Урок по физике на тему "Физика и познание мира"

Урок 1. Физика и познание мира.

Цель: объяснить необходимость изучения физики. Вспомнить понятия научный эксперимент, физическая гипотеза-модель, физическая теория, эксперимент

План: 1) Организационный момент. Актуализация знаний. Инструктаж по ТБ.

2) Изучение нового материала.

3) Итог урока. Задание и объяснение домашней работы.

Ход урока:

            1)Организационный момент. Актуализация знаний.

Во вступительной части учитель рассказывает, что будут изучать учащиеся в этом учебном году, какие задания их ждут.

Сегодня на уроке мы вспомним: что такое физика, что она изучает, как связана физика с другими науками, о научном методе, о физических величинах и их измерении.

Также необходимо напомнить технику безопасности на уроках физики и во время проведения лабораторных работ.

2) Изучение нового материала.

Много веков длится процесс познания окружающего мира. Огромный труд был затрачен учеными, и немалый труд предстоит затратить каждому молодому человеку для того, чтобы усвоить основы современной науки. Они нужны не только ученому и инженеру, но и рабочему и трактористу. Все в большей и большей мере люди на работе, да и дома, управляют машинами и механизмами. Чтобы понять, как они работают, нужно знать законы природы.

Простые истины. Начиная с рождения, все мы за два-три года усваиваем солидный курс физики — привыкаем к простым вещам и явлениям вокруг нас. Так, мы узнаем, что камень всегда падает вниз на землю, что есть твердые предметы, о которые можно ушибиться, что огонь может обжечь и т. д.

Однако, как ни важны подобные знания, накапливаемые ребенком и взрослым человеком, они еще не образуют науку. Это частные правила, касающиеся отдельных явлений. Они говорят нам о том, что произойдет в обычных условиях, но не отвечают на вопрос: почему те или иные события вообще происходят и не могут ли эти события не наступить совсем? Они также не позволяют предсказать, что произойдет при других условиях.

Людям необходимо понять окружающий мир, чтобы использовать его законы для облегчения труда, улучшения условий жизни.

 

Преобразование мира. Именно развитие наук о природе дало в руки человека современную технику, и это привело к преобразованию окружающего нас мира. Основную роль сыграла физика — важнейшая наука, изучающая самые глубокие законы природы.

Физика составляет фундамент главнейших направлений техники. Строительная техника, гидротехника, теплотехника, электротехника и энергетика, радиоэлектроника, светотехника, огромная часть военной техники выросли на основе физики. Благодаря сознательному использованию законов физики техника из области случайных находок вышла на широкую дорогу целенаправленного развития.

Открывая законы природы, спрятанные под покровом бесконечно многообразного мира явлений, человек научился применять их для своих целей, создавать то, чего никогда не было в самой природе. Было изобретено радио, построены громадные электрические машины, освобождена внутриядерная энергия; человек вышел в космическое пространство.

 

Физика и другие науки. Физика — это наука, занимающаяся изучением основополагающих и вместе с тем наиболее общих свойств окружающего нас материального мира. Поэтому понятия физики и ее законы лежат в основе любого раздела естествознания.

В настоящее время физика очень тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и другими естественными науками. Она многое объясняет в этих науках, предоставляет им мощные методы исследования.

 

Научный метод.

Какими же путями добывается научная истина? Несколько сотен лет назад были выработаны основы физического метода исследования. Он состоит в следующем: опираясь на опыт, отыскивают количественные (формулируемые математически) законы природы; открытые законы проверяются практикой.

Физические величины и их измерение. Исследование явлений начинается с их наблюдения. Но для того чтобы понять и описать происходящие события, ученые вводят целый ряд физических величин, таких как скорость, сила, давление, температура, электрический заряд и многие другие. Каждой величине надо дать точное определение, в котором указывается, как эту величину можно измерить, как провести необходимый для такого измерения опыт.

Чаще всего в определениях физических величин просто уточняют и придают количественную форму тому, что непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Так вводят понятия силы, температуры и т. д. Есть, конечно, величины, которые не воспринимаются непосредственно нашими органами чувств (например, электрический заряд). Но они выражаются через другие величины, на которые органы чувств человека реагируют. Так, электрический заряд определяется по силам взаимодействия между заряженными телами.

 

Связи между физическими величинами.

Чтобы из наблюдений за физическими явлениями сделать общие выводы, найти причины этих явлений, следует установить количественные зависимости между различными физическими величинами. Для этого необходимо специально изменять условия, в которых протекает данное явление. От непосредственного наблюдения за явлением надо перейти к физическому эксперименту.

Если меняются все условия сразу, то трудно уловить какие-либо закономерности. Поэтому, проводя физический эксперимент, стремятся проследить зависимость данной величины от характера изменения каждого из условий в отдельности. Например, давление газа зависит от его массы, объема и температуры. Чтобы исследовать эту зависимость, надо сначала изучить, как влияет на давление изменение объема, когда температура и масса остаются неизменными. Затем нужно проследить, как давление зависит от температуры при постоянном объеме, и т. д.

 

Теория. Изучая количественные связи между отдельными величинами, можно выявить частные закономерности. На основе таких закономерностей развивают теорию явлений. Теория должна объяснять частные закономерности с общей точки зрения.

Теория позволяет не только объяснять уже наблюдавшиеся явления, но и предсказывать новые. Так, Д. И. Менделеев на основе открытого им периодического закона предсказал существование нескольких химических элементов, которые в то время не были известны. Английкий физик Дж. Максвелл предсказал существование электромагнитных волн и т. д.

 

Законы природы и законы, определяющие жизнь общества.

Любые изменения в природе подчиняются определенным законам. Движение тел описывается законами механики, распространение света законами оптики и т. д. Различие законов природы и, например, законов, определяющих жизнь общества, состоит прежде всего в том, что законы природы не изобретаются людьми, а открываются в процессе исследования окружающего мира. Если «общественные» законы могут быть нарушены или отменены, то нарушить или отменить законы природы не может никто!

 

Выделим среди великого множества процессов, происходящих к природе, круг явлений, которые изучает механика.

Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего нас мира, — это его изменчивость. Мир не является застывшим, статичным. Изменения в нем весьма разнообразны. Но если спросить вас, какие изменения вы замечаете чаще всего, то ответ, пожалуй, будет однозначным: меняется положение предметов (или тел, как говорят физики) относительно земли и относительно друг друга с течением времени.

Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.

Определение механического движения выглядит просто, но простота эта обманчива. Прочтите определение еще раз и подумайте, все ли слова вам ясны: пространство, время, относительно других тел. Скорее всего, эти слова требуют пояснения.

 

Видеофрагмент

Итак, одно и то же тело одновременно движется и не движется. Возможно ли такое? Согласно определению механического движения все так и есть.

Механика — наука об общих законах движения тел. Механическим движением называется перемещение тел или частей тел в пространстве относительно друг друга с течением времени.

Законы механики были сформулированы великим английским ученым И. Ньютоном.

 

На протяжении многих лет ученые были уверены, что единственными основными (фундаментальными) законами природы являются законы механики Ньютона. Все богатство и многообразие мира считали результатом различий в движении первичных частиц, слагающих все тела Вселенной. Однако простая механическая картина мира оказалась неправильной.

При исследовании электромагнитных явлений было доказано, что они не подчиняются законам Ньютона. Другой великий английский физик — Дж. Максвелл открыл новый тип фундаментальных законов. Это законы поведения электромагнитного поля, несводимые к законам Ньютона.

Было выяснено также, что законы Ньютона, как и любые другие законы природы, не являются абсолютно точными.

Они хорошо описывают движение больших тел, если их скорость мала по сравнению со скоростью света.

Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой.

Для микроскопических частиц справедливы, как правило, законы квантовой механики. При движениях со скоростями, близкими к скорости света, тела обнаруживают свойства, о существовании которых Ньютон не подозревал.

Окружающие нас тела движутся сравнительно медленно. Поэтому их движения подчиняются законам Ньютона. Таким образом, область применения классической механики очень обширна. И в этой области человечество всегда будет пользоваться для описания любого движения тела законами Ньютона.

3) Закрепление изученного. Итог урока. Задание и объяснение домашней работы.

Домашнее задание. §введение (стр.3-5), §1, 2.

• 1 слайд

  Физика и познание мира
  Урок физики на тему
  

• 2 слайд

  Сегодня на уроке
  Мы вспомним
  что такое физика
  что изучает физика
  как связана физика с другими науками
  о научном методе
  о физических величинах и их измерении
  
  

• 3 слайд

  Простые истины
  

• 4 слайд

  Физика – фундамент различныx направлений развития техники
  

• 5 слайд

  Понятия физики и ее законы лежат в основе любого раздела естествознания
  

• 6 слайд

  Исследование физических явлений
  наблюдение явления,
  теоретический анализ,
  построение (выбор) гипотезы,
  проектирование (разработка) метода и методик проверки,
  обеспечение эксперимента, наглядно или однозначно дающего оценку гипотезе
  
  

• 7 слайд

  Связи между физическими величинами
  

• 8 слайд

  Изучая количественные связи между отдельными величинами, можно выявить частные закономерности.
  На основе таких закономерностей развивают теорию явлений
  

• 9 слайд

  Законы общества и законы природы
  

• 10 слайд

  Механическое движение
  Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.
  

• 11 слайд

  Относительно других тел
  

• 12 слайд

  Механика
  Механика — наука об общих законах движения тел.
  
  Механическим движением называется перемещение тел или частей тел в пространстве относительно друг друга с течением времени.
  И.Ньютон
  (1643 — 1727)
  

• 13 слайд

  Границы применимости
  Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой.
  Для микроскопических частиц справедливы, как правило, законы квантовой механики
  При движениях со скоростями, близкими к скорости света, тела обнаруживают свойства, о существовании которых Ньютон не подозревал
  При исследовании электромагнитных явлений было доказано, что они не подчиняются законам Ньютона
  

• 14 слайд

  Домашнее задание
  § введение (стр.3-5)
  §1, 2