Меню Рубрики

Определение наблюдения с точки зрения физики

Итак, физика. Новый и немного загадочный предмет для юного, любопытного мозга, впервые начинающего изучать ее в седьмом классе.

Наверняка, все школьники слышали об ученых-физиках, о лабораториях, опытах, законах и открытиях, и все это вполне могло создать впечатление, что физика – это нечто сложное, страшное и непостижимое. Однако, по ходу изучения этой занимательной науки, станет все понятнее, что физика – это интересно и совсем не сложно, часто весело и увлекательно, разнообразно и полезно, и уж точно, не скучно. Итак, что же изучает физика? Что будут изучать на уроках физики в 7 классе? И, наконец, зачем вообще изучать физику? Может, это удел сумасшедших ученых с безумным взглядом и лохматой шевелюрой?

Да, если бы не ученые-физики с их маниакальным стремлением познать мир вокруг, не было бы у нас ни телевизоров, ни телефонов, ни автомобилей, ни элементарных лампочек, без которых уже почти невозможно представить повседневную жизнь. Но, и обычному человеку знание физики помогает в самых простых и повседневных делах. Отчего вода в кастрюле закипает быстрее под крышкой, почему мороженное не тает в жару, если его тепло укутать, как «потеют» занесенные в комнату коньки и многие другие, совершенно бытовые вопросы легко решит тот, кто знаком с физикой.

Физика — это наука?

Физика – это наука о природе. О происходящих вокруг нас изменениях или, как их называют в физике, явлениях. Падает снег, греет огонь, топают каблучки, светит лампочка – все это механические, тепловые, звуковые, световые и электрические явления, изучаемые физикой. Возникает вопрос – как одна наука может справляться и изучать такое большое количество явлений, что их и сосчитать-то проблема, не то, что изучать. А вот для этого у физики есть замечательная особенность. Заключается эта особенность в том, что в результате наблюдений и опытов над рядом простых явлений выводятся общие законы. А знание этих законов и позволяет человеку управлять природой и создавать новые уникальные механизмы и приспособления, чтобы облегчить нашу жизнь и сделать ее приятнее.

Наблюдения и опыты в физике

Мы упомянули наблюдения и опыты в физике. Чем же отличаются наблюдения от опытов? Наблюдая, мы можем узнать или предположить нечто новое, но для того, чтобы качественно изучить какое-то явление, нам нужно наблюдать его несколько раз и в разных условиях. Или наоборот, нам необходимо повторить несколько раз одни и те же условия. Для этого ставят опыт, который и отличается от наблюдения тем, что проводится по запланированному плану, с определенной целью и в это время обычно проводят специальные измерения. Например, наблюдая, как падает на землю брошенный мяч, мы можем предположить, что его что-то тянет вниз, но нужно много раз бросить шарики разного веса и размера с разной высоты, чтобы установить закон падения тел, как в свое время это сделал Галилей, бросая шарики со знаменитой наклонной башни. А применив полученные им знания, другие люди смогли достичь значительного прогресса в промышленности и производстве на благо всех людей.

Маленькая реклама: если вам сложно дается физика, то может помочь репетитор по физике 7 класса, обращайтесь к нам — мы подберем вам подходящего репетитора.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Культура речи: понятие, культурная речь, общение человека
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspФизические величины, измерение величин: точность и погрешность измерений

Все неприличные комментарии будут удаляться.

Физика: Определение терминов (наблюдение, гипотеза, материальная точка, . тепловая машина, идеальная жидкость, физический маятник)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Наблюдение – метод исследования предметов и явлений объективной действительности в том виде, в каком они существуют в природе. Наблюдаемой называют любую физическую величину, значение которой можно найти экспериментально (измерить).

Гипотеза – вероятное предположение о причине каких-либо явлений, достоверность которого при современном состоянии науки не может быть проверена и доказана.

Эксперимент – изучение того или иного явления в точно учитываемых условиях, когда имеется возможность следить за ходом изменения явления, активно воздействовать на неё.

Теория — обобщение опыта, практики, научной деятельности, вскрывающее основные закономерности изучаемого процесса или явления.

Опыт – совокупность накопленных знаний.

Механика – наука, изучающая механические движения, т.е. перемещения тел друг относительно друга или изменение форм тела.

Материальная точка – физическое тело, размерами и формой которого можно пренебречь.

Поступательное движение – движение, при котором любая прямая, жёстко связанная с телом, перемещается параллельно самой себе.

Мгновенная скорость (скорость) – характеризует быстроту изменения радиус-вектора перемещения r в момент времени t.

Ускорение – характеризует быстроту изменения скорости в момент времени t.

Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю.

Нормальное ускорение – по направлению.

Угловая скорость – векторная величина производной от элементарного углового перемещения по времени.

Угловое ускорение – векторная величина, равная первой производной от угловой скорости по времени.

Импульс – векторная мера кол-ва механического движения, которое может быть передано от одного тела к другому при условии, что движение не меняет своей формы.

Механическая система – совокупность тел, выделенных для рассмотрения.

Внутренние силы – силы, с которыми взаимодействуют между собой тела, входящие в рассматриваемую систему.

Внешние силы – действуют со стороны тел, не принадлежащих системе.

Система называется замкнутой или изолированной, если отсутствуют внешние силы

Прямая задача механики – зная силы, найти движение (функции r(t), V(t)).

Обратная задача механики – зная движение тела, найти силы, действующие на него.

Масса (аддитивная величина):

1. Мера инертности при поступательном движении тела (инертная масса)

2. Мера кол-ва вещества в объёме тела

3. Мера гравитационных свойств тел, участвующих в гравитационных взаимодействиях (гравитационная масса)

1. В способности тела сохранять состояние движения

2. В способности тела под действием других тел изменять состояние не скачками, а непрерывно.

3. Сопротивляться изменению состояния своего движения.

Системы отсчёта, по отношению к которым свободная м.т. находится в состоянии относительного покоя или равномерного прямолинейного движения, называются инерциальными (в них выполняется I закон Ньютона).

I закон Ньютона: Если система отсчёта движется относительно инерциальной с ускорением, то она называется неинерциальной.

II закон Ньютона: В инерциальной системе скорость изменения импульса м.т. равна результирующей силе, действующей на неё и совпадает с ней по направлению.

III закон Ньютона: Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению.

Абсолютная скорость – скорость м.т. относительно неподвижной системы отсчёта.

Относительная скорость – скорость м.т. относительно подвижной системы отсчёта.

Переносная скорость – скорость подвижной системы отсчёта относительно

Науколандия

Статьи по естественным наукам и математике

Что такое опыт и наблюдение?

Наблюдение и опыт в физике — это два основных метода познания законов природы.

Человек издавна, наблюдая за природой, ее устройством и явлениями, отмечал для себя различные закономерности, делал выводы и открытия.

На основе наблюдений часто возникают предположения о чем-либо. Эти предположения надо как-то подтвердить, проверить. В таком случае на помощь в физике приходит опыт.

При опыте моделируется исследуемое физическое явление, создаются особые условия для его протекания. Проведенный опыт может подтвердить предположение, выдвинутое на основе наблюдения, а может его опровергнуть. В этом заключается научный метод: в результате наблюдений выдвигается гипотеза (предположение), потом эта гипотеза проверяется на опыте и либо подтверждается, либо опровергается опытом.

Можно сказать, что наблюдение предшествует опыту. Окончательную точку в вопросе устанавливает опыт.

В процессе проведения опыта может возникнуть новое наблюдение, и для его подтверждения опыт так или иначе изменяется.

Законы физики преимущественно были сформулированы на основе опытов.

Опыт в науке часто называют экспериментом.

Пример наблюдения: шар быстрее скатывается с более крутой горы. Гипотеза: чем ближе к вертикальной оси поверхность, тем быстрее с нее скатываются предметы, самую большую скорость развивают предметы при вертикальном падении. Опыт, который можно провести, чтобы подтвердить гипотезу: взять доску, наклоняя ее под разным углом, скатывать с нее один и тот же предмет, при этом измерять время, за которое предмет преодолевает расстояние от верхней точки доски до нижней. Если время уменьшается, когда наклон доски становится ближе к вертикальной оси, значит гипотеза верна. Если нет, значит гипотеза не верна, и наблюдение основывалось на каком-то другом законе.

Что изучает физика. Наблюдение и опыты.

Ознакомление учащихся с новым предметом школьного курса. Определение места физики в жизни как науки. Рассмотрение физических явлений. Анализ свойств и классификация. Методика их изучения. Применение системы наблюдений. Проведение практических опытов и экспериментов.

Просмотр содержимого документа
«Что изучает физика. Наблюдение и опыты.»

* Познакомиться с новым школьным предметом;

* Определить место физики в жизни

1. Организационный момент.

2. Роль физики в нашей жизни.

3. Беседа с использованием иллюстраций

4. Некоторые физические термины.

5. Наблюдения и опыты.

6. Закрепление пройденного материала.

7. Домашнее задание.

Роль этой науки в нашей жизни очень трудно переоценить, так как она необходима инженерам, строителям, врачам и многим другим специалистам.

Физика – это наука о наиболее простых и наиболее общих свойствах природы.

БИОЛОГИЯ – наука о живых организмах

ХИМИЯ – наука о превращениях веществ

АСТРОНОМИЯ – наука о космосе

МЕТЕОРОЛОГИЯ – наука о земной атмосфере

ГЕОГРАФИЯ – наука о природе земной поверхности

АРХЕОЛОГИЯ – изучает по вещественным источникам историческое прошлое человечества

ГЕОЛОГИЯ – наука о недрах Земли

Изготовление новых машин, приборов и других устройств связано с физикой.

* мир, в котором мы живем,

* явления , в нем происходящие,

*открывает законы , которым подчиняются эти явления, и их взаимосвязь.

Среди большого многообразия явлений в природе физические явления занимают особое место.

К ним относятся:

1. Движение машин, самолетов.

2. Электрический ток, нагревание проводников с током, электризация тел.

3. Действие магнитов на железо, влияние магнитного поля Земли на стрелку компаса.

4. Отражение света от зеркал, излучение световых лучей от различных источников.

5. Таяние льда, кипение воды.

6. Работа атомных реакторов, распад ядер.

2. Электрические явления

4. Оптические явления

5. Тепловые явления

6. Атомные явления

7. Акустические явления

связана и с другими науками, такими как математика, природоведение, география, биология и астрономия.

Установив фундаментальные законы

природы, человек использует их в

процессе своей жизнедеятельности –

механике, строительстве, энергетике,

военном деле, мореплавании, даже в

цирке и других областях.

Методы изучения физики

До XVI в. в физике господствовал метод Аристотеля, который приводил к тем или иным выводам путем рассуждений.

(384 до н. э., Стагира, полуостров Халкидика, Северная Греция — 322 до н. э., Халкис, остров Эвбея, Средняя Греция), древнегреческий ученый, философ, основатель Ликея, учитель Александра Македонского.

*В аристотелевской физике, в отличие от ее современного изложения, не было ни описаний опытов, ни математических формул.

Метод эксперимента был отвергнут Аристотелем.

*Аристотель считал недопустимым применение математики к исследованию природы.

(итал. Galileo Galilei;

15 февраля 1564 — 8 января 1642)

итальянский философ, физик, астроном,

оказавший значительное влияние на науку

Галилей известен наблюдениями планет и

звёзд, поддержкой гелиоцентрической системы мира и экспериментами по механике.

В связи с огромной ролью эксперимента в физике ее считают экспериментальной наукой. Но при изучении любого физического явления в равной мере необходимы и эксперимент, и теория.

Физический закон устанавливает количественную зависимость одних физических величин от других.

Законы могут быть получены двумя способами:

в результате обобщения данных экспериментов (опытные законы)

или путем выводов из известных законов (теоретические законы).

Гипотеза – научно-обоснованное предположение о внутренних связях, управляющих данным явлением

Выдвигается для объяснения наблюдаемых явлений или законов, установленных путем эксперимента.

объединяет несколько опытных закономерностей и гипотез и дает объяснение целой области явлений природы с единой точки зрения

Правильность гипотез и теорий проверяется посредством постановки экспериментов

* Почему огромный и тяжелый океанский лайнер не тонет, а плывет по воде,

* но попробуйте бросить топор;

Дает ответы на все эти вопросы

* Вещество – это один из видов материи.

* Материя – это все то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания

растения, животные и др.

Свинец, гром, рельсы, пурга, алюминий, рассвет, буран, Луна, спирт, ножницы, ртуть, снегопад, стол, медь, вертолет, нефть, кипение, метель, выстрел, наводнение.

Многие знания получены из наблюдений , для изучения какого-либо явления необходимо наблюдать его не один раз.

* Например, вызывают явление падения тел, т.е. проводят опыт .

Во время опытов обычно проводят измерения .

Опыты отличаются от наблюдений тем, что их проводят с определенной целью, по заранее обдуманному плану.

Т.е. выдвигается гипотеза .

Чтобы получить научные знания об окружающем нас мире, необходимо обдумать и объяснить результаты проведенных опытов, сделать вывод .

Моделирование – метод научного исследования, в котором изучаемое физическое явление (или объект) заменяется другим, сходным с ним – моделью, отражающим его существенные признаки.

Глобус – модель земного шара.

Моделью жидкости может служить речной песок

С возникновением новых поколений ЭВМ в науке получило широкое распространение компьютерное моделирование с помощью специально созданных для этой цели программ.

После построения модели начинается ее изучение (теоретический анализ). Выводы, полученные при этом, проверяют, выясняют их соответствие научному эксперименту либо результатам практической деятельности.

Только опыт, практика дают уверенность в правильности той или иной модели явления.

Прочитайте индийскую притчу о шести слепцах.

И было шесть слепцов,

И решили они узнать,

Первый приблизился к слону

И коснулся его Ноги:

«Все ясно! Слон это Дерево».

«Нет! сказал второй,

Слон похож на Копье».

Он дотронулся до Бивня.

Третий пощупал огромный Бок.

Удивился и воскликнул:

«О чем вы все говорите, слон это Стена».

Четвертый протянул руку к Хоботу

И долго тряс его:

«Вы все рехнулись, слон это же, очевидно, Змея».

Пятый с трудом дотянулся до Уха

И озадаченно воскликнул:

«Все вы неправы, слон похож на Веер».

И, наконец, шестой, схватившись за Хвост, Т

вердо сказал: «Слон это Веревка».

И они еще долго спорили.

И хотя каждый из них был прав,

Все вместе они заблуждались…

Закончите предложение, выбрав правильное утверждение.

В физике утверждение считается истинным, если оно:

2) опубликовано в печати;

3) высказано авторитетными учеными;

4) многократно проверено на опыте.

Ученица опустила электроды в сосуд с раствором электролита, затем подсоединила их к источнику электрического тока и в течение некоторого времени пропускала через раствор электрический ток.

В своем ответе она записала: «На одном из электродов выделились пузырьки».

Это утверждение является:

  • теоретическим выводом;
  • экспериментальным фактом;
  • гипотезой;
  • объяснением факта.

* С каким новым школьным предметом мы познакомились?

Конспект урока на тему «Что изучает физика? Физические термины, наблюдения и опыты» (7 класс).

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

Что изучает физика? Физические термины, наблюдения и опыты.

1 слайд: I. Организационный этап

Великий английский физик-экспериментатор Эрнст Резерфорд как-то пошутил: «Есть только две науки – физика и коллекционирование марок». В ходе этого урока вы узнаете, почему именно физику Резерфорд выделил среди всех других наук, что она изучает, познакомитесь с первыми физическими понятиями: вещество, тело, явление.

II. Изучение нового материала

2 слайд: 1.Сегодня состоится ваше первое знакомство с удивительно интересной наукой – физикой.

Впервые слово «физика» появилось в сочинениях Аристотеля в 4 веке до нашей эры. В переводе с греческого языка слово «фюзис» означает «природа». В русский язык этот термин ввел в XVIII веке Михаил Васильевич Ломоносов.

3 слайд: Физика – это одна из наук о природе. И она имеет тесную связь с такими науками, как астрономия, география, биология, химия и т.д. все эти науки применяют законы физики.

4 слайд: 2.Физика изучает явления природы.

Что такое физические явления?

В жизни мы постоянно сталкиваемся с различными изменениями, которые происходят в окружающем нас мире. В физике эти изменения принято называть явлениями.

Каждый вид явлений изучает отдельный раздел физики (механика, электродинамика, оптика, термодинамика, акустика и другие). Эти явления называются физическими.

Физические явления – любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.

Но эти разделы тесно взаимосвязаны и образуют единую стройную физическую науку, которая позволяет описать и объяснить причины самых разнообразных явлений природы – от образования галактик до процессов внутри атомов – кирпичиков, их которых состоит всё, что мы видим вокруг себя, включая нас самих.

3. Виды физических явлений

5 слайд: Явления могут быть механическими. Например, скатывание шарика по наклонной плоскости.

6 слайд: Все вы видели кипение воды в чайнике, таяние льда. Это – примеры тепловых явлений.

7 слайд: Даже самый обычный мыльный пузырь может стать объектом изучения физики. Радужное переливание красок его стенок – это световые (оптические) явления.

8 слайд: Колебания струн скрипки или гитары, колебания воздуха в духовых музыкальных инструментах порождают звук. Совсем другой звук возникает от волн морского прибоя. Звуковые явления также изучает физика

9 слайд: Существуют электрические явления. Например, при замыкании электрической цепи загорается лампочка.

10 слайд: Явления могут быть магнитными. Возможно, вы знаете, что магниты, поднесенные друг к другу одноименными полюсами, отталкиваются, а поднесенные разноименными полюсами – притягиваются. Также известно, что магниты притягивают предметы, сделанные из одного материала (например, железа), но заметно не действуют на предметы из других материалов (стекла, дерева, пластмассы).

11 слайд: Важно понимать, что явления природы и физические явления – не совсем одно и то же. Как правило, явление природы – это несколько физических явлений, происходящих одновременно.

Например, молния, ударяющая в землю, – это одновременно:

— электрическое явление (между тучей и землей протекает электрический ток),

— магнитное явление (они всегда сопровождают протекание электрического тока),

— тепловое (воздух в канале молнии разогревается до температуры в несколько тысяч градусов),

— световое (вспышка молнии видна за несколько километров),

— звуковое (мощные раскаты грома).

12 слайд: Задача физики состоит в том, чтобы открывать различные закономерности, которые позволяют объяснить и объединить разные физические явления.

Для описания физических явлений используются специальные термины. Мы будем знакомиться с ними постепенно, и очень скоро из этих терминов сложится язык физической науки. С некоторыми из них мы познакомимся прямо сейчас.

14 слайд: В физики каждое из окружающих нас тел принято называть физическим телом или просто телом. Тела можно охарактеризовать по их внешнему виду. Они могут иметь форму и объем. Некоторые тела могут быть одной формы, но разного объема. Другие же, наоборот, одного объема, но разной формы.

Рис. 8. Гайки имеют одинаковую форму, но разный объем, а скрепки, наоборот, обладают одинаковым объемом, но различной формой

Правда, существуют тела, у которых нет формы, – это жидкости. А есть и тела, у которых нет ни формы, ни объема, – это газы. Подробнее об этом мы будем говорить на следующих уроках.

Тела могут состоять из различных веществ. Например, шарик стальной, основу термометра составляет стекло, а на катушку намотана медная проволока.

Вещество – это один из видом материи. Материя — это все то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания (небесные тела, растения, животные, предметы, звук, свет и т.п.)

15 слайд: Обратите внимание на термины, которыми мы пользуемся. Шарик – это физическое тело, сталь, из которой он сделан, – вещество, а скатывание шарика по наклонной плоскости – это физическое явление.

16 слайд: давайте с вами выполним задание, чтобы закрепить понятие данных терминов.

5. Введение. Наблюдения и опыты

Признайтесь, вы когда-нибудь ломали свои игрушки? Конечно же ломали! А почему вы это делали? Позвольте ответить за вас. Вам было неинтересно просто смотреть на свою игрушку. Вам хотелось узнать, «а что будет, если. » А известно ли вам, что именно это непреодолимое желание узнать «а что будет, если. » постоянно испытывают ученые-физики во время любого исследования? Сегодня вы узнаете об основных этапах научного исследования, о том, что такое наблюдения, опыты (эксперименты), что такое гипотеза, что такое теория, и что является целью любого физического исследования.

Человек начал задумываться о физических явлениях очень давно. Наверное, когда в первый раз посмотрел на звездное небо; или, когда в первый раз увидел падение камня; или, когда в его ладони растаяла снежинка; а может быть, когда ему удалось разжечь первый в мире костер. Эти явления на первых порах представлялись чудесными и необъяснимыми, казались проявлениями сверхъестественных сил. Но постепенно человек стал проникать в тайны явлений природы. Как же это происходило?

17 слайд: 6 . Наблюдение, гипотеза, опыт, теория

Самым первым способом изучать природу было наблюдение, когда человек наблюдал за физическими явлениями, происходящими в природе. Что же такое наблюдение?

Наблюдение – это изучение явлений природы без вмешательства в их ход.

Изучать – это не просто смотреть, как происходит явление, но и задумываться, почему оно происходит так, а не иначе.

Например, из наблюдений, вы знаете, что листок бумаги падает медленнее, чем книга. И вы задумываетесь: почему так происходит?

В вашем мозгу возникают различные догадки о причине того, что вы наблюдали. Такие догадки, недоказанные предположения, в науке называются гипотезами. Гипотез может быть несколько. Например, в случае с листком бумаги и книгой, гипотез может быть две.

Гипотеза №1. Листок бумаги падает медленнее, так как он легче, чем книга.

Гипотеза №2. Падению листка бумаги мешает сопротивление воздуха.

Обе гипотезы не могут быть справедливыми. По крайней мере, одна из них ошибочна. Чтобы подтвердить справедливость одной гипотезы и опровергнуть другую, необходимо изучить наблюдаемое явление в специально созданных условиях.

Изучение явления природы в специально созданных условиях называется экспериментом (опытом).

18 слайд: Проведем такой опыт. Возьмем два одинаковых листка бумаги и разместим один листок вертикально, а другой на той же высоте, но горизонтально. Если теперь одновременно отпустить оба листка, то вертикально расположенный лист будет падать намного быстрее горизонтального. Оба листка одинаково притягиваются к земле, но вертикальный листок не испытывает такого сопротивления воздуха, как горизонтальный.

Еще один эксперимент. Положим листок бумаги на книгу, расположим книгу горизонтально и отпустим. Мы увидим, что легкий листок и тяжелая книга будут падать вместе, так как книга заслоняет листок от встречного потока воздуха.

Теперь на основании проведенных опытов мы можем сделать выводы. Оба опыта подтверждают справедливость гипотезы №2 и опровергают гипотезу №1.

Гипотеза, справедливость которой подтверждена опытным путем, превращается в научную теорию , в которой описываются закономерности изучаемого явления.

7 . Главная задача теории

Научная теория не только объясняет наблюдаемые физические явления.

Главная задача теории – предсказывать результаты еще не проведенных экспериментов.

Изучая падение листка бумаги, мы приходим к удивительному выводу: в безвоздушном пространстве все тела должны падать одинаково.

Более 300 лет тому назад английский ученый Исаак Ньютон поместил в длинную и достаточно широкую стеклянную трубку легчайшее птичье перо и тяжелый кусочек свинца. Если установить трубку вертикально и потом быстро перевернуть, то оба предмета начинают падать. Пока в трубке есть воздух, перо значительно отстает от кусочка свинца. Но когда Ньютон откачал воздух из стеклянной трубки и повторил опыт, оба предмета падали одинаково.

19 слайд: Запишите пожалуйста схему метода научного познания.

Физическая теория всегда сопровождается математическими расчетами. Она позволяет предсказать результаты измерений различных физических величин, которые описывают изучаемое явление. Что такое физическая величина и что такое измерение, вы узнаете на следующем уроке.

20 слайд: посмотрите на портреты известных ученых физиков, с открытиями которых, мы будем с вами знакомится на уроках физики

III. Подведение итогов.

21 слайд: для подведения итогов урока, давайте вспомним термины и понятии, с которыми мы сегодня познакомились.

24 слайд: IV. Домашнее задание.

Что изучает физика. Физические термины. Наблюдения и опыты

Конспект урока

по теме «Что изучает физика. Физические термины. Наблюдения и опыты» 7 класс.

Автор: О.В. Плотникова, учитель физики.

Образовательная цель урока: подготовить учащихся, усвоивших следующие знания:

физика – наука о природе;

предмет изучения физики – объекты окружающей природы, их чувственно воспринимаемые свойства, изменения этих свойств и причины, вызывающие эти изменения;

объекты (лат. оbjectum – предмет или предметы), составляющие окружающий мир природного происхождения или созданные человеком, воспринимаемые человеком непосредственно с помощью органов чувств, называются физическими телами;

чувственно воспринимаемые свойства тел – это свойства тел, которые воспринимает человек с помощью органов чувств (зрения, слуха, осязания);

наблюдение и опыт (эксперимент) – это методы (способы) выявления свойств объектов;

наблюдение – это деятельность, которую выполняет человек с целью выявить свойства тела без воздействия на него;

эксперимент – это деятельность, которую выполняет человек с целью выявить свойства тела, оказывая воздействие на это тело другим телом;

и наблюдение, и эксперимент начинаются с формулирования цели; в формулировке цели обязательно указываются ожидаемый результат;

если любое тело в данный момент времени обладает определенными свойствами, то говорят, что тело находится в определенном состоянии.

Цель урока по развитию учащихся: подготовить учащихся, овладевших следующими видами деятельности:

  • называть предметы окружающей действительности термином “физические тела”;
  • формулировать цель наблюдения;
  • формулировать цель эксперимента;
  • выделять свойства тел наблюдением;
  • выявлять свойства тел экспериментом;
  • описывать состояние тела.

ХОД УРОКА

Учитель: Сегодня на уроке вы начинаете знакомиться с новой для вас наукой, которая называется физикой. Записывает на доске, учащиеся в тетради: “Physis (греч.) – природа. Физика – наука о природе”. Какие еще науки о природе вам известны?

Ученик: Биология, география, астрономия, химия, …

Учитель: Вы назвали несколько наук о природе. Чем же различаются эти науки о природе? Они различаются предметом изучения. Предмет изучения физики – объекты окружающей природы, их чувственно воспринимаемые свойства, изменения этих свойств и причины, вызывающие эти изменения (просит записать эту фразу под диктовку). Давайте разберемся, каков предмет изучения физики, выясним, какие объекты природы изучает физика. Уточню термин “объект”. Это слово перешло в нашу речь из латинского языка и означает предмет. Записывает на доске: “лат. objectum – предмет”. Перечислите, пожалуйста, известные вам объекты окружающей природы.

Ученик: Стол, дом, машина …

Учитель: Кто может продолжить? (Ученики перечисляют). Понятно, что все перечислить невозможно, да и не надо. Вы перечислили объекты, которые человек воспринимает с помощью органов чувств, но существуют объекты, которые человек не видит, не ощущает, не слышит. Вы, наверное, слышали, что существуют радиоволны, гравитационное поле, магнитное поле, но никто из людей эти объекты непосредственно с помощью органов чувств не воспринимает. Итак, в природе существуют объекты, которые разделяют на физические тела и поля (записывает на доске, а учащиеся в тетрадях):

Учитель: Мы с вами будем изучать в 7 классе только физические тела (подписываем в таблице). Итак, каков предмет изучения в курсе физики 7 класса?

Ученик: В 7 классе мы будем изучать физические тела.

Учитель: Какие объекты называются физическими телами? (Спрашивает нескольких учеников). Запишите определение физического тела самостоятельно в тетради (учащиеся выполняют задание). Итак, какие же объекты называются физическими телами? (Спрашивает несколько человек). Давайте потренируемся говорить на языке физики. Скажите, как физики называют этот предмет (показывает какой-либо предмет)?

Ученик: Физическим телом.

Учитель: Как физики называют этот предмет (показывает другой предмет)?

Ученик: Физическим телом.

Учитель: А теперь вы сами назовите физическим термином предметы, перечисленные в этом списке (выдает каждому лист бумаги с перечнем предметов – задание 1). На работу – 1 минута.

Задание № 1: назвать физическим термином предметы, представленные в таблице

Карандаш – это …
Листок дерева – это …
Принтер – это …
Часы – это …
Озеро – это …
Облако – это …
Дом – это …
Земля – это …
Читайте также:  Очки для коррекции зрения при дальнозоркости

Учитель: Работу закончили. Листочки передали мне. (Учитель просматривает и анализирует ответы учащихся. Как показывает опыт, встречаются единицы учащихся, которые упоминают в своих названиях термин “объект”. Эти ответы следует прокомментировать.)

Учитель: Итак, вы освоили первый физический термин – “физическое тело”, или будем говорить короче – тело.

Учитель: Что же еще входит в предмет изучения физики?

Ученик: В предмет изучения физики входят чувственно воспринимаемые свойства тел.

Учитель: Как понять эту фразу?

Ученик: Я думаю, что физика изучает те свойства физических тел, которые мы видим, слышим, осязаем, обоняем.

Учитель: Тогда составьте самостоятельно следующее предложение: чувственно воспринимаемые свойства тел – это свойства объектов… Далее пишите самостоятельно. Проверим, как вы составили предложение (спрашивает несколько учеников). Какими чувственно воспринимаемыми свойствами обладает этот стакан?

Ученик 1: Он прозрачный, имеет форму цилиндра.

Учитель записывает все перечисленные свойства стакана на доске в столбик.

Ученик 2: Высокий. Имеет объем. Внутрь его можно что-нибудь поместить.

Учитель: Или говорят: стакан полый, имеет полость. Стакан имеет объем или правильнее сказать, что он занимает часть пространства. Какими еще свойствами обладает это тело?

Ученики затрудняются.

Учитель: А я скажу, что стакан твердый. Вы согласны со мной? Как вы узнали, что стакан твердый?

Ученик: Если попробовать сдавить его, то он не сдавливается.

Учитель: Отлично! Я давлю на стакан, а он не сдавливается. Именно поэтому я утверждаю, что стакан твердый. Теперь я скажу, что стакан хрупкий. Вы согласны со мной?

Ученик: Да, согласен.

Учитель: А откуда ты знаешь, что стакан хрупкий?

Ученик: Если ударить по нему, то он разлетится на кусочки.

Учитель: А теперь я скажу, что стакан прохладный, гладкий.

Читайте также:  Коррекция зрения операция в ярославле стоимость

Ученик: Я соглашусь, если проверю стакан на ощупь.

Учитель: (дает потрогать стакан и ученик соглашается, что стакан прохладный и гладкий) Отлично! Итак, мы установили, что стакан обладает следующими свойствами (на доске пишет сам и предлагает записать учащимся перечисленные выше свойства в два столбика, не объясняя, почему в таком порядке делается эта запись, причем просит, чтобы сверху над столбиками учащиеся оставили место). Как вы думаете, почему я записала перечисленные нами свойства в два столбика?

Ученики могут назвать свойства стакана: стеклянный, хрупкий и т. д., рассматривая этот стакан издалека. В этом случае следует попросить их сказать, откуда они знают об этих свойствах.

Ученик: Мне кажется потому, что свойства, перечисленные в первом столбике, мы выявили, не прикасаясь к стакану, а твердость и хрупкость выделили, действуя руками на стакан.

Учитель: Именно это я и имела в виду: свойства, перечисленные в первом столбике, выделены без воздействия на стакан (записывает над списком: “нет воздействия”). Говорят, что они выделены в результате наблюдения (пишет над первым столбиком: “наблюдение”). Свойства, указанные во втором столбике, выделены в результате воздействия на стакан (записывает над списком: “есть воздействие”). Такой способ выявления свойств называется экспериментом, или опытом (пишет над вторым столбиком, “эксперимент, или опыт”). Учащиеся дописывают. Следует обратить внимание на то, что и наблюдение, и опыты-действия, выполняемые в соответствии с поставленной целью. Сначала – цель, а потом – наблюдение или эксперимент. Какова была цель наших наблюдений?

Ученик: Определить какие свойства у стакана.

Учитель: Подпишите над первым столбиком: “Цель: установить, какими свойствами обладает стакан”. Какова была цель экспериментов?

Ученик: По-моему, тоже выявить свойства стакана.

Учитель: Есть ли другие мнения? Позвольте не согласиться с вашим мнением. Если бы я так сформулировала цель, то почему для ее достижения я не бросила стакан на пол или не погрузила его в воду? Ведь при таких воздействиях тоже можно обнаружить какие-то свойства стакана. Но я осуществляла определенное воздействие и выявляла определенное свойство. Поэтому и цель нужно ставить конкретную, определенную: твердый ли стакан? Хрупкий ли стакан? В соответствие с поставленной целью подбираются способы воздействия на тело. Итак, над вторым столбцом запишите: “Цели: твердый ли стакан? Хрупкий ли стакан?…”

В результате на доске представлена следующая таблица:

(есть воздействие на тело)

Цель: установить, какими свойствами обладает стакан.

Наблюдения и опыты

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

Рис. 1. Длина тени пропорциональна высоте тела

Проверим: если поставить две палки, длина которых отличается в 2 раза, длины их теней будут отличаться тоже в 2 раза (см. рис. 2).

Рис. 2. Эксперимент по проверке пропорциональности длины тени высоте тела

Теперь мы можем найти высоту дома: измерьте тень своего друга и тень дома. Во сколько раз тень дома длиннее тени друга, во столько раз дом выше друга (см. рис. 3).

Рис. 3. Нахождение высоты дома

Читайте также:  После удара в глаз ухудшилось зрение

А потом спросите высоту дома у того, кто знает, и похвалите себя за точность.

А древние греки по тени от Солнца смогли с высокой точностью вычислить радиус Земли!

Этим и занимается физика: исследовать явление, выявить закономерность и применить ее на практике.

Определение радиуса Земли

Еще древние греки, а именно Эратосфен Киренский, смогли вычислить радиус Земли.

Египтяне и греки заметили, что во время летнего солнцестояния Солнце освещает дно глубоких колодцев в Сиене, а в Александрии – нет (см. рис. 4).

Рис. 4. Освещение колодцев

Солнце находится настолько далеко от Земли, что его лучи можно считать параллельными. Александрия и Сиена лежат на одном меридиане, и рисунок лежит в одной плоскости (см. рис. 5).

Рис. 5. Положение городов Александрия и Сиена

Обратите внимание: солнечный луч вместе со стенкой колодца и поверхностью Земли образовывает треугольник (см. рис. 6).

Рис. 6. Ход луча в колодце Александрии

Его можно считать подобным треугольнику, образованному центром Земли, Александрией и Сиеной (см. рис. 7).

Рис. 7. Подобие треугольников

Тогда расстояние между Сиеной и Александрией относится к радиусу Земли, как ширина колодца относится к глубине, которой в колодце достигают солнечные лучи.

В науке недостаточно действовать по интуиции. Интуиция помогает построить догадку, объясняющую явление, и которую нужно проверять. Исследования бывают сложнее, чем наше с тенью, и важно разделить способы исследования и осознанно их применять.

Проследим, какая была схема нашего исследования тени. Оно началось с наблюдения: мы смотрели на тени людей. На основе наблюдений мы сделали предположение (гипотезу), что длина тени пропорциональна высоте. Ее мы проверили на опыте: измеряли тени от палок известных длин. Она подтвердилась, и выявленную закономерность мы применили на практике, узнав высоту дома.

Теперь рассмотрим подробнее: изучение провоцируется наблюдением. Что-то происходит само собой, а мы это наблюдаем и замечаем.

Значение слова «гипотеза»

Слово «гипотеза» имеет древнегреческое происхождение: ὑπόθεσις. Тезис – это утверждение, точное суждение. Приставка гипо- означает «под» или «ниже». Слышали о болезни гипотонии? Это пониженное давление.

Таким образом, гипотеза – это «недоутверждение», она «ниже утверждения», утверждение, которое еще необходимо доказать.

Затем мы формулируем гипотезу – это предположение или догадка, которую мы делаем на основе наблюдений и которую следует проверить. В примере с тенями гипотеза состояла в том, что длина тени пропорциональна высоте предмета.

Чтобы проверить гипотезу, применяем следующий метод: ставим опыт или эксперимент. При наблюдении может возникнуть иллюзия. Например, нам кажется, что тяжелые тела падают быстрее, чем легкие (см. рис. 8).

Рис. 8. Представление, что более тяжелые тела падают быстрее, ошибочно

Они действительно падают по-разному из-за сопротивления воздуха (см. рис. 9), но трудно представить, чтобы даже в безвоздушном пространстве перо падало так же, как гиря.

Рис. 9. Действие сопротивления воздуха

Чтобы узнать, нужно проверить, провести опыт, и избавиться от иллюзий личного восприятия.

Гипотеза, которую нельзя проверить

Согласно Попперу, философу, который занимался проблемами научного познания, имеют смысл лишь те теории, которые можно проверить. Теория считается научной, если существует возможность ее опровергнуть, даже если этого не сделали. Например, по закону всемирного тяготения все тела, обладающие массой, притягиваются. Возможность опровергнуть этот закон есть: для этого нужно найти две массы, которые не будут притягиваться. Этого не сделали, но принципиальная возможность есть.

Существование бога нельзя проверить экспериментально, не придумали такого эксперимента, который мог бы его опровергнуть. А это, по Попперу, – признак ненаучной теории. В этом и отличие: если научные теории рано или поздно проверяются экспериментально, то в бога люди просто верят или не верят.

Наблюдение

Наблюдение ведется со стороны, а во время опыта мы, наоборот, сами создаем условия, при которых будет происходить явление. Чтобы изучать конкретное явление и находить зависимость, нужно отбросить всё лишнее, на что можно не обращать внимания в эксперименте. Это называется построить модель. Например, мы не обращаем внимания на то, что днем солнце высоко над горизонтом, а вечером низко: в опыте мы проводим измерения на протяжении короткого времени, и движением солнца на небосводе пренебрегаем.

Опыт без гипотезы не имеет смысла: когда мы ставим опыт, мы должны понимать, чего мы хотим добиться, каких результатов можно ожидать и что они будут означать: подтверждение гипотезы или опровержение.

Примеры изучения явлений в повседневной жизни

Мы в квартире чувствуем сквозняк, а это поток воздуха (см. рис. 10).

Рис. 10. Поток воздуха

Воздух должен попадать в квартиру и покидать ее. Делаем предположение, что для сквозняка в квартире должны быть открыты одновременно два окна (см. рис. 11).

Рис. 11. В квартире открыты два окна

Проводим опыт: закрываем все окна – сквозняка нет. Открываем одно окно – сквозняка нет. Открываем два окна – сквозняк появляется. Наше предположение оказалось правильным.

Почему за закрытой дверью плохо слышно звуки? Мы наблюдаем, что, когда дверь открыта, слышно хорошо, когда закрыта – хуже (см. рис. 12).

Рис. 12. Хорошая слышимость

Дерево плохо проводит звук? Почему тогда хорошо слышен стук в дверь? Значит, дерево хорошо проводит звук. В чем дело? Проведите эксперимент: закройте дверь, попросите кого-то постучать по какому-то предмету, например по чашке. Один раз, прислонив чашку к двери, а второй раз – отойдя на шаг от двери. Во втором случае будет плохо слышно, потому что звук будет отражаться на границе воздуха и древесины.

Используя это явление, можно переговариваться через стены, прикладывая к ним железные кружки (см. рис. 13).

Рис. 13. Способ переговоров через стену

Кружка хорошо вибрирует под действием голоса, а затем звук передается без воздушной прослойки через стену.

Почему телефон на одном и том же заряде работает разное время?

Мы находим закономерности далеко не только на уроках физики.

Например, можно наблюдать, что мобильный телефон держит заряд не всегда одинаково долго. От чего это зависит? Обычно используют его для Интернета, слушают музыку, и совсем немного разговаривают. Делаем предположение, гипотезу, что музыка и Интернет требуют разного потребления энергии. Как это проверить? Провести опыт, включить на заряженном телефоне музыку до полной разрядки, а потом сделать то же самое с Интернетом и сравнить, в каком случае батарея прослужит дольше. Так мы когда-нибудь сможем правильно выбрать, чем развлечься в дороге без розетки, чтобы телефон не выключился.

Когда мы провели опыт и сделали выводы, мы можем применить полученные знания – сделать важный переход от знания к его применению.

Применение

В механике люди перешли от исследования полета тела, брошенного под углом к горизонту (см. рис. 14), к созданию артиллерийских орудий.

Рис. 14. Тело, брошенное под углом к горизонту

Еще пример. Люди перешли от прыгающей крышки кипящего чайника к паровой машине: в обоих случаях пар заставляет что-то двигаться, и в случае с машиной мы извлекли из этого пользу (см. рис. 15).

Рис. 15. Тепловоз

Перешли от исследования нагревания тел к борьбе с глобальным потеплением (см. рис. 16).

Рис. 16. Работающие заводы

В геометрической оптике исследуем, как свет меняет направление на границе двух сред (см. рис. 17), чтобы затем направить его так, как нам нужно: на матрицу фотоаппарата, в близорукий или дальнозоркий глаз.

Рис. 17. Изменение направления света на разделе двух сред

Согласно легенде, Архимед сумел направить солнечные лучи на вражеские корабли так, что они загорелись.

Исследуя звук, заметили, что он имеет конечную скорость распространения в воздухе – около 340 м/с. Зная это, можно определить расстояние до грозового разряда (см. рис. 18).

Рис. 18. Исследование расстояние до грозы

Если мы услышали гром через 3 секунды после вспышки молнии, разряд произошел на расстоянии . По такому же принципу работает аппарат УЗИ: посылается ультразвуковой сигнал и засекается время, через которое он отразится от внутреннего органа и вернется к датчику.

В физике наблюдали за почернением фотопленки под действием рентгеновских лучей (см. рис. 19).

Рис. 19. Влияние рентгеновских лучей

Причем эти лучи хорошо проходят через мягкие ткани организма и плохо проходят через костную ткань – по этому принципу вам делают рентгеновские снимки.

Схема «наблюдение – гипотеза – модель – опыт» не единственно возможная. Например, в астрономии наблюдение – основной метод исследований. Мы же не можем расставить звезды, как нам нужно, и посмотреть, что будет. В таком виде опыт невозможен.

Обратите внимание, как получилось с открытием законов Кеплера, по которым движутся планеты. Астроном Тихо Браге проводил систематические наблюдения за движением планет, собрав большой массив данных об этом движении. Иоганн Кеплер на основании собранных данных вывел закон движения планет. И для проверки закона Кеплер мог воспользоваться снова результатами наблюдений Браге.

Еще один пример – исследования в области экологии Земли. Важный вопрос: выживет ли человечество при таком воздействии на окружающий мир? Прямо проверить это нельзя, но можно изучать модели: изолированные сообщества, островитян, сравнивать их цивилизации.

Новая гипотеза может возникнуть при проведении опыта. Когда стали создавать и испытывать всё более мощные пушки, заметили, что снаряд летит намного дальше, чем предсказывали расчеты. Это происходит из-за того, что снаряды покидают плотные слои атмосферы и там летят почти без сопротивления воздуха. Эксперимент вышел за пределы модели, в которой воздух считали однородным, потребовалась новая модель и новые эксперименты.

Почему чайник закипает за разное время?

Попробуйте исследовать такое явление: нагревание воды в электрочайнике. Мы каждый день наблюдаем, как закипает чайник, и замечаем, что чем больше в нем воды, тем дольше она закипает, тем больше требуется энергии.

Выдвинем гипотезу, что количество энергии пропорционально количеству воды в чайнике. Нужно провести опыт: попробовать вскипятить сначала два стакана воды, а затем четыре, и сравнить время (см. рис. 20).

Рис. 20. Проведение опыта

Создаем модель: мы не можем измерить энергию, выделяемую чайником, но можем измерить время работы чайника. Будем считать, что энергия выделяется равномерно, и, если времени пройдет в 2 раза больше, значит, энергии выделилось в 2 раза больше. Считаем, что энергия расходуется только на нагревание воды. Мы исследуем, как требуемая энергия зависит только от количества воды. Понятно, что теплая вода закипит быстрее, чем холодная, значит, нужно взять воду одинаковой температуры. Теперь остается провести опыт. Вы можете провести его самостоятельно. Если с четырьмя стаканами воды чайник будет закипать в 2 раза дольше, чем с двумя, наша гипотеза подтвердится.

Действительно, количество теплоты, необходимое для нагревания, равно Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Источники:
  • http://vunivere.ru/work37756
  • http://scienceland.info/physics7/experiment
  • http://kopilkaurokov.ru/fizika/presentacii/chto_izuchaiet_fizika_nabliudieniie_i_opyty
  • http://infourok.ru/konspekt-uroka-na-temu-chto-izuchaet-fizika-fizicheskie-termini-nablyudeniya-i-opiti-klass-726541.html
  • http://bir-school9.ru/chto-izuchaet-fizika-fizicheskie-termin/
  • http://interneturok.ru/lesson/physics/7-klass/vvedenie/nablyudeniya-i-opyty