Напряжённость
электрического
поля
–
векторная физическая величина, измеряемая отношением силы,
действующей на неподвижный пробный электрический заряд, к
величине этого заряда
Пользователь
—
сотрудник ОО, использующий информационные
ресурсы для выполнения должностных обязанностей, учащиеся ОО
и их родители
Стороннее поле
–
поле неэлектростатического происхождения, обеспечивающее
существование тока в электрической цепи
Температура
–
физическая величина, характеризующая состояние равновесия
термодинамической системы и пропорциональная средней
кинетической
энергии
хаотического
движения
частиц,
составляющих систему
Работа
(в термодинамике)
–
это изменение внутренней энергии системы, связанное с
изменением ее объема и расположения ее частей относительно друг
друга
Цифровой
образовательный
контент
–
это содержательный компонент электронного обучения,
организованный в форме прикладных компьютерных программ на
основе интеграции педагогических и инфокоммуникационных
технологий,
обеспечивающих
автоматизацию
учебно-
познавательного процесса и дистанционное взаимодействие
субъектов образовательного процесса
Цифровые
образовательные
ресурсы
–
дидактические материалы в цифровом формате для классно-
урочной системы обучения, представляющие собой виртуальные
учебные объекты многократного использования, разработанные по
каждой теме учебного предмета в соответствии с государственными
учебными программами в форме прикладных компьютерных
программ:
мультимедийных
озвученных
презентаций,
интерактивных заданий и тестирующих программ
Электрический
заряд (q)
–
скалярная физическая величина, определяющая интенсивность
электромагнитного взаимодействия и связывающая силу этого
взаимодействия с расстоянием между взаимодействующими телами
Электронная
библиотека
–
распределённая каталогизированная
информационная система, позволяющая хранить, обрабатывать,
распространять, анализировать, а также организовывать поиск в
разнообразных коллекциях электронных документов через
глобальные сети передачи данных
.
84
ПЕРЕЧЕНЬ ЦИФРОВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ 10 КЛАССА
(
на русском языке)
№
п/п
№
ЦОР
Наименование темы
1.
2771
Основные понятия кинематики
2.
2772
Уравнения прямолинейного равноускоренного движения
3.
2773
Движение тела, брошенного под углом к горизонту
4.
2774
Алгоритм решения типовых задач
5.
2775
Относительность движения
6.
2776
Движение точки по окружности
7.
2777
Первый закон Ньютона
8.
2778
Второй закон Ньютона
9.
2779
Третий закон Ньютона
10.
2780
Силы упругости
11.
2781
Сила трения
12.
2782
Алгоритм решения типовых задач
13.
2783
Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения
14.
2784
Движение искусственных спутников
15.
2785
Закон сохранения импульса
16.
2786
Закон сохранения и превращения энергии
17.
2787
Алгоритм решения типовых задач
18.
2788
Законы Кеплера
19.
2789
Вращательное движение твердого тела
20.
2790
Кинематические и динамические величины, характеризующие вращательное движение
21.
2791
Второй закон Ньютона для вращательного движения. Гироскоп
22.
2792
Уравнение Бернулли
23.
2793
Вязкая жидкость. Обтекание тел
24.
2794
Подъемная сила крыла
25.
2795
Зависимость дальности полета от угла бросания (закрепление пройденного
материала)
26.
2796
Движение тела по окружности под действием силы тяжести (закрепление
пройденного материала)
27.
2797
Ускорения свободного падения (закрепление пройденного материала)
28.
2798
Второй закон Ньютона
(закрепление пройденного материала)
29.
2799
КПД наклонной плоскости от угла наклона (закрепление пройденного материала)
30.
2800
Трения разными способами
(закрепление пройденного материала)
31.
2801
Движение тела под действием постоянной силы
(закрепление пройденного материала)
32.
2802
Работа силы упругости с изменением кинетической энергии тела (закрепление
пройденного материала)
33.
2803
Закон сохранения импульса при упругом ударе шаров
(закрепление пройденного материала)
34.
2804
Закон сохранения энергии при движении тела под действием силы тяжести и
упругости (закрепление пройденного материала)
35.
2805
Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование
36.
2806
Сила взаимодействия молекул
37.
2807
Термодинамическое равновесие. Температура как мера средней кинетической
энергии теплового движения частиц вещества
38.
2808
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
85
39.
2809
Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа
40.
2810
Изопроцессы
41.
2811
Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля
42.
2812
Закон Дальтона. Применение газов в технике
43.
2813
Внутренняя энергия газа. Способы изменения внутренней энергии
44.
2814
Первый закон термодинамики
45.
2815
Работа в термодинамике
46.
2816
Применение первого закона термодинамики к изопроцессам
47.
2817
Адиабатный процесс
48.
2818
Алгоритм решения типовых задач
49.
2819
Циклический процесс. Цикл Карно
50.
2820
Второй закон термодинамики
51.
2821
Тепловые двигатели и охрана окружающей среды
52.
2822
Испарение и кипение
53.
2823
Насыщенный и ненасыщенный пар
54.
2824
Критическое состояние вещества. Влажность воздуха
55.
2825
Свойства поверхностного слоя жидкости
56.
2826
Смачивание. Капиллярные явления
57.
2827
Кристаллические и аморфные тела
58.
2828
Механические свойства твердых тел. Сублимация
59.
2829
Изопроцессы (закрепление пройденного материала )
60.
2830
Удельная теплоемкость веществ (закрепление пройденного материал )
61.
2831
Давление газа разными способами (закрепление пройденного материала)
62.
2832
Молярная теплоемкость металлов (закрепление пройденного материала)
63.
2833
Относительная влажность воздуха (закрепление пройденного материала)
64.
2834
Электризация и ее виды. Электрический заряд. Дискретность заряда
65.
2835
Элементарный заряд. Закон сохранения заряда
66.
2836
Закон Кулона - основной закон электростатики
67.
2837
Электрическое поле. Напряженность электрического поля и потенциал
68.
2838
Принцип суперпозиции
69.
2839
Теорема Гаусса
70.
2840
Работа электрического поля по перемещению заряда в однородном поле и в поле
точечного заряда
71.
2841
Эквипотенциальные поверхности. Разность потенциалов
72.
2842
Взаимосвязь напряженности электрического поля и и разности потенциалов
73.
2843
Алгоритм решения типовых задач
74.
2844
Проводники в электрическом поле
75.
2845
Диэлектрики в электрическом поле
76.
2846
Электроемкость. Конденсаторы и их виды. Электроемкость плоского конденсатора
77.
2847
Последовательное и параллельное соединения конденсаторов и их признаки
78.
2848
Энергия электрического поля
79.
2849
Электрический ток. Закон Ома для участка цепи
80.
2850
Закон Ома для полной цепи
81.
2851
Последовательное, параллельное и смешенное соединения проводников и их
признаки
82.
2852
Алгоритм решения типовых задач
83.
2853
Правила Кирхгофа
84.
2854
Работа и мощность тока. Полезная и полная мощность
85.
2855
Закон Джоуля-Ленца. КПД источника тока
86.
2856
Электрический ток в металлах. Сверхпроводимость
87.
2857
Электрический ток в полупроводниках
88.
2858
Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Закон электролиза
89.
2859
Электрический ток в газах и вакууме. Плазма
90.
2860
Магнитное взаимодействие. Опыты Эрстеда, Ампера
86
91.
2861
Силовые линии магнитного поля. Вектор магнитной индукции
92.
2862
Магнитное поле прямого и кругового тока
93.
2863
Сила Ампера. Рамка в магнитном поле
94.
2864
Электродвигатель и электрогенератор постоянного тока
95.
2865
Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных полях
96.
2866
Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость
97.
2867
Гипотеза Ампера. Атом в магнитном поле
98.
2868
Магнетики и их виды
99.
2869
Природа диа-, пара- и ферромагнетизма. Ферромагнетики и их свойства.
Применение ферромагнетиков
100.
2870
Явление электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. ЭДС индукции
101.
2871
Закон электромагнитной индукции
102.
2872
Магнитный поток. Закон сохранения магнитного потока
103.
2873
Правило Ленца
104.
2874
Явление самоиндукция. Индуктивность
105.
2875
Энергия магнитного поля
106.
2876
Смешанное соединение проводников (закрепление пройденного материала)
107.
2877
Электрическое сопротивление (закрепление пройденного материала)
108.
2878
Внутреннее сопротивление источника тока и ЭДС (закрепление пройденного
материала)
109.
2879
Электромагнитная индукция
(закрепление пройденного материала)
110.
2880
Определение ЭДС с помощью двух вольтметров
(закрепление пройденного материала)
87
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ
ЦИФРОВЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ 10 КЛАССА
Цифровые образовательные ресурсы (ЦОР) представляют собой дидактические
материалы к конкретной учебной теме, в соответствии с типовой учебной программой по
предмету. Они включают элементы мультимедийного объяснения, интерактивные задания и
тестовые вопросы по определенной теме учебного предмета.
Важно, что технология конструирования ЦОР реализует все компоненты процесса
обучения: целевой, содержательный, деятельностный, результативный.
Цель является центральным, системообразующим компонентом психологической
системы деятельности личности, поэтому результаты обучения находятся в прямой
пропорциональной зависимости от осознания целей обучения учащимися. Наличие
положительных мотивов в учении – важнейшее условие его успешности. А мотивация к
деятельности возникает тогда, когда та или иная цель становится для ребенка осознанной,
личностно-значимой. Поэтому в процессе любого обучения необходимо четкое осознание
ученика, для чего и почему ему нужно изучать данный материал, что именно ему предстоит
изучить и освоить, каковы учебная задача и конечная цель предстоящей работы.
Целевой компонент в ЦОР по физике реализуется через указания пользователям,
которые содержатся на каждой странице и ставят перед учениками конкретные учебные
цели по изучаемой теме, например: «Изучите характер взаимодействия электрических
зарядов в зависимости от знака заряда, от величины заряда, а также от свойства среды, в
которых будут находиться заряженные частицы. Для этого выполните задания анимации.
Используя данные демонстрационного опыта, проверьте выполняемость закона Кулона,
количественно определяющее это взаимодействие. Сравните кулоновское взаимодействие
с гравитационным взаимодействием, определите сходство и различие этих взаимодействий.
Изучите границы применимости закона Кулона, а также физическую значимость этого
закона, используемого при получении основных уравнений электродинамики; проверьте
свои знания о свойствах электрического заряда, о взаимодействии электрических зарядов,
выполнив задания».
Таким образом, ученикам дается четкий алгоритм изучения учебного материала и
определяется логическая последовательность действий. Целевые установки обучения
делают для учащихся понятными смысл и способы организации учебно-познавательной
деятельности и оказывают существенное влияние на ее активизацию.
Содержательный компонент ЦОР представляет собой такое информационно-
образовательное пространство, которое включает мультимедийные объяснения учебного
материала, видеофрагменты и др. Для наиболее полного раскрытия содержания ЦОР
некоторые страницы имеют несколько анимаций или видео, а количество страниц колеблется
от 1 до 10. Это обеспечивает создание насыщенной информационно-образовательной среды
по физике и позволяет ученику погрузиться в предметную область знаний, быть субъектом
по отношению к получению знаний, а не объектом для их передачи. При этом
активизируются все виды памяти и мышления, учащиеся включаются в различные виды
деятельности.
Любое физическое явление, которое изучается учениками, чрезвычайно важно
представить зримо, в процессе, в динамике. Анимационное представление теоретического
материала через наглядные зрительные образы, озвученные профессиональным диктором,
обеспечивает воздействие на разные органы чувств, что способствует образному
восприятию, осознанию и более глубокому запоминанию материала, повышению интереса к
предмету.
88
Школьники, просматривая видеоклипы и демонстрационные анимации, могут увидеть
процессы и явления, недоступные к показу в школьном кабинете, а с помощью анимаций –
проникнуть в суть происходящих физических явлений.
Использование ЦОР дает ученику
возможность наблюдать происходящие физические процессы близко. Для всех учащихся
обеспечиваются одинаковые условия участия в проведении и наблюдения за ходом
эксперимента.
Профессиональное озвучивание ЦОР позволяет школьникам воспринимать учебный
материал не только зрительно, но и на слух, что обеспечивает гораздо более эффективное
восприятие, понимание и осознание учебного материала, а также опосредованно
способствует развитию грамотной речи учащихся.
Задача учителей – организовать работу школьников с ЦОР как с информационно-
образовательной средой, научить их ориентироваться в этой среде. Освоение информации
может осуществляться с применением как коллективных, групповых, так и индивидуальных
методов обучения. Важно не только передавать учащимся определенную сумму знаний, куда
важнее – сформировать умения самостоятельно отбирать, перерабатывать, анализировать и
накапливать необходимую для решения поставленной учебной задачи информацию.
Педагогические приемы объяснения нового материала с использованием
анимационных демонстраций и видеороликов на уроках физики могут быть следующими:
–
Создание проблемных ситуаций. Так, перед просмотром анимационных
демонстраций перед учащимися ставится проблема, которую надо решить, просмотрев
видео. Можно остановить кадр и попросить ученика, проделав мысленный эксперимент,
попробовать описать дальнейшее протекание процесса. Продемонстрировав какое-либо
физическое или природное явление, или процесс, попросить объяснить, высказать гипотезу,
почему это происходит именно так.
–
Выделение существенных признаков изучаемого. Перед просмотром
анимационных демонстраций учащимся дается задание выделить существенные качества,
свойства или признаки изучаемого материала. Учащиеся выделяют главное, существенное
для изучаемой темы определения и новые понятия, записывают в тетрадь.
–
Прием фиксации – остановить кадр и привлечь внимание школьников к
определенной схеме, к определенному понятию, которое, по мнению учителя, может
вызывать затруднение при усвоении учащимися, выстроить по нему беседу и др.
При работе с текстом ЦОР могут быть использованы все методические приемы
работы с текстом на бумажном носителе: можно попросить учащихся выписать ключевые
слова, термины и понятия в тетрадь, составить вопросы по тексту и т.д.
Деятельностный компонент представлен в ЦОР в виде интерактивных заданий с
моментальной автоматической проверкой. Интерактивные задания предназначены для
формирования у учащихся предметных знаний, умений и навыков, а также готовности к
решению нестандартных задач, проблем и ситуаций в различных сферах их
жизнедеятельности. Разнообразные виды заданий позволяют сместить акценты в обучении с
усвоения знаний на формирование компетентностей по физике. В ЦОР для 10 класса
включены задания нескольких типов: на установление соответствия; на дополнение
предложений; на определение правильного ответа, на воспроизведение «схемы», на
составление физических формул, на решение кроссворда и др.
Интенсификация процесса обучения достигается посредством включенности
максимального числа школьников в максимально возможные виды деятельности за счет
разнообразия типов заданий. При этом создается атмосфера доброжелательности,
психологически комфортный климат: ученик не боится ответить неправильно, так как ЦОР
дает возможность повторять и корректировать свои ответы. Школьнику не предоставляется
сразу ключ с готовым решением или правильным ответом, а дается гибкая система
подсказок, ненавязчиво подталкивающая школьника к самостоятельно найденному
правильному ответу. И только после нескольких неправильных попыток можно обратиться к
ключу с ответами. Этим приемом конструирования ЦОР создаются реальные возможности
89
применения учащимися полученных знаний, умений и навыков, не допуская формального
усвоения теоретических сведений.
При хорошо организованном закреплении материала с использованием ЦОР учащиеся
вынуждены деятельно мыслить, повода скучать и отвлекаться нет, усвоение не формальное
(только памятью), а достаточно осмысленное. У учащихся закрепляются и развиваются
навыки правильного мышления.
Во время выполнения заданий школьниками на уроке у учителя высвобождается
время подойти к отстающему, ответить на вопросы индивидуально, подготовиться к
следующему этапу урока и т.д.
Главное то, что в условиях информационно-образовательной среды для творческого
учителя открывается банк приемов, который может быть дополняем в зависимости от
класса и реальных потребностей учеников.
Завершает совокупность технологических этапов электронного обучения
результативный компонент, который реализован в структуре ЦОР автоматизированными
тестами. Тестирующая программа ЦОР содержит 10 вопросов по каждой теме и
обеспечивает объективный контроль знаний учащихся.
Сущность использования компьютерных тестов заключается в том, что результаты
предъявляются оперативно, немедленно, сразу же по завершению тестирования. В конце
учащийся может сам увидеть результат выполненного теста: после ответа на тест выводится
общая картина усвоения знаний, представленная в виде диаграммы, это и является оценкой
уровня успеваемости школьника.
Систематическое побуждение ученика к проведению оценочных действий в
отношении результатов собственного развития формирует у него готовность к включению в
объект рефлексии «цены средств», использованных для достижения оптимального решения
учебных и реальных проблем. При этом снимается вопрос о субъективной оценке знаний при
опросе, так как оценку выставляет компьютер, подсчитывая количество верно выполненных
заданий; происходит мгновенный анализ ответа, что дает возможность опрашиваемому либо
утвердиться в своих знаниях, либо скорректировать неверно введенный ответ, либо
обратиться за помощью к учителю.
При использовании автоматизированного тестирования происходит также экономия
времени. За один урок без использования ЦОР учитель сможет оценить 5-6
среднеуспевающих учащихся. За это же время, но с использованием тестов ЦОР, может быть
организована фронтальная проверка знаний всех учащихся. Элемент соревновательности
привнесет в процесс контроля дополнительный интерес.
Таким образом, наиболее значимыми чертами информационно-образовательной
среды, которые реализуются при использовании ЦОР по физике, являются:
–
организация целенаправленной учебной деятельности каждого ученика в течение
всего урока;
–
изменение позиции учащегося из роли объекта обучения к роли активного его
участника;
–
изменение позиции учителя от единственного источника знаний к позиции
индивидуального консультанта, осуществляющего контроль и коррекцию учебных действий
учащихся, то есть трансформация функций педагога от информационной к консультативно-
координирующей. В результате изменения его деятельности на уроке меняется характер и
содержание его подготовки к ним: теперь он не готовится к тому, как лучше провести
объяснение нового, а готовится к тому, как лучше управлять деятельностью школьников.
Примеры включения ЦОР в режиссуру уроков представлены ниже в планах-
конспектах.
90
ПЛАНЫ-КОНСПЕКТЫ УРОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
(на русском языке)
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ГАЗА»
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦОР №№ 2808, 2813
Цели и задачи урока:
общеобразовательные:
•
обобщить и систематизировать знания учащихся по теме: «Внутренняя энергия»;
•
закрепить знания формул и понятий по данной теме;
•
проверить знания учащихся по этой теме при помощи тестовых заданий.
развивающие:
•
содействовать развитию интереса школьников к учению путём использования
интерактивных моделей протекания физических процессов;
•
формировать умения наблюдать и объяснять физические явления, а также умения
пользоваться учебником, дополнительной литературой;
•
развивать познавательный интерес к физике и технике, развивать творческие
способности учащихся.
воспитательные:
•
продолжить формирование навыков аккуратности при ведении записей в тетрадях и
на доске;
•
воспитывать ответственное отношение к учебному труду.
Тип урока: комбинированный урок
Форма проведения урока: фронтальный опрос, объяснение, беседа, решение задач.
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР № 2808 «Основное
уравнение молекулярно-кинетической теории», ЦОР № 2813 «Внутренняя энергия газа.
Способы изменения внутренней энергии»; ПК, проектор, экран; презентация; Кронгарт Б.
А., Кем В.И., Койшибаев Н. «Физика 10 класс».
Структура урока:
I.
Организационный этап. Сообщение темы, цели и задач урок − 3 мин.
II.
Актуализация опорных знаний − 4 мин.
III.
Объяснение нового материала − 20 мин.
IV
. Закрепление нового материала − 15 мин.
V.
Подведение итогов урока и сообщение домашнего задания − 3 мин.
I.
Организационный этап
-
обеспечить готовность класса к проведению урока.
-
сообщение темы, цели и задач урока.
II.
Актуализация опорных знаний
Учитель. При изучении физики в 8 классе, вы уже рассматривали понятие внутренней
энергии и способы его изменения, изменение энергии при изменении агрегатного состояния
вещества, а также понятие тепловых машин. Эти сведения и знания, полученные ранее,
будут основой для изучения темы нашего урока.
91
Задания фронтального опроса:
Два ученика выполняют задания по карточкам, остальные отвечают на вопросы теста.
Карточка с заданием № 1.
Как изменится давление газа при уменьшении в 2 раза его объема и увеличении температуры
в 2 раза?
Карточка с заданием № 2.
Давление газа в люминесцентной лампе 4,24 кПа, его температура 270 С. Определить
концентрацию атомов в лампе.
Вопросы:
1.
Каковы свойства молекул идеального газа? Как можно охарактеризовать их движение?
2. Почему движение частиц называют тепловым? Как движение частиц вещества связано с
температурой?
3.
Что называется постоянной Больцмана, и в каких единицах она измеряется?
4. Что такое энергия? В каких единицах она измеряется?
5.
От чего зависит средняя кинетическая энергия молекул идеального газа?
6.
Как изменяется температура тела, если оно отдаёт энергии больше, чем получает извне?
III.
Объяснение нового материала
Урок начинается с показа картин и вопросов к классу:
1.
Какие виды энергии используются в наше время для жизнедеятельности человека?
2.
Почему умение использовать внутреннюю энергию тел является важнейшей задачей
физической науки?
Использование энергии ветра и воды
Использование мускульной силы человека для совершения работы
92
Потрите несколько
секунд ладонь о
ладонь
.
Что вы
чувствуете
?
Как добывали огонь в
древности
?
Почему нагреваются
детали работающего
двигателя
?
Совершение работы
Совершение работы
Удар
Трение
Деформация
В соответствии с различными формами движения материи рассматривают разные виды
энергии – механическую, внутреннюю, электромагнитную, ядерную и др.
Использование внутренней энергии тел является одной из важнейших задач нашего
времени.
Термодинамика – это наука о тепловых явлениях
Термодинамика − раздел физики, в котором изучаются общие свойства
макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия.
Термодинамика исследует наиболее общие закономерности преобразования энергии,
однако не рассматривает их молекулярное строение.
Термодинамическая система − совокупность макроскопических тел, которые
взаимодействуют и обмениваются энергией, как между собой, так и внешней средой.
Состояние системы определяется температурой, объемом и давлением
Термодинамический процесс − любое изменение в термодинамической системе,
связанное с изменением хотя бы одного из термодинамических параметров.
Полная энергия
W
макроскопической системы включает механическую энергию
ìåõ
W
системы как целого и ее внутреннюю энергию
U
:
U
W
W
ìåõ
+
=
Одним из важнейших понятий термодинамики является внутренняя энергия тела. Все
макроскопические тела обладают энергией, заключенной внутри самих тел. С точки зрения
молекулярно-кинетической теории, внутренняя энергия вещества складывается из
кинетической энергии всех атомов и молекул, составляющих тело и потенциальной
энергии их взаимодействия друг с другом.
В частности, внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий
всех частиц газа, находящихся в непрерывном и беспорядочном тепловом движении.
Внутренняя энергия
Кинетическая
энергия молекул
тела
Потенциальная
энергия молекул
тела
Суммарная энергия движения и взаимодействия
всех частиц, из которых состоит тело.
93
Работа учащихся с ЦОР № 2808.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов:
>
<
=
〉
〈
=
k
W
n
nm
p
3
2
3
1
2
0
υ
Давление газа пропорционально средней кинетической энергии поступательного
движения молекул, содержащихся в единице объема.
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна его
абсолютной температуре:
kT
W
k
2
3
>=
<
Вопросы:
Учитель. Какой энергией обладают молекулы? Почему?
Ответ. Кинетической, потому что движутся. Потенциальной, потому что взаимодействуют.
Учитель. Для чего мы ввели модель идеального газа?
Ответ. Чтобы не учитывать взаимодействие молекул, т.к. идеальный газ – это газ, молекулы
которого не взаимодействуют.
Учитель. Какой вывод можно сделать об энергии молекул идеального газа?
Ответ. Они обладают только кинетической энергией.
Мы знаем, что молекулы газа в пространстве движутся по трём направлениям:
Z
Y
X
,
,
.
Если кинетическая энергия молекулы равна:
kT
W
k
2
3
>=
<
,
то на одно направление приходится энергия
2
/
kT
. Число 3 называют числом степеней
свободы (количество направлений движения молекул) одноатомного газа.
Дадим определение понятия «внутренняя энергия».
Внутренняя энергия – это энергия молекул, из которых состоит тело. Обозначается U,
измеряется в джоулях (Дж). Рассчитаем внутреннюю энергию идеального газа.
Работа со слайдом презентации.
Вывод формулы внутренней энергии идеального газа для одно- и двухатомного газа
(работа у доски, презентация).
Вопрос. На основании чего переходим от одного выражения к другому?
Школьники должны понять последовательность преобразования математических формул и
их физический смысл.
94
Общая формула для вычисления внутренней энергии произвольной массы газа:
RT
i
M
m
U
2
=
Внутренняя энергия данного количества идеального газа прямо пропорциональна его
абсолютной температуре. Таким образом, внутренняя энергия зависит только от
температуры. Следовательно, при изменении температуры идеального газа обязательно
изменяется его внутренняя энергия:
T
R
i
M
m
U
∆
=
∆
2
Для закрепления материала предлагается работа учащихся с ЦОР № 2813
Рекомендуется пронаблюдать тепловое движение молекул в анимации и сделать
соответствующие выводы к уроку.
Вывод. Внутренняя энергия идеального газа может изменяться только в результате его
взаимодействия с другими телами.
Внутренняя энергия тела может изменяться, если действующие на него внешние силы
совершают работу и вследствие теплообмена.
Теплообмен − процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения
работы.
За счет совершения работы (при вращении лопастей в жидкости, сжатии газа в сосуде)
может увеличиваться температура и внутренняя энергия системы.
95
При тепловом контакте тел внутренняя энергия одного из них может увеличиваться, а
внутренняя энергия другого – уменьшаться.
Следовательно, при изменении температуры идеального газа обязательно изменяется
его внутренняя энергия:
T
R
i
M
m
U
∆
=
∆
2
Выполнение заданий для самопроверки ЦОР № 2813.
96
Решение задачи учащимися.
Вопросы для фронтального опроса:
1.
От какого макроскопического параметра зависит внутренняя энергия идеального газа?
2.
Как изменяется температура тела, если оно отдаёт энергии больше, чем получает извне?
3.
Моль, какого газа (гелия или водорода) имеет большую внутреннюю энергию при
одинаковой температуре газа?
4.
Как можно определить внутреннюю энергию жидкости, газа?
IV.
Домашнее задание
Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего
задания.
«
Физика 10 класс», § 5.1, ответить на вопросы.
Дополнительно выполнить тестовое задание ЦОР № 2813.
V.
Подведение итогов урока
Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся.
Замечания и выводы по уроку, выставление оценок.
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА УРАВНЕНИЕ
МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА И ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЦОР №№ 2809, 2810, 2811
Цели задачи урока:
общеобразовательные:
•
обобщить и систематизировать знания учащихся по темам: «Уравнение состояния
идеального газа» и «Газовые законы»;
•
закрепить знания формул и понятий по данной теме;
•
проверить знания учащихся по этим темам и качество усвоения материала при
помощи тестовых заданий и анимаций;
•
закрепить знания учащихся на газовые законы путем решения графических задач.
развивающие:
•
содействовать развитию интереса школьников к учению путём использования
интерактивных моделей для показа протекания изопроцессов;
97
•
продолжить развитие межпредметных связей, а именно, физики и математики путем
решения графических задач;
•
развивать умения сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически
мыслить; умения работать с информацией, пользоваться ИКТ.
воспитательные:
•
продолжить формирование навыков аккуратности при ведении записей в тетрадях и
на доске;
•
воспитывать ответственное отношение к учебному труду;
•
активизировать познавательный интерес учащихся.
Тип урока: урок закрепления изучаемого материала.
Форма проведения урока: беседа, фронтальный опрос, индивидуально-групповая работа.
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР № 2809 «Идеальный
газ. Уравнение состояния идеального газа», ЦОР № 2810 «Изопроцессы», ЦОР № 2811
«Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля», ПК, проектор, экран; презентация.
Структура урока:
1.
Организационный момент − 1 мин.
2.
Постановка цели и задачи урока − 2 мин.
3.
Повторение теоретического материала по изученной теме – 7 мин.
4.
Актуализация знаний учеников – 8 мин.
5.
Способы решения физических задач. Графический способ −12 мин.
6.
Самостоятельная работа и самопроверка − 10 мин.
7.
Подведение итогов, оценки за урок − 3 мин.
8.
Домашнее задание − 2 мин.
I
.Организационный момент
Сообщение темы урока.
II
. Постановка цели и задачи урока
Формулирование целей урока совместно с учащимися.
III.
Повторение теоретического материала по изученной теме
Учитель.
Состояние идеального газа, как вам известно, определяется тремя параметрами: объемом −
V,
давлением − P, температурой − T.
Уравнение, связывающее эти три параметра, называется уравнением состояния идеального
газа:
const
T
PV =
.
В таком виде уравнение было получено французским ученым Б. Клапейроном. Для
произвольной массы газа уравнение:
RT
M
m
T
PV =
.
Это уравнение называется уравнением Менделеева-Клапейрона.
Показать презентацию.
98
Уравнение
Уравнение
Менделеева
Менделеева
-
-
Клапейрона
Клапейрона
RT
M
m
pV
=
R
M
m
T
pV =
const
T
pV =
const
T
V
p
T
V
p
T
V
p
=
=
=
3
3
3
2
2
2
1
1
1
Работа учащихся с ЦОР № 2809. Просмотрите анимацию ЦОР и ответьте на вопрос.
Вопрос. Какие функциональные зависимости можно наблюдать при включении
электронагревательного прибора в электрическую сеть между термодинамическими
параметрами, описывающие состояние идеального газа?
Задание 1. Используя уравнение состояния идеального газа:
const
T
pV =
,
и подставив табличные данные, полученные в опыте, проверьте выполняемость уравнения
для различных состояний идеального газа.
Для повторения теоретического материала проводится фронтальный опрос.
№
Вопрос
Предполагаемый ответ
1
Давайте вспомним, что называется
идеальным газом.
Идеальный газ - это газ, взаимодействие, между
молекулами которого пренебрежимо мало.
2
Как называют процессы,
протекающие при неизменном
значении одного из параметров?
Процессы, протекающие при неизменном
значении одного из параметров, называют
изопроцессами.
3
Какими тремя макроскопическими
параметрами характеризуется
состояние данной массы газа?
Это давление, объём и температура.
99
4
Из зависимости давления газа от
концентрации его молекул и
температуры получить ещё одну
форму записи уравнения
Менделеева-Клапейрона.
(Работа у доски)
,
nkT
P
=
kT
V
N
P
=
б,
получим
kT
N
PV
=
5
Каково значение уравнения
Менделеева-Клапейрона?
Уравнение состояния позволяет определить одну
из величин, если известны две другие величины.
Зная уравнение состояния, можно сказать, как
протекают в системе различные процессы при
определенных внешних условиях, например, как
меняется давление при увеличении объёма при
неизменной температуре, и т.д. Из уравнения
состояния, можно определить, как меняется
состояние системы, если она совершает работу,
или получает теплоту от окружающих тел.
6
Из уравнения состояния вытекает
связь между давлением, объемом,
температурой идеального газа,
которые могут находиться в двух
различных состояниях.
Назовите это уравнение. Как оно
называется?
Уравнение Клапейрона:
const
T
V
P
T
V
P
=
=
2
2
2
1
1
1
7
Как называют количественные
зависимости между двумя
параметрами газа при
фиксированном значении третьего
параметра?
Такие количественные зависимости называют
газовыми законами.
8
Сформулируйте закон Бойля-
Мариотта.
Для газа данной массы произведение давления
газа на его объем постоянно, если температура
газа не меняется.
9
Сформулируйте закон Шарля.
Для газа данной массы отношение давления к
температуре постоянно, если объем не меняется.
10
Сформулируйте закон Гей-Люссака.
Для газа данной массы отношение объема к
температуре постоянно, если давление газа не
меняется.
IV.
Актуализация знаний учеников
Для усвоения и закрепления знаний учащихся на газовые законы и умения решать задачи
графическим способом, рассмотрим ЦОР № 2811, где для каждого процесса –
изотермического, изобарного, изохорного – показаны анимации и даны графические
зависимости протекания этих процессов в различных системах координат:
VT
PT
PV
,
,
.
Работа учащихся с ЦОР № 2811. Анимация «Изобарный процесс».
Учитель: Объясните, что вы наблюдаете при протекании этого процесса?
100
Ответ учащегося. Это изобарный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном
давлении. При увеличении температуры, объём увеличивается и, наоборот. Но для данной
массы газа отношение объёма к температуре есть величина постоянная при постоянном
давлении. Это утверждение называют законом Гей-Люссака. Графиком этого
изопроцесса является изобара
.
Анимация «Изохорный процесс»
Учитель: Объясните, что вы наблюдаете при протекании этого процесса?
Ответ учащегося. Это изохорный процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянном
объёме. При увеличении температуры, давление увеличивается, и наоборот. Но, для данной
массы газа, отношение давления к температуре есть величина постоянная, при постоянном
объёме. Это утверждение называют законом Шарля. Графиком этого изопроцесса является
изохора.
Анимация «Изотермический процесс»
Учитель: Объясните, что вы наблюдаете при протекании этого процесса?
101
Ответ учащегося. Это изотермический процесс, т.е. процесс, протекающий при
постоянной температуре. При увеличении объёма, давление уменьшается, и наоборот. Но
для данной массы газа произведение давления на объём есть величина постоянная при
постоянной температуре. Это утверждение называют законом Бойля-Мариотта. Графиком
этого изопроцесса является изотерма.
V.
Способы решения физических задач. Графический способ.
Нам известно, что для решения физических задач применяются различные способы:
•
Логический
•
Экспериментальный
•
Математический:
a)
арифметический
b)
алгебраический
c)
геометрический
d)
графический
Графические задачи – это задачи, в которых ответ на поставленный вопрос не может
быть получен без графика.
Алгоритм решения графических задач на газовые законы
Все процессы: изотермический, изобарный, изохорный можно изобразить графически в
разных осях координат. В задачах на газовые законы обычно требуется назвать процессы,
изображенные на графике, и перевести их в другие координаты.
Пример: дан график кругового процесса в координатах
PT
,
чтобы изобразить его в
других координатных осях, учащиеся последовательно выполняют в тетрадях данный
алгоритм.
102
VI.
Самостоятельная работа и самопроверка для закрепления материала
Задача 1. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, установить, какой из двух
графиков, построенных для данной массы идеального газа, относится к газу с меньшей
массой. (Решение у доски)
Решение:
Процесс, представленный на рисунке, является изотермическим процессом.
RT
M
m
PV
=
Для двух процессов запишем:
RT
M
m
V
P
A
1
1
=
и
RT
M
m
V
P
B
2
1
=
Возьмем отношение двух уравнений:
B
A
P
P
m
m =
2
1
, так как
B
A
P
P
<
, то
2
1
m
m
<
Задача 2. ЦОР № 2811 (задание 1)
103
Применение графического способа для решения задач.
Физический диктант
Задача 2. На диаграмме Р, Т изображен цикл идеального газа постоянной массы.
Изобразите этот замкнутый цикл на диаграмме P,V. Опишите каждое состояние.
Решение:
Проведем поэтапный анализ представленного цикла:
1-
2: изохорический процесс; закон Шарля;
P
~
T
;
T
P,
.
2-
3: изотермический процесс; закон Бойля–Мариотта;
P
~
V
/
1
;
V
P,
3-
1: изобарический процесс; закон Гей-Люссака;
V
~
T
;
V
T ,
Теперь результаты поэтапного анализа перенесем на
диаграмму
V
P,
.
104
Выполнить тестовые задания по 2 вариантам.
1 вариант
2 вариант
1. Для газа данной массы произведение
давления газа на его объем постоянно, если
температура газа не меняется. Это закон:
а) Шарля,
б) Гей-Люссака,
в) Бойля-Мариотта.
1. Для газа данной массы отношение объема
к температуре постоянно, если давление
газа не меняется. Это закон:
а) Шарля,
б) Гей-Люссака,
в) Бойля-Мариотта.
2. Какой из приведенных ниже графиков
соответствует изобарному расширению?
2. Какой из приведенных ниже графиков
соответствует процессу изотермического
расширения?
3. Какие три процесса представлены на
диаграммах рисунка?
A.
Изохорный, изотермический,
изобарный.
B.
Изобарный, изохорный,
изотермический.
C.
Изохорный, изобарный,
изотермический.
3. Какие три процесса представлены на
диаграммах рисунка?
A.
Изохорный, изотермический,
изобарный,
B.
Изотермический, изобарный,
изохорный,
C.
Изобарный, изотермический,
изохорный.
4. Какое значение температуры по шкале
Кельвина соответствует температуре 100
0
С?
А. 273. К,
Б. 373. К,
В. 473 К.
4. Универсальная газовая постоянная равна:
А. 8,31 Дж/моль∙К
Б. 1,38∙10
-23
Дж./ К
В. 02∙10
23
моль
-1
.
5. В сосуде объемом 8,3 м
3
находится 0,04 кг
гелия при температуре 127
0
С. Определить
его давление.
5. Определите массу водорода,
находящегося в баллоне вместимостью
20 м
3
под давлением 830 Па при
105
А. 4∙10
3
Па,
Б. 8∙10
3
Па,
В. 16∙10
3
Па.
температуре 17
0
С.
А. 1,38∙10
-4
кг,
Б. 1,38∙10
-3
кг,
В. 1,38∙10
-2
кг.
VII.
Домашнее задание
«
Физика 10 класс»,
Достарыңызбен бөлісу: |