Урок изучения нового материала по дисциплине "Физика" на тему "Основы электростатики"

Министерство образования Республики Башкортостан

ГБПОУ Дуванский многопрофильный колледж

Методическая разработка

урока изучения нового материала

по дисциплине «Физика» 

Тема: «Основы электростатики».

                                                         Подготовлена преподавателем

Русиной Т.Г.

Дуван 2017г.

Аннотация

        В данной методической разработке представлена методика проведения урока изучения нового учебного материала по дисциплине «Физика» на тему «Основы электростатики».

        Методическая разработка содержит:

·        Оглавление-перечень разделов с указанием номеров страниц.

·        Введение - обосновывает выбор темы, раскрывает её значимость при изучении дисциплины «Физика» и специальных дисциплин.

·        Подготовительная работа - включает перечень мероприятий, необходимых для организации и проведения данного урока.

·        План проведения урока.

·        Методика проведения урока – раскрывает методы и приёмы обучения, способы деятельности студентов по каждому структурному элементу урока.

·        Сценарий урока.

·        Заключение - обобщает основные идеи содержания методической разработки.

·        Литература.

·        Приложения - содержат тесты для проверки усвоения материала, план написания конспекта, слайды с учебно-методическим материалом урока, сообщения студентов, инструкции для проведения исследований.

       При проведении занятия используется мультимедийный проектор для демонстрации учебно-методического материала, в виде слайдов, подготовленных в мастере презентаций MS PowerPoint.

        Материал методической разработки можно использовать преподавателям

дисциплин при подготовке и проведении занятий с использованием инновационных технологий, различных методов и приёмов обучения, здоровьесберегающих технологий и исследовательской деятельности.

Содержание

1.     Введение …………………………………………………………  4

2.     Подготовительная работа ………………………………………. 6

3.     План проведения урока ………………………………………… 7

4.     Методика проведения  урока ………………………………….. 10

5.     Сценарий урока ………………………………………………… 13

6.     Заключение ………………………………………………………17

7.      Литература ………………………………………………………18

8.      Приложения ……………………………………………………..19

Введение

      В современных социально-экономических условиях актуальной становится проблема формирования активной личности, способной самостоятельно сделать свой выбор,  ставить и реализовывать цели, выходящие за пределы предписанных стандартными требований, осознано оценивать свою деятельность. Задача, стоящая перед преподавателем,- создание условий для подготовки студента к непрерывному образованию в рыночных условиях, обеспечение его конкурентоспособности на рынке труда.

      Учебная дисциплина «Физика»  относится к циклу естественнонаучных  и направлена на формирование у студентов научного мировоззрения. Современная физика имеет фундаментальное значение для теории познания, для понимания строения и свойств окружающего нас мира.

      Физика оказывает глубокое влияние на развитие других наук и различных областей техники, поэтому изучение данной дисциплины способствует созданию базы для профессиональной подготовки студентов СПО. Задачи экономического и социального развития должны решать люди, вооруженные современными знаниями. Физика занимает особое место среди дисциплин общеобразовательного цикла, она формирует у студентов представление о научной картине мира. Являясь основой научно-технического прогресса, физика дает представление о  гуманистической сущности научных знаний, подчеркивает их нравственную ценность, формирует творческие способности студентов, их мировоззрение, т.е. способствует воспитанию высоконравственной личности, что является основной целью обучения, которая  может быть достигнута только при тех условиях, которые обеспечивают интерес к знаниям.

        Выбранная для проведения урока тема - «Основы электростатики» -это первая тема при изучении раздела «Электродинамика». Она актуальна для студентов технической специальности, т.к. является фундаментом для изучения многих специальных дисциплин технического профиля, изучающихся на старших курсах.

       Основной акцент занятия – самостоятельная творческая учебная деятельность студентов. В процессе учебного поиска, исследования и  анализа, растет интеллектуальный потенциал человека, повышается его креативность, укрепляется воля, совершенствуется профессиональное мастерство, культура, формируются нравственные ценности, происходит углубление и расширение теоретических знаний, умений использовать различные информационные источники, развиваются познавательные способности и активность студентов на занятиях, самостоятельность, развитие исследовательских умений.

       Внедрение инновационных технологий в учебный процесс позволяет повысить качество обучения, уровень подготовки специалистов.  Тенденция развития современного общества, внедрение вычислительной техники делают востребованными и актуальными навыки и умения использования информационных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов, позволяет лучше усвоить учебный материал.

        Структура проведения урока создает возможности студентам самостоятельно работать над изучением темы, используя как учебную литературу, так и  обучающую программу на ПК по физике. При этом компьютер хорошо вписывается в рамки традиционного обучения с широким использованием всего арсенала его средств, способствует активному включению студентов в учебный процесс, поддерживает интерес, способствует пониманию и запоминанию учебного материала.

      На занятии используется метод  учебной исследовательской деятельности, главная цель которого преодоление инертности, вовлечение студентов в общее дело, развитие творческого потенциала студентов, инициативы, стремление к самообразованию, умению делать выводы на основе проведенных исследований, формируется партнерство между преподавателем и студентами.

           Используются различные приёмы и методы обучения (информационно-развивающий, наглядно-иллюстративный, проблемно-поисковый, репродуктивный, метод опережающего обучения), происходит постоянная смена видов учебной деятельности, что позволяет студентам глубже и разностороннее усвоить учебный материал урока с учётом здоровьесберегающих технологий.

       Часть учебного материала демонстрируется в виде слайдов на большом экране, в среде презентации Power Point, что позволяет выводить информацию по мере её появления, редактировать учебную деятельность.

       Отдельные элементы учебного материала подготовлены несколькими студентами самостоятельно ( используется метод опережающего обучения) и изложены во время занятия в виде сообщений.

       Материал урока обобщен и закреплён в виде выполнения тестовых заданий, (тестовые задания студенты оценивают самостоятельно, используя ключ), решения качественных и количественных задач по данной теме, ответов на поставленные вопросы.    

Подготовительная работа

       Для проведения занятия была проведена большая подготовительная работа. Подобран интересный дополнительный материал по данной теме, разработаны тесты для закрепления изученного материала, ключ к их решению.

       Преподавателем составлены разнообразные качественные и количественные задачи для закрепления знаний студентов по данной теме, которые пригодятся им в будущей специальности, разработан план написания конспекта по данной теме.

       Подготовлен плакат «История развития электричества», который используется при объяснении первого вопроса темы.

        Разработаны слайды с учебно-методическим материалом урока в среде презентации Power Point.

        Продуманы опыты, которые будут проводить студенты самостоятельно,  подготовлено необходимое оборудование для их демонстрации, подобран видеосюжет по данной теме.

        Рекомендован дополнительный учебный материал и Интернет-ресурсы для сообщений , по темам «Биография Ш. Кулона», и  «Устройство крутильных весов», которые были представлены студентами на занятии.

        Студенты познакомлены с правилами работы обучающей программы по физике на ПК: «Репетитор 1С «Физика»».

План  урока по  дисциплине «Физика»

                                                                     Группа: 114

                                                                     Специальность: 190604

                                                                     Норма времени:90 минут.                                                                      

                                                                     Преподаватель: Русина Т.Г.

Тема:  Основы электростатики.

Вид занятия (тип урока):   урок изучения нового учебного материала

Цели урока:

1.     Образовательная: Выяснить сущность процесса электризации  тел, закона Кулона, закона сохранения электрического заряда; познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов, обобщить и закрепить знания по изученному материалу.

2.     Развивающая: Развитие навыков выделять электрические явления в природе и технике. Способствовать развитию познавательного интереса к изучаемой дисциплине, творческой инициативности, зрительной и моторной памяти, логического мышления, внимания, умения выступать перед аудиторией и применять полученные знания в практической деятельности.

3.     Воспитательная: Развитие интереса к науке и умение работать с учебной и научно-популярной литературой. Воспитание навыков исследовательской деятельности  студентов. Продолжить формирование профессиональных компетенций и личностных качеств студентов.

4.     Методы  и приемы обучения: 

·                   информационно-развивающий (объяснение, беседа);

·                   наглядно-иллюстративный (демонстрация слайдов, опытов);

·        проблемно-поисковый (самостоятельная работа с учебным

          материалом по учебнику и ПК);

·                   репродуктивный (решение задач на закрепление материала, тесты);

·                   опережающее обучение (сообщения студентов).

·                   исследовательский (взаимодействие зарядов и тел)

Межпредметные связи:  дисциплины: «Электротехника и электроника», «История», «Автомобильные перевозки», «Автомобили».

Внутрипредметные связи: Тема: «Закон всемирного тяготения».

Обеспечение урока:

1.     Наглядные пособия:

·        Слайды с учебно-методическим материалом урока.

·        Видеосюжет.

·        Приборы для демонстрации и проведения опытов.

·        Плакат: История развития электростатики.

2.     Раздаточный материал:

·       Тестовые задания.

·       План написания конспекта по данной теме.

·        Приборы для исследовательской работы.

·        Инструкции для выполнения опытов.

3.     ТСО:

·       Персональный компьютер IBM PC.

·       Мультимедийный проектор и экран.

·       Обучающая программа « Репетитор 1С: Физика».

·       Видеомагнитофон.

4.     Литература:

основная:

·        Дмитриева В.Ф. Физика. - М.: Просвещение, 2005.

·        Пинский А.А., Граковский Г.Ю. Физика. -М.: Форум, 2005.

·        Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Физика. – ООО «Издательский дом Альянс», Москва, 2010.

·        Самойленко П. И., Сергеев А. В. Сборник задач и вопросов по физике. Издательский центр «Академия», Москва, 2002.

·        Сборник задач и вопросов по физике. Под редакцией Р. А. Гладковой. Москва «Наука», 1988 г.

дополнительная:

·        Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. -М.: Просвещение, 2005.

·        Физика. Большая серия знаний. М. 2006.

·        Луппов Г.Д. Молекулярная физика и электродинамика в опорных конспектах и тестах. М.: Просвещение, 2002.

·        Книга для чтения по физике./ Сост. И.Г. Кириллова. -М.: Просвещение,2004.

·        Ланина И.Я. Сто игр по физике. М.: Просвещение 2001.

Требования к результатам усвоения учебного материала:

Студенты должны знать: Явление электризации тел, закон сохранения электрического заряда, закон Кулона и условия его применения;

Уметь: Решать качественные задачи на явление электризации тел, закона Кулона.

Содержание  занятия:

1.      Организационный момент.                                                        (2 мин)

·          Приветствие.

·          Определение отсутствующих.

·          Организация внимания студентов.

2.     Мотивация учебной деятельности.                                           (3 мин)

3.     Сообщение темы, цели и плана урока.                                        (3 мин)

4.     Актуализация опорных знаний.                                                    (4 мин)

Устный опрос по вопросам:

4.1.          Сформулируйте закон всемирного тяготения.

4.2.          Что вы знаете об электризации тел?

4.3.          Приведите примеры электризации.

5.     Изучение и освоение нового материала.                                       (55 мин)

5.1.        Явление электризации тел.

·        История развития.

·        Выяснение сущности процесса электризации  тел.

·        Применение электризации тел.

5.2.        Закон Кулона.

·        Биография Ш. Кулона.

·        Устройство крутильных весов.

·        Формулировка закона.

·        Границы применимости закона.

6.     Обобщение и закрепление изученного материала.                      (20 мин)

6.1.  Решение тестовых заданий.

6.2.  Ответы на вопросы (качественные задачи).

6.3.  Решение задач.

7.     Сообщение домашнего задания                                                       (1 мин)

8.     Подведение итогов урока.                                                                (2 мин)

Методика проведения занятия

1.     Организационная часть урока:

Организационный момент рекомендуется начать с приветствия студентов, определения отсутствующих, проверки готовности студентов и аудитории к уроку, организации внимания студентов, создание непринужденной, но рабочей обстановке на занятии.

2.     Мотивация учебной деятельности:

В качестве эпиграфа к уроку подобраны слова персидского и таджикского поэта Фирдоуси    (Слайд №1):

Науку всё глубже постигнуть стремись.

Познанием вечного жаждой томись.

Лишь первых познаний блеснёт тебе свет,

Узнаешь: предела для знания нет.

В качестве мотивации преподаватель демонстрирует студентам опыт с электризацией расчески (притягиванием к ней мелких бумажек), просит студентов объяснить данное явление, задает вопрос: «Где в жизни вы ещё сталкиваетесь с таким явлением?».

    

3.                 Сообщение темы, цели и плана урока:

Сообщается тема урока, она демонстрируется на большом экране при помощи проектора  (Слайд № 2). Формулируются цели занятия: сегодня мы выясним сущности процесса электризации  тел, закона Кулона, закона сохранения электрического заряда; познакомимся с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов, научимся решать различного вида задачи по данной теме, и применять полученные знания в практической деятельности.

Студентам  рекомендуется тему и  план урока записать в тетрадь. (Слайд № 3)

4.                 Актуализация опорных знаний:

На данном этапе преподавателю рекомендуется выявить уровень знаний студентов по тем понятиям, которые изучались ранее на занятиях по дисциплине. Они имеют непосредственное отношение к данной теме, которая будет рассматриваться на занятии (т.е. прослеживаются внутрипредметные связи). Преподавателю необходимо побудить студентов к мыслительной деятельности, для этого можно задать вопросы следующего содержания:

·        Сформулируйте закон всемирного тяготения и запишите его на доске.

·        Что вы знаете об электризации тел?

·        Где в жизни вы встречались с примерами электризации тел?

Получив ответ, можно продолжить, что данное явление играет большую роль не только в изучении будущей специальности студентов, но и  в обычной жизни.

Заданные студентам вопросы соответствуют уровню их подготовленности и способствуют развитию мыслительной деятельности, они необходимы для изучения нового материала урока.

5.     Изучение и освоение нового материала:

Преподаватель объявляет о начале изучения нового материала в соответствии с планом занятия.

 Вопрос № 1 :Явление электризации тел.

На данном этапе урока преподаватель вначале рассказывает студентам историю развития электричества (Демонстрируется плакат « История развития электричества»), показывает устройство и действие электроскопа, демонстрирует видеосюжет «Два вида электрических зарядов».

Затем студенты самостоятельно исследуют взаимодействие заряженный тел  с помощью приборов (метод исследовательской деятельности), и делают выводы на основе проведенных опытов (Приложение № 4-7). Преподаватель выступает в роли консультанта учебного процесса.

Рассматривается применение статического электричества в жизни и в будущей профессиональной деятельности студентов, польза и вред  статического электричества (прослеживаются межпредметные связи).

Далее преподаватель рекомендует студентам самостоятельно записать в тетрадь основные моменты вопроса, используя план написания конспекта (Приложение № 1).

Часть студентов работает на ПК с обучающей программой по физике, часть с учебной литературой.

      Вопрос № 2: Закон Кулона.

Вначале прослушиваются сообщения студентов по биографии Ш.Кулона (Приложение №2), и о принципе действия крутильных весов, которые они подготовили самостоятельно (метод опережающего обучения). Демонстрируются при этом слайды.

Далее преподаватель записывает на доске формулу закона Кулона и просит студентов провести сравнительный анализ с формулой закона всемирного тяготения (которая уже записана). Студенты  сравнивают формулы, рассматривают границы применимости  законов и делают вывод. 

Студентам предлагается самостоятельно записать основные моменты вопроса, опираясь на план написания конспекта (приложение № 1).

При этом, часть студентов, которая работала на ПК работают с учебной литературой,  вторая часть работают на ПК.

6.     Обобщение и закрепление изученного материала:

На данном этапе урока обобщается и закрепляется изученная тема занятия. Закрепление полученных знаний проводится различными способами. Вначале студентам рекомендуется выполнить небольшой тест (варианты заданий теста см. в приложении № 3). После его выполнения студенты самостоятельно оценивают свои ответы, опираясь  на ключ  с правильными ответами (Слайд №4), т.е. проходит самооценка знаний студентов. Результаты самопроверки тестовых заданий студенты сдают преподавателю.

Далее рекомендуется закрепить знания студентов при решении качественных задач- ответов на вопросы (Слайды № 5-7). Преподаватель при этом дополняет и комментирует ответы студентов.

Далее студенты переходят к решению количественных задач (Слайды № 8-10). Задачи студенты могут решать самостоятельно с проверкой и пояснениями у доски. ( Используется репродуктивный метод обучения).

7.     Сообщение домашнего задания:

Преподаватель просит студентов записать домашнее задание.

·        Дмитриева В.Ф. Физика. - М.: Просвещение, 2005., стр 116-119;

·        Задача (Слайд №11)

8.     Подведение итогов урока:

На данном этапе урока преподавателю рекомендуется провести рефлексию, для этого можно задать студентам вопросы: «Что нового вы узнали сегодня на занятии?», «Пригодятся ли вам полученные знания в будущей профессии?». Ещё раз акцентируется внимание студентов на основных моментах занятия. Преподаватель оценивает деятельность студентов на уроке, выставляет оценки.

Благодарит студентов за активную, плодотворную работу на занятии.

Сценарий урока

Слова «электричество», «электрически ток», знакомы каждому. Но, вот объяснить, что это такое, мы сможем, лишь, изучив большой круг явлений, которые называются электрическими.

Еще в древности люди обратили внимание на то, что потертый шерстью кусочек янтаря начинает притягивать к себе различные мелкие предметы: пылинки, ниточки и тому подобное.

    

Вы сами можете легко убедиться, что эбонитовая палочка, потертая о шерсть, начинает притягивать небольшие кусочки бумаги, листочки фольги. Расческа потертая о волосы также притягивает мелкие листочки бумаги.

Как объяснить что происходит? Почему эбонитовая палочка потертая о шерсть притягивает к себе листочки фольги?

Сегодня на уроке мы с вами выясним сущность данного явления и постараемся его объяснить.

Каждый из вас, к концу урока должен уметь объяснить, что такое электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела.

История развития электричества начинается с Фалеса Милетского.

( Демонстрируется плакат « История развития электричества»).

Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к. греч. еelectron- янтарь. Лишь в конце 16 века и начале 17 века  вспомнили об этом открытии.

Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества.

Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло.

Мы рассмотрели электронизацию трением, т.е. соприкосновением тел. При этом участвуют всегда два (или больше) тела. Оба тела электризуются.

Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1602-1686). Он построил первую электростатическую машину, основанную на трении. Это был шар из плавленой серы, который приводился во вращение специальным приводом. Вращая шар и натирая его ладонями, Герике тем самым электризовал его. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание. 

Идет демонстрация электроскопа.

В 1733 г французский ученый Шарль Франсуа Дюфе, живший в 1698-1739 гг., обнаружил, что существуют два рода электричества: «стеклянное» (положительное) и «смоляное» (отрицательное).

(Демонстрируется  видеосюжет: «Два вида электрических зарядов»)

Вывод: В природе существуют два вида электрических зарядов. Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака отталкиваются, а тела имеющие заряды противоположного знака притягиваются.

Одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом- отрицательно а зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается.

Любое тело содержит два вида электрических зарядов. Если заряды в теле равны, то тело не проявляет электрических свойств. Эти свойства обнаруживаются только при электризации, которая приводит к нарушению равновесия электрических зарядов в теле. Причем, пока тела не разъединены, их электрические свойства не обнаруживаются. Чтобы обнаружить электризацию, тела надо разъединить.

Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, потому что отрицательным назвал заряд, образующийся на каучуковой палочке В.Франклин. А эбонит это каучук с большой примесью серы. Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный мех. Сегодня порой трудно бывает отличить натуральный шелк и мех от искусственного. Даже разные сорта бумаги электризуют эбонит по-разному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.

Условились обозначать положительный заряд «+», а отрицательный «- ». В последствии было установлено, что все вещества можно расположить в так называемый ряд, в котором предыдущее тело электризуется при трении о последующее положительное, а последнее отрицательно. Мех, фланель, слоновая кость, перья, горный хрусталь, флинтглас, дерево, металлы, серы- ряд Фарадея. Пыль, скользящая по поверхности тела, из которого она образовывается (мрамор, стекло) электризуется отрицательно.

Вам предлагается самостоятельно исследовать электризацию различных тел ( На столах студентов подготовлены приборы и инструкции по выполнению работы,  приложение №4-6).

После разбора опыта, преподаватель комментирует:

Этот опыт показывает, как происходит электризация бумаги в типографских машинах (резиновый валик играет роль цилиндров этой машины).

Электризация наблюдается также при трении жидкостей о металлы в процессе, а также разбрызгивания при ударе. Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов в Швейцарии в 1786 году. С 1913 года явление получило название баллоэлектрического эффекта.

Покоритель Джомолунгмы Н.Тенсинг в 1953 году в районе южного седла этой горной вершины на высоте 7,9 км над уровнем моря при 30˚С и сухом ветре до 25м/с наблюдал сильную электризацию обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было наполнено многочисленными электрическими искрами. Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми.

Рассмотрим примеры, где применяется электризация, когда она приносит пользу, а когда с ней приходиться бороться.

·        В электрических полях успешно и быстро сушат древесину, делают искусственный мех, сортируют пшеницу.

·        С помощью статического электричества коптят рыбу, мясо, окрашивают различные изделия.

·        В лечебных целях используется так называемый статический душ, положительно воздействующий на организм, для лечения органов дыхания используются специальные электроаэрозоли.

·        Для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров с помощью электростатических фильтров.

·        Для быстрого размножения чертежей, графиков, текстов в электрокопировальных машинах (в частности ксероксах), для быстрой и прочной окраски тканей в красильнях.

Статическое электричество может причинять вред как на производстве, так и быту, поэтому с ним иногда приходиться бороться. Так, при трении о воздух самолёт электризуется, поэтому после посадки к нему нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолёт разряжают, для чего спускают на землю металлический трос, соединённый с обшивкой самолёта, и разряд уходит в землю. Микроразряды возникают, когда человек ходит по полу, покрытому полимерным покрытием, или снимает синтетическую одежду. Чтобы нейтрализовать вредное действие статического электричества:

·        На производстве заземляют станки и машины, увлажняют воздух, используют специальные нейтрализаторы зарядов;

·        Дома увлажняют помещения, используют специальные добавки к воде при мытье полов, антистатик для одежды.

Далее студенты проводят исследование по защите от электрических полей (приложение №7).

После проведения опытов преподаватель можно сделать выводы:

o   В пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле, и его действие вблизи заряженных тел сильнее, а вдали от них- слабее.

o   Можно «защититься» от действия электрического поля металлическим экраном.

Далее студентам предлагается самостоятельно записать конспект первого вопроса плана, опираясь на план написания конспекта (см. приложение № 1).

При этом одна часть студентов работают самостоятельно на компьютерах (с обучающей программой),вторая часть с учебной литературой.

 Вопрос № 2: Закон Кулона.

Переходим к изучению второго вопроса плана. Вначале прослушивается сообщение студента по биографии Ш.Кулона (см. приложение № 2). Демонстрируется портрет Ш. Кулона.

В 1785 году французский учёный Шарль кулон с помощью крутильных весов установил количественные результаты силы взаимодействия зарядов ( см. приложение №8).

Заслушивается сообщение студента о принципе действия крутильных весов

Записывается на доске формула закона Кулона и проводится аналогия с законом всемирного тяготения (в чём сходство и различие формул, т.е. рассматриваются границы применимости закона).

o   Заряженные тела должны быть точечными.

o   Заряженные тела должны быть неподвижными (в случае движущихся заряженных тел проявляется действие магнитного поля).

o   В законе всемирного тяготения рассматривается только сила притяжения, а в законе Кулона притяжение и отталкивание.

Следует обратить внимание, на то, что согласно закону Кулона, два точечных заряда по 1 Кл каждый, расположенных в вакууме на расстоянии 1 см друг от друга, взаимодействуют с силой примерно равной весу египетских пирамид, т.е. 1 Кл - очень большая единица заряда.

Электростатическая сила взаимодействия частиц больше гравитационной на 39 порядков (примерно во столько же раз масса Галактики превышает массу человека).

Далее студентам предлагается самостоятельно записать конспект второго вопроса плана, опираясь на план написания конспекта. При этом та часть студентов, которая работала на компьютерах, работает с учебной литературой, другие – работают с обучающей программой на ПК.

Заключение

Урок изучения нового материала с использованием инновационных технологий и исследовательской учебной деятельностью является одной из форм активных методов обучения студентов. Занятие ориентировано на активизацию познавательной деятельности, формирование навыков творческой работы, развитие логического мышления, памяти, внимания, познавательного интереса к изучаемой дисциплине, умение выступать перед аудиторией, самостоятельно систематизировать знания и применять их в практической деятельности.

Применение различных приемов и методов обучения (информационно-развивающий, исследовательский, наглядно-иллюстративный, проблемно-поисковый, репродуктивный, метод опережающего обучения), делает процесс обучения интересным, активным, снимает внутреннее напряжение студентов, утомляемость, т.е. ведет к соблюдению здоровьесберегающих технологий в учебном процессе.

Данный урок отличаются от традиционных наличием разнообразного наглядного материала, широким аспектом использования технических средств обучения. Способствует наилучшему усвоению понятий дисциплины «Физика», развивает познавательные возможности студентов, умения анализировать, сопоставлять, делать выводы и применять полученные знания в дальнейшей профессиональной деятельности.

Литература

1.                      Дмитриева В.Ф. Физика. - М.: Просвещение, 2005.

2.                      Пинский А.А., Граковский Г.Ю. Физика. -М.: Форум, 2005.

3.                      Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. -М.: Просвещение, 2005.

4.                      Физика. Большая серия знаний. М. 2006.

5.                      Луппов Г.Д. Молекулярная физика и электродинамика в опорных конспектах и тестах. М.: Просвещение, 2002.

6.                      Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Физика. – ООО «Издательский дом Альянс», Москва, 2010.

7.                      Самойленко П. И., Сергеев А. В. Сборник задач и вопросов по физике. Издательский центр «Академия», Москва, 2002.

8.                      Книга для чтения по физике./ Сост. И.Г. Кириллова. -М.: Просвещение,2004.

9.                      Сборник задач и вопросов по физике. Под редакцией Р. А. Гладковой. Москва «Наука», 1988 г.

10.                  Ланина И.Я. Сто игр по физике. М.: Просвещение 2001

11.                  Интернет - ресурсы.

Приложение № 1

План написания конспекта по теме:

 «Основы электростатики».

Вопрос № 1: Явление электризации тел.

1.   Условия электризации тел.

2.   Виды электрических зарядов.

3.   Обозначение заряда, единицы измерения.

4.   Закон сохранения заряда.

5.   Использование статистического электричества.

Вопрос №2: Закон Кулона.

1.   Когда и кем открыт.

2.   Формулировка закона.

3.   Математическое выражение закона.

4.   Электрическая постоянная.

5.   Границы применимости.

Приложение № 2

Биография Ш. Кулона

       Выдающийся французский инженер и физик Шарль Огюстен Кулон родился 4 марта 1736 года в семье чиновника. Окончил высшую инженерную школу в Мезьере- одном из лучших технических учебных заведений. После окончания учебы Кулон в течении ряда лет служит на острове Мартиника, где руководит строительством крупного форта. После возвращения на родину Кулон постепенно отошел от военной службы и стал заниматься научными исследованиями. Первая же научная работа Кулона была посвящена методам решения задач строительной механики. Она сразу принесла Кулону известность.

     Кулон был одним из первых ученых, сочетавшим высокий уровень научных исследований с  упором на практические приложения. Ярким примером такого сочетания явилась работа Кулона по изучению сухого трения. На основе простых и весьма убедительных опытов Кулон изучил зависимость трения покоя и силы трения скольжения от множества факторов (нормального давления, площади и длительности контакта, относительной скорости движения тел и т.п.). Особенно важно то, что опыты проводились с реальными телами в реальной обстановке.

     За работу по внешнему трению Кулон в 1781 году получил премию Парижской академии наук и был избран её членом. Он переехал в Париж, полностью посвятив себя научной работе.

     В 1780-е гг. он исследует кручение тонких металлических нитей  и на этой основе создает необычайно чувствительный прибор - знаменитые крутильные весы. Эти весы стали основным инструментом в цикле работ Кулона по электричеству и магнетизму. В этом цикле из семи мемуаров были установлены важнейшие количественные законы электростатики и магнитостатики.

     Кулон первым выполнил опыты с достаточно малыми заряженными телами, находящихся на расстоянии, немного превышающие их размеры, т.е. точечными зарядами.

    В последние годы жизни Кулон занимался изучением вязкого трения. Он также много занимался вопросами улучшения народного образования во Франции. Умер Шарль Кулон 28 августа 1806 года.

Приложение № 3

Тесты

Вариант 1.

1.     Стекло при трении о шелк заряжается:

А) положительно.                     Б) отрицательно.

2.     Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потёртой о мех, то оно заряжено:

А) положительно.                     Б) отрицательно.

3.     Три пары легких шариков подвешены на нитях. Какая пара шариков не заряжена?

А) 1                  Б) 2                      В) 3

4.     Какая пара шариков имеет одноименные заряды?

А) 1                  Б) 2                      В) 3

5.     Какая пара шариков имеет разноименные заряды?

        А) 1                  Б) 2                      В) 3

Вариант 2.

1.Стеклянная бутылка при натирании о бумагу электризуется:

А) положительно.                     Б) отрицательно.

2. К эбонитовой палочке, натертой о мех, притягиваются тела, заряженные:

А) положительно.                     Б) отрицательно.

3. Какой заряд имеет шарик, если он отталкивается от положительно заряженной палочки?

А) отрицательный.                     Б) положительный.

4.Какой заряд имеет большой шар?

А) отрицательный.                     Б) положительный.

1.     Тела 1, 2 и 3 заряжены. Какие из них притягиваются друг к другу?

          А) 3 и 1; 2 и 1; 3и 2.          Б) 1 и 2; 3 и 1.            В) 2и 3;  1и2.

Приложение №4

Исследование электризации  различных тел

Приборы и материалы: полиэтиленовая пленка, бумажная полоска, кусок ацетатного шелка, пластмассовая ручка, штатив, нить, карандаш.

Порядок выполнения работы

1.     Подвесьте карандаш на двух нитях к лапке штатива.

2.     положите полиэтиленовую пленку на стол и натрите ее куском ацетатного шелка. Поднесите полиэтилен и шелк поочередно к концу подвешенного карандаша. Что вы при этом наблюдаете?

3.     Проделайте подобные опыты с пластмассовой ручкой, линейкой, бумагой, натирая их о полиэтилен или шелк.

4.     Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку, и сильно прижмите их друг к другу рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу. Взаимодействуют ли они между собой?

5.     Ответьте на вопросы:

а) Как можно наэлектризовать тело?

б) Оба ли тела электризуются при соприкосновении?

в) Как обнаружить электризацию тел?

Приложение №5

Электризация. Способы электризации тел.

Приборы и материалы: сухая стеклянная пластина(текстолит, эбонит), лист бумаги, резиновый валик, электрометр.

Порядок выполнения работы

1.     Положите на стеклянную пластину лист бумаги.

2.     Проведите несколько раз по бумаге резиновым валиком, плотно прижимая его к листу во время движения.

3.     Поднесите лист бумаги к шару электрометра и наблюдайте отклонение его стрелки.

4.     То же самое проделайте с резиновым валиком.

5.     Попробуйте объяснить наблюдаемое явление.

6.     Подумайте, где на практике мы можем встретиться с подобным явлениями.

7.     Ответьте на вопросы:

а) Когда про тело можно сказать, что оно наэлектризовано или что ему сообщен электрический заряд?

б) Какой еще вывод можно сделать из первой серии опытов?

Приложение №6

Взаимодействие двух заряженных тел.

Приборы и материалы: два детских воздушных шарика, газета, стеклянная палочка, кусочек шелковой ткани (бумаги).

Порядок выполнения работы

1.     Наэлектризуйте шарики трением о газету (поочередно)

2.     Подвесьте их на длинных нитях рядом.

3.     Наблюдайте отталкивание шариков.

4.     Объясните наблюдаемые явления.

5.     Подумайте, как, имея в своем распоряжении стеклянную палочку и кусочек шелковой ткани(бумаги), определить знак заряда на шарике. Проделайте опты, подтверждающий ваше предположение.

6.     Объясните результаты опыта.

Приложение № 7

Опыт по защите от электрических полей.

Приборы и материалы: электрометр, пластина из оргстекла, штатив, металлический стакан (из фольги), пластмассовый стакан, кусочек шерстяной материи.

Порядок выполнения работы

1.     Наэлектризуйте пластину и закрепите ее на лапке штатива выше электрометра, но несколько в стороне, на небольшом расстоянии.

2.     Наблюдайте отклонение стрелки электрометра.

3.     На шар электрометра наденьте металлический стакан. (Внимание! Рука экспериментатора должна быть изолирована от стакана.) Наблюдайте возращение стрелки электрометра в нулевое положение.

4.     Снимите стакан. Стрелка должна принять первоначальное положение.

5.     Наденьте на шар электрометра пластмассовый стакан. Наблюдайте уменьшение угла отклонения стрелки электрометра.

6.     Снимите стакан и наблюдайте возвращение стрелки электрометра в первоначальное положение.

7.     Попробуйте объяснить наблюдаемые явления.

Приложение № 8

Крутильные весы.

   Для определения силы взаимодействия двух зарядов кулон воспользовался крутильными весами – установкой, состоящей из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволоке и помещенной в стеклянный цилиндрический сосуд. На одном конце палочки находится маленький металлический шарик, на другом – противовес. Верхний конец нити прикреплён к шкале с делениями. С помощью этой шкалы определяют угол закручивания нити. Через отверстие в крышке сосуда вводят такой же шарик. Если шарикам сообщен заряд, то они взаимодействуют между собой. О силе взаимодействия судят по углу закручивания нити. В общем случае силы взаимодействия зависят от формы и размеров наэлектризованных тел и характера распределения зарядов на них.

   Опытным путём Кулоном было установлено, что если заряд вносимого шарика увеличить в n раз, оставляя заряд шарика, закреплённого на стеклянной палочке, постоянным, то сила их взаимодействия увеличивается в  n раз. Если расстояние между шариками увеличить в  n раз, то сила их взаимодействия уменьшается в  n² раз.

   Таким образом, сила электрического взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими заряженными телами в вакууме пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

     При взаимодействии одноименные заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются. Силы Кулона направлены по прямой, соединяющей заряды.

Приложение №9

Слайды с  учебно-методическим материалом урока.