Методическая разработка урока физики

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Республики Крым

« Бахчисарайский техникум  строительства и транспорта»

 

 Утверждаю

Зам. по УПР  ГБПОУ РК «БТСТ»

                                                                                                                         _Покрыщенко АЮ.

                                                                                                               «___»___________2023г.

                                

 

 

Методическая разработка

бинарного урока по дисциплине ВД.02«Физика»

Тема урока:

«Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления»

 

  Разработали:

                                                       Преподаватель -наставник первой категории

                                                         Суслова Нина Михайловна;

   Мастер - наставник производственного обучения

 высшей категории

Марченко Тамара Александровна

 

 

Бахчисарай, 2023г

Пояснительная записка

Изучение физики направлено на достижение целей интеллектуального развития обучающихся, формирования качества мышления, необходимого человеку для жизни в современном обществе, для общей социальной ориентации и решения практических проблем.

В структуре изучаемой  дисциплины по выбору «Физика» выделяется тема «Свойства жидких, твердых и газообразных тел» для обучающихся по профессии 08.01.25 «Мастер отделочных строительных  и декоративных работ» эта тема очень важна, так как полученные знания непосредственно связаны с профессиональными компетенциями. Поэтому данный урок имеет профессиональную направленность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема урока: «Поверхностное натяжение, смачивание, капиллярные явления»

Цели урока:

формирование понятий поверхностного натяжения, явления смачивании и капиллярных явлений, также организация учебной деятельности обучающихся, направленная на достижение обучающимися   следующих результатов:
предметных: 
-умение формулировать учебную тему и учебные задачи;
-осознанное употребление новых физических понятий;
-приобретение способности «открывать» новое физическое знание, используя имеющиеся знания и опыт;

-овладение опытом уверенного применения ранее изученных формул.
метапредметных: 
-изложение информации, интерпретируя факты, разъясняя значения и смысл теории;
-умение выдвигать гипотезы, фиксировать версии в группах, осуществляя их проверку;
-использование приемов умственной деятельности (анализ, классификация, обобщение и подведение под понятие);

-исследование несложных практических ситуаций, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике;

-осуществление переноса знаний в измененную ситуацию, умение видеть задачу в контексте проблемной ситуации;

-формирование информационно-коммуникативных навыков:

-умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге, признавать право на иное мнение;

-отражение в устной и письменной форме результатов своей деятельности;
-умение точно и грамотно излагать свои мысли;

-приобретение опыта по принятию ответственности за свои решения;
-умение сотрудничать с товарищами в процессе совместной деятельности;
-умение анализировать собственную деятельность и оценивать ее результаты.

Оборудование: проектор, самодельные приборы, капиллярные трубки, сосуд с водой, проволочная петля, планшеты, грунтовка.

Ход урока:                                                                               
I. Организационный           момент

Преподаватель: Добрый день, уважаемые ребята. Мне хотелось, чтобы сегодняшний урок вызвал в каждом из вас положительные эмоции, чтобы каждый из вас почувствовал удовлетворенность от осознанного освоения нового материала Я желаю вам успеха в освоении и понимании новых знаний. Конфуции говорил: «Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания – это путь самый легкий и путь опыта – это самый горький». Сегодня я предлагаю вам пойти по индивидуальному пути размышления и личного опыта.

II. Мотивационный этап (самоопределение), выбор личных целей.
Преподаватель: Давайте, ребята, каждый из вас попробует поставить цель, хотя бы на крохотный период вашей жизни. Понимаю, что вам трудно это сделать самостоятельно, поэтому я вам помогу.

Предлагаю список личностных целей, которые вы сейчас увидите на экране:

- умение ставить перед собой цель, планировать деятельность;

-умения выполнять работу, связанную с профессиональными навыками , используя  свои потенциальные  возможности;                                         

- приобретение способности иметь собственное мнение;

-умение точно и грамотно излагать свои мысли;

-приобретение опыта по принятию ответственности за свои решения;

-умение сотрудничать с товарищами в процессе совместной деятельности;

- умение анализировать собственную деятельность и оценивать ее результаты.

 Преподаватель: Выберите из этого списка одну – две цели выпишите ее в тетрадь и постарайтесь работать на ее достижение весь урок. В конце урока вы проанализируете, смогли ли вы достичь своей цели или нет, и почему.
           Сегодня на уроке вам предстоит работать в группах. Постарайтесь работать согласованно. В конце урока вы будете оценивать результаты своей собственной деятельности и ваш личный вклад в общее дело. За каждый правильный ответ, за результативное объяснение ставьте 1 балл.

 Изучение нового материала:

В окружающем нас мире наряду с тяготением, упругостью и трением действует еще одна сила, на которую мы обычно не обращаем внимание. Она сравнительно невелика, но в природе и нашей жизни играет немалую роль. Это сила поверхностного натяжения.

Проведем опыт №1 «Кувшинка»

 

 

 

Будем использовать самодельный прибор, который состоит из пробки, с подвешенным на нее грузом. В пробку помещены иголки, на которые одета проволочная петелька.

Возьмем пробку и аккуратно поместим в воду. Наблюдаем, что пробка плавает так, что проволочная петля с иголками выступает над поверхностью воды.

Теперь с помощью стеклянной палочки опустим пробку с проволочной петлей так, чтобы петля полностью находилась в воде. Убираем палочку и наблюдаем, что прибор остался плавать в таком положении, и не всплывает.

Если сейчас приподнять пробку так, чтобы проволочная петля оказалась над поверхностью воды, то она снова будет плавать, как и в первом случае.

Причиной тому, что пробка не могла всплыть самостоятельно, есть явление поверхностного натяжения пленки воды, которая образовалась на проволочной петле.

Вывод: Существует явление поверхностного натяжения воды.

 

Рассмотрим еще один опыт №2 «Проволочный каркас с нитью»

Возьмем проволочный каркас и привяжем к нему нить, длина которой больше диаметра каркаса. Погрузим каркас в мыльный раствор и получим пленку. Нить на ней лежит в произвольном положении. Проколем пленку с одной стороны нити. Наблюдаем, что пленка, оставшаяся с другой стороны нити, сокращается, натягивая нить. Таким образом, поверхность жидкости обладает следующим свойством: она стремится сократиться так, чтобы ее площадь поверхности стала минимальной. Силы, стремящиеся сократить эту поверхность, называются силами поверхностного натяжения

Определение.

Сила поверхностного натяжения – сила, действующая вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремящаяся сократить ее до минимума. Чтобы объяснить стремление жидкости к минимизации площади своей поверхности рассмотрим следующий рисунок

Молекула, находящаяся внутри жидкости, со всех сторон окружена соседними молекулами, которые «тянут» ее во все стороны одинаково, и равнодействующая сил взаимодействия равна нулю. Молекула, находящаяся на поверхности, соседей сверху не имеет. Поэтому молекула испытывает притяжение со стороны молекул, находящихся внутри жидкости. Равнодействующая сил, действующих на молекулу, расположенную на поверхности, направлена внутрь жидкости. Следовательно, жидкость стремится сократить свою свободную поверхность до минимума.

Сила поверхностного натяжения – сила, действующая вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремящаяся сократить ее до минимума. Чтобы объяснить стремление жидкости к минимизации площади своей поверхности рассмотрим следующий рисунок

Молекула, находящаяся внутри жидкости, со всех сторон окружена соседними молекулами, которые «тянут» ее во все стороны одинаково, и равнодействующая сил взаимодействия равна нулю. Молекула, находящаяся на поверхности, соседей сверху не имеет. Поэтому молекула испытывает притяжение со стороны молекул, находящихся внутри жидкости. Равнодействующая сил, действующих на молекулу, расположенную на поверхности, направлена внутрь жидкости. Следовательно, жидкость стремится сократить свою свободную поверхность до минимума. Измерения позволяют  установить, что сила поверхностного натяжения прямо пропорциональна длине границы поверхностного слоя жидкости, которую обозначают буквой «l».

Если ввести коэффициент пропорциональности, то можно записать

 - коэффициент поверхностного натяжения

Более тщательные измерения позволили бы установить, что сила поверхностного натяжения прямо пропорциональна длине границы поверхностного слоя жидкости, которую обозначают буквой «l».    Если ввести коэффициент пропорциональности, то можно записать

Существует несколько методов определения коэффициента поверхностного натяжения.

- метод отрыва петли

- метод поднятия жидкости в капилляре

Метод поднятия жидкости в капилляре

Давайте познакомимся с явлениями, происходящими в капиллярах.

Под капиллярными явлениями понимают подъем или опускание жидкости в узких трубках-капиллярах – по сравнению с уровнем жидкости в широких трубках.

Оказалось, что если жидкость смачивает капилляр, то она в нем поднимается, а если жидкость не смачивает капилляр, то она по нему опускается.

Как вы понимаете выражения: «жидкость смачивает твердое тело», «жидкость не смачивает твердое тело».  В чем это проявляется?

Если нанести каплю жидкости на поверхность стола, что с ней произойдет?

(Она растечется по поверхности и будет иметь следующую форму)

Поместим каплю воды на пластинку покрытую парафином, что с ней произойдет?

(Капля принимает форму сплюснутого шара)

Почему капли ведут себя по-разному?

На границе двух сред молекулы жидкости взаимодействуют не только между собой, но и с частицами твердого тела.

Если силы притяжения между молекулами жидкости и частицами твердого тела больше, чем силы притяжения между молекулами жидкости, то возникает явление смачивания ().

Если силы взаимодействия между молекулами жидкости больше, чем силы взаимодействия молекул жидкости с частицами твердого тела, то жидкость не смачивает твердое тело ().

Форма поверхности жидкости в том месте, где она соприкасается с твердой стенкой сосуда (поверхности), зависит от того, смачивает или не смачивает жидкость сосуд (поверхность) (см. рис.)

Смачивающие жидкости имеют вогнутый мениск, не смачивающие имеют выпуклый.

 

1. Возьмите концы полосок из промокательной бумаги и ткани в одну пуку и одновременно прикоснитесь другими концами к поверхности воды в стакане. Наблюдайте за поднятием воды в обеих полосках.

2. Как только поднятие воды прекратится, выньте обе полоски. В какой полоске диаметр капилляров больше?

 

Мастер отделочных работ: Ребята, смачивание или с точки зрения мастеров отделочных строительных работ называется  сцеплением или адгезией.

Применим полученные Вами знания о поверхностном натяжении, смачивании и капиллярном явлении в физике непосредственно к нашей профессии «Мастер отделочных строительных и декоративных работ».  При выполнении любой работы, связанной с поверхностями, я вам напоминаю, что поверхность необходимо очистить от загрязнений, наплывов, жировых пятен, пыли и так далее. Для чего мы это делаем?

Ответ: Для лучшего сцепления  грунтовки, шпаклевки и других строительных материалов с поверхностью.

Правильно, ребята. А теперь, мы проведем несколько опытов на наших планшетах, и убедимся,  когда же происходит сцепление жидкости с поверхностью, а когда нет. Из понятий физики:

если силы взаимодействия между молекулами жидкости больше, чем силы взаимодействия молекул жидкости с частицами твердого тела, то жидкость не смачивает твердое тело . Что это означает в нашем случае?

Опыт с планшетами: Возьмем планшет окрашенный краской (лаком) и нанесем на него воду, то вода не впитается в поверхность, а капельками стечет с неё. Если мы возьмем планшет, который покрыт пылью, то произойдет тот же эффект.

Возьмем планшет, очищенный от пыли, грязи, копоти, жировых пятен, краски и так далее, нанесем на него воду или  водосодержащий строительный материал (например – грунтовку), то увидим, что жидкость впиталась в поверхность и в этом случае сработал закон физики: если силы притяжения между молекулами жидкости и частицами твердого тела больше, чем силы притяжения между молекулами жидкости, то возникает явление смачивания

().  При выполнении этих действий, поверхность становится очищенная, а следовательно, приобретает такое качество, как адгезия, то есть способность сцепления строительных материалов (как шпаклевка, грунтовка, окраска) с поверхностью.

А сейчас мы закрепим изученный материал.

Контрольные     вопросы:

1). Почему расплавленный жир плавает на поверхности воды в виде кружков?
2).Почему чернилами нельзя писать на жирной бумаге?

3).Почему мокрое платье становится узко?

4). На каком физическом явлении основано употребление полотенец?

5).Что значит, жидкость смачивает твердое тело?

6).Что значит, жидкость не смачивает твердое тело?

Рефлексия:

Достигнут ли нами результат урока? Посмотрите на свои цели, которые мы с вами ставили в начале урока  и оцените усвоение материала самостоятельно

 ( по 5-тбальной системе).

Благодарим,  ребята, за урок.

Спасибо за внимание и активное участие в уроке.