Интегрированный урок в 10 классе по теме: «Законы физики и организм человека» физика и биология.

Интегрированный урок в 10 классе по теме: «Законы физики и организм человека» физика и биология. Цели  урока:  Образовательная: научить применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека.  Развивающая:   развивать   интерес   учащихся   к   установлению   связи смежных   наук,   развитие   компьютерной   грамотности,   развитие мышления, умения делать выводы, анализировать.  Воспитательная:   выработка   навыков   коллективного   труда,   развитие самостоятельности. ХОД УРОКА   Учитель физики. Все естественные науки используют законы физики. В этом мы убедимся сегодня на уроке. Законы физики едины и применимы к живому организму, человека. Физические методы исследования ученые применяют в биологии, медицине, бионике.   Сегодня   на   уроке   мы   изучим   небольшой   аспект   биофизических связей. Основной закон природы ­ закон сохранения и превращения энергии. Он применим и для живых организмов организму частности в     к     Вопрос скептика.  ­   Мне кажется невероятным то, что закон сохранения и превращения   энергии   может     действовать   в   организме   человека.   Как   это можно объяснить? Учитель физики.– Давайте вспомним, кок формулируется закон.  Ученик. Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и  не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее  значение сохраняется. Учитель   физики.  Какие   же   превращения   энергии   происходят   в   живых организмах (в человеке)? Ученики:   фундаментальный закон природы, заключающийся в том, что для изолированной   физической   системы   может   быть   введена   скалярная физическая   величина,   являющаяся   функцией   параметров   системы   и называемая энергией, которая сохраняется с течением времени. Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда, закономерность, то его можно именовать не законом, а принципом сохранения энергии. Пример: –   Химическая   энергия   в   электрическую   –   Звуковая   энергия   в   электрическую   –   Световая   энергия   в   электрическую   –   Химическая   энергия   в   механическую   – Химическая энергия в электрическую (органы вкуса и обоняния). (нервные   клетки). (внутреннее   ухо). (сетчатка   глаза). (мышечные   клетки). Одним словом можно   сказать: закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах. Учитель   физики. Что   является   источником   энергии   при   работе   мышц человека? Ученики.  Источником   энергии   при   работе   мышц   являются   органические вещества   (белки,   жиры,   углеводы),   подвергающиеся   клетках   распаду   и окислению,   в   результате   чего   освобождается   скрытая   в   них   внутренняя энергия. Учитель   биологии.    Спасибо   большое,     я   думаю   мы   доказали   нашему скептику. Ребята, а вы знаете, что на человека как на любое тело находящееся на Земле, действует атмосферное давление всей толщей воздушной оболочки. Скептик.  Если существует атмосферное давление и на человека действуют такие   нагрузки,   то   почему   он   их   выдерживает?   Почему   атмосфера   не раздавила до сих пор нас? Ученик  Атмосфера   –   воздушная     оболочка   Земли.   Земля   окружена атмосферой,   состоящей   из   смесей   различных   газов.   Молекулы   этих   газов, находясь в поле  тяготения  Земли, притягиваются   к ней. Вследствие   этого слои воздуха, расположенные выше, давят на нижние слои и в конечном итоге давление   на   поверхность   Земли   находящейся   на   ней     тела.   Это   давление называется – атмосферным.     Значение атмосферного давления  впервые экспериментально определил в 1634 году итальянский ученый Торричелли.  Почему же человек не испытывает никаких неудобств и не чувствует этой тяжести? А происходит это потому, что давление распределяется равномерно по всей   поверхности   тела   и   внешнее   давление   уравновешивается   внутренним давлением   воздуха,   наполняющим   все   наши   органы.   Организм   человека приспособлен к атмосферному давлению, при нём развились все органы, и только при нём они могут нормально функционировать. При систематической и долгой тренировке человек может приспособиться и жить при пониженном давлении. Учитель физики. Какой же закон физики здесь применим? Ученики. Здесь проявляет закон Паскаля для сила атмосферного давления. Можно применить формулу P= F/S  P­ давление (Па) F­ сила (Н) S­ площадь опоры (м ²) Учитель физики. Хорошо, а сейчас у вас на столах лежат карточки с задачей. Прошу вас решить эту задачу, решение и ответ записать в  тетрадь. Задача. На тело человека, площадь поверхности которого примерно равна 1,6 кв.   м.   действует   атмосферное   давление   100   кПа.   Определите   силу действующую на человека. Учитель биологии. Каким же образом человеческий организм  выдерживает такие нагрузки? Ученик. Это достигается за счет того, что давление жидкостей, заполняющих сосуды тела, уравновешивают внешнее давление. Учитель   биологии.   Одним   из   основных   органов   нашего   тела   является сердце, вернее, сердце­насос Скептик. - А почему сердце называют насосом? Учитель   биологии  Сердце   представляет   собой   удивительный   насос, работающий безостановочно всю жизнь человека. Он прокачивает за 1 с около 0,1 л крови. Ученики. Доказательство, что сердце­насос.  ЭЛЯ Мирсалихова Учитель   физики. Давайте   рассчитаем,   сколько   литров   крови   за   1   год прокачивает сердце человека? Задача.  Сердце   представляет   собой   удивительный   насос,   работающий безостановочно всю жизнь человека. Он прокачивает за 1 секунду 0, 5 литров крови. Определите сколько литров крови прокачивает сердце человека за 1 год? Учитель   биологии.  В   скелете   животных   и   человека   все   кости,   имеющие некоторую   свободу   движения,   являются   рычагами.   (кости   конечностей, нижняя челюсть, фаланги пальцев и.т.д). Скептик. - Ну, я бы не сказала, что в скелете человека так много рычагов… Учитель   физики. Законы   равновесия   рычага   применимы   здесь.   А   что называется  рычагом ? Ученик. (презентация)   Рычаг — это твердое тело, имеющее точку опоры и способное вращаться вокруг этой точки — оси вращения; приспособление, служащее для преобразования силы. В рычаге действует, по крайней мере, две силы с противоположными моментами.  Костные   рычаги   —   звенья   тела,   подвижно   соединенные   в   суставах   под действием   приложенных   сил,   могут   либо   сохранять   свое   положение,   либо изменять его. Они служат для передачи движения и работы на расстояние.  Движение ­ важнейшая функция организма. Для ее реализации в теле человека имеется опорно­двигательный   аппарат,   в   состав   которого   входят   кости, образующие внутренний остов тела, различные виды соединений костей, среди которых наиболее подвижными являются суставы, и мышцы, представляющие собой активную часть двигательного аппарата. Все   кости,  а   их   в   человеческом   теле   более   200,   образуют   скелет.   Скелет выполняет   ряд   важных   функций.   Он   защищает   внутренние   органы   от механических   повреждений,   участвует   в   обмене   веществ   (минеральном);   в костях   находится   красный   костный   мозг,   обеспечивающий   кроветворение. Самое главное назначение скелета ­ его участие в движениях тела. Кости как самая плотная часть скелета выполняют роль рычагов, на которые действуют мышцы, прикрепляющиеся к ним. Учитель   биологии. А   какой   пример   рычагов     в   организме   человека,   вы можете   нам   продемонстрировать   и   не   только   в   организме   человек (демонстрируют).    На   теле   человека   можно   проследить   различные     виды деформации. .Учитель физики.  А что такое деформация?   Ученики.   Деформация   –   изменение   формы   тела   под   действием приложенной силы.    Учитель физики: Закон Гука.    Каким же видам деформации подвергнуто тело  человека. Ученики.  Виды деформации: 1) Деформация сжатия — позвоночный столб, нижние конечности и покровы ступни.   мышцы. 2) 3) таза. 4) Деформация кручения — шея при повороте головы, туловище в пояснице при повороте.   Деформация   растяжения   —   связки,   Деформация   сухожилия, позвоночник,   изгиба кости       –   Учитель биологии.  Вы знаете, что температура тела человека 36.6 градусов – это нормальная температура. Для терморегуляции организма важную роль играет   потоотделение.   Оно   обеспечивает   постоянство   температуры   тела человека. Учитель   физики.  Испарение   –   это   наиболее   легко   регулируемый   способ уменьшения внутренней энергии. Какие изменения происходят в характере теплообмена человека с окружающей средой в условиях, когда температура среды выше температуры тела? Скептик  ­  Мне  почему­то  не  верится ,  что  человеческий  организм  может регулировать температуру тела Ученик.   При высокой температуре окружающей среды (выше 25 градусов) возбуждаются   кожные   нервные   окончания,   воспринимающие   тепловое излучение, и благодаря сигналам от центральной нервной системы происходит расширение сосудов кожи. В кожу протекает больше крови из внутренних органов, и она при этом  краснеет и происходит теплоотдача путем конвекции и излучения. Учитель физики.   А если при этом все же не   поддерживается тепловой баланс? Ученик. Если при этом не может поддерживаться тепловой баланс тела, то для сохранения постоянства температуры тела человека происходит процесс испарения   пота   с   поверхности   кожи.   Таким   путем   организм   отдает   очень большое количество тепла  и предохраняется от перегрева. Учитель биологии.   Ну что группа скептиков, мы смогли сегодня убедить вас, что физика и организм человека работают едино.   Учитель физики.   Хорошо, сейчас у вас на столе лежат листы взаимооценки. Просим вас заполнить их. Выставьте  оценки за сегодняшней урок и обратите внимание на выполнение и подготовки  домашнего задания. Просим вас быть объективными. Учитель биологии.   Все естественные науки используют законы физики. В этом мы убедились  сегодня на уроке. Законы физики едины и применимы к живому   организму,   в   частности   к   организму   человека. Учитель   физики. Сегодня   на   уроке   мы   еще   раз   убедились   в   том,   что существует тесная связь физики и биологии.   Домашнее задание. Выполнить тест по теме урока. – Спасибо за урок!!!!!