відбувається або за умови безпосереднього зіткнення тіл, або за наявності між ними якого-небудь матеріального посередника. Так, під час удару двох куль здійснюється безпосередній контакт обох взаємодіючих тіл, а при буксируванні одного автомобіля іншим дія першого автомобіля до другого передається через третє тіло — трос. У всіх випадках, коли між двома взаємодіючими тілами немає контакту, можна виявити таке «третє тіло», що, будучи посередником, передає дію від одного тіла до іншого, причому дія передається з кінцевою швидкістю. Інша справа — взаємодія електричних зарядів. Візьмемо заряджену кульку на нитці й піднесемо її до пластини, щоб наелектри зували за допомогою паперу. По мірі наближення пластини нитка з кулькою починає відхилятися від вертикалі.  Якщо розташувати пластину над кулькою, то нитка розташується вертикально вгору.  Чому ж кулька не повертається у вихідне положення? Висновок очевидний: на кульку, крім сили ваги й сили натягу нитки, діє ще якась третя сила, що не дозволяє кульці повернутися у вихідне положення. Із цього досліду можна зробити висновок, що електричний заряд пластини є причиною зміни певних властивостей простору, що оточує цю пластину. Простір, що оточує один заряд, впливає на простір, що оточує інший заряд, і навпаки. Посередником у цій взаємодії і є електричне поле. ^ Електричне поле — вид матерії, за допомогою якої здійснюється електрична взаємодія заряджених тіл, вона оточує будь-яке заряджене тіло й проявляє себе через дію на заряджене тіло. Таким чином, електрична взаємодія наелектризованої пластини й зарядженої кульки здійснюється за допомогою електричного поля. Коли кулька потрапила в електричне поле пластини, на неї починає діяти сила, у результаті чого кулька відхиляється. Головна властивість електричного поля полягає в його здатності діяти на електричні заряди з певною силою. Силу, з якою електричне поле діє на внесений у нього електричний заряд, називають електричною силою. Для конкретизації уявлень учнів про електричне поле корисно демонструвати досліди із султанами й демонструвати спектри електричного поля, що виникають навколо заряджених тіл (це допомагає учням створити геометричний образ електричного поля). З'ясуємо, як був виміряний заряд електрона Той факт, що електричне поле діє з певною силою на заряджені частинки, учені використали для визначення заряду електрона. Досліди Р. Міллікена, проведені в 1910—1914 рр. у США, і досліди А. Йоффе, проведені в Росії (1912—1913), показали, що модуль заряду електрона — це мінімальний електричний заряд. Завдяки дослідам Йоффе й Міллікена була доведена дискретність електричного заряду. Модулі зарядів будь-яких частинок або тіл виявляються або рівними, або кратними модулю заряду електрона: q = Ne де N — ціле число. Весь подальший розвиток фізики підтвердив правильність результатів, отриманих Р. Міллікеном та А. Ф. Йоффе. Тому електричний заряд e = 1,6 -10-19 Кл називається елементарним зарядом. Дізнаємося про вплив електричного поля на організм Усе життя людину оточують природні атмосферні електричні поля. Експериментально доведено, що поверхня Землі заряджена негативно, а верхні шари атмосфери — позитивно. З розвитком цивілізації природне електричне поле доповнилося електричними полями, що створююють різні електротехнічні пристрої. Особливо небезпечний вплив на здоров'я спричиняють високовольтні лінії електропередач (ЛЕП). Людина не відчуває електричного поля Землі, тому що її тіло — гарний провідник. Тому заряд Землі перебуває й на поверхні тіла людини, локально спотворюючи електричне поле. Відомо, що клітини або тканини організму створюють навколо себе електричні поля. Вимір і реєстрація цих полів (електроенцефа-лографія, електрокардіографія, електроретинографія) широко використовуються для діагностики різних захворювань. А от вплив, особливо тривалий, зовнішнього поля на електричні поля клітин і тканин організму призводить до негативних явищ. Дослідження показали, що ступінь функціональних розладів залежить від тривалості перебування людини в електричному полі. Найбільш чутливою є нервова система. Слідом за нею, очевидно, опосередковано можуть виникати розлади діяльності й серцево-судинної системи, зміни в складі крові. Не знаючи про вплив на організм електричного поля високої напруги, деякі люди в зоні ЛЕП розбивають городи, подовгу й часто там знаходяться, доглядаючи за грядками. Це неприпустимо! Навіть професіоналам, що в обов'язках служби здійснюють тут контроль і ремонт, дозволяється працювати не більше двох годин на день. У зоні ЛЕП небажано гуляти, кататися на лижах, особливо дітям, людям з ослабленою серцево-судинною системою. Це стосується й міських територій, по яких проходять високовольтні лінії. Потрібно максимально обмежити своє перебування в подібних місцях. Ночівлі ж абсолютно виключаються. Під час роботи комп'ютера на екрані монітора накопичується електричний заряд, утворений електричним полем. Навіть якщо працювати на комп'ютері всього 45 хв, в організмі користувача змінюються гормональний стан і біоструми мозку, що викликає погіршення пам'яті, підвищує стомлюваність. А якщо тривалість роботи за комп'ютером більша, збільшується ймовірність виникнення захворювань серцево-судинної, нервової, імунної та інших систем організму. Що ж робити? Адже немає сенсу відмовлятися від роботи за комп'ютером, перегляду телепередач, використання побутової техніки! Розв'язати проблему можна, знизивши величину елек тричних полів, наприклад, підвищуючи вологість приміщень, застосовуючи антистатичні добавки. Ефективне застосування штучної іонізації повітря, насичення його легкими негативними йонами. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Чим відрізняється простір, що оточує заряджене тіло, від простору, що оточує незаряджене тіло? ? Як можна виявити електричне поле? ? Як змінюється сила, що діє на заряджену гільзу, коли вона віддалена від зарядженого тіла? Як показати це дослідним шляхом? ? Як дослідним шляхом показати, що електричний заряд ділиться на частини? ? Чи можна електричний заряд ділити нескінченно? закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання Що спільного між гравітаційною й електричною взаємодією? Які найбільш помітні відмінності? Як довести, що в даній точці простору існує електричне поле? Чи взаємодіють заряджені тіла в безповітряному просторі? Під час роботи кінескопів телевізорів або моніторів їхні екрани дуже швидко покриваються шаром пилу. Чому пил притягується до екранів? Чи можуть мати тіла або частинки заряд в 1,5 рази більше або менше заряду електрона? 2. Навчаємося розв'язувати задачі Електроскопу передали заряд, рівний 8 10-11 Кл. Якому числу електронів відповідає цей заряд? Якщо до зарядженої металевої кульки доторкнутися пальцем, вона втрачає практично весь заряд. Чому? Розв'язок. Людське тіло є провідником. При зіткненні двох провідників заряд перерозподіляється між ними так, що на більшому за розміром провіднику виявляється й більший за модулем заряд. Людське тіло набагато більше за кульку, тому практично весь заряд кульки переходить на тіло людини. Якій кількості елементарних зарядів відповідає заряд, що дорівнює 1 Кл? З якою силою електричне поле між двома горизонтальними зарядженими пластинами в досліді з визначення заряду електрона діяло на заряджену порошину масою 0,2 мг? Що ми дізналися на уроці Електричне поле — вид матерії, за допомогою якої здійснюється електрична взаємодія заряджених тіл, вона оточує будь-яке заряджене тіло й проявляє себе через дію на заряджене тіло. Силу, з якою електричне поле діє на внесений у нього електричний заряд, називають електричною силою. Завдяки дослідам Йоффе й Міллікена була доведена дискретність електричного заряду. Модулі зарядів будь-яких частинок або тіл виявляються або рівними, або кратними модулю заряду електрона: q= Ne , де N — ціле число. Загальне самопочуття, увага, працездатність, функціональний стан основних життєзабезпечуючих систем людини залежать від впливу зовнішніх електричних полів. Домашнє завдання Підр.: § 2. Зб.: рів1 — № 2.4; 2.5; 2.7; 2.9; 2.10. рів2 — № 2.13; 2.16; 2.18; 2.19, 2.20. рівЗ — № 2.39, 2.41; 2.44; 2.46; 2.48. Урок 3/3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||