Занимательные опыты по физике

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Курский Государственный Университет

Кафедра общей физики

РЕФЕРАТ

Занимательные опыты по физике

Выполнил: студент 3 курса физи-ко-математического факультета

Сесин Антон Васильевич

Проверила: доцент каф. общей физики

Вервейко М.В.

Курск 2004 г.

Содержание

Введение

ГЛАВА 1 Теоретическая часть

ГЛАВА 2 Виды и роль эксперимента в обучающем процессе

1. Демонстрационный эксперимент

2. Фронтальные лабораторные работы

3. Физический практикум

ГЛАВА 3 Занимательные опыты по физике

1. Инерция

2. Сила тяжести давления

3. Сила трения

4. Закон Бернулли

Заключение

Литература

Введение

Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исто-рического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к по-знанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих каче-ственные характеристики в форме числа. Чтобы из наблюдений сделать об-щие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то най-ден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответст-вующие вычисления.

Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивает-ся общая теория явлений.

Следовательно, без эксперимента нет и не может быть рационального обучения физике; одно словесное обучение физике неизбежно приводит к формализму и механическому заучиванию. Первые мысли учителя должны быть направлены на то, чтобы учащийся видел опыт и проделывал его сам, видел прибор в руках преподавателя и держал его в своих собственных ру-ках. Однако если учащиеся будут проделывать различные опыты и наблю-дать за демонстрацией опытов, выполняемых учителем, но не будут слышать продуманных ярких рассказов преподавателя, не будут решать задач, не бу-дут читать учебника и знакомиться с литературой, то такую работу учителя еще нельзя назвать удовлетворительной. Преподавание предполагает широ-кое использование эксперимента, обсуждение со школьниками особенностей его постановки и наблюдаемых результатов. Проведение лабораторного экс-перимента и решение расчетных задач не предусматриваются. Для проверки усвоения рекомендуются контрольные работы, ответы на качественные во-просы, написание рефератов с последующим анализом их содержания на уроках.

1.Теоретическая часть

Механика (от греческого  - мастерство, относящееся к маши-нам; наука о машинах) – наука о простейшей форме движении материи – ме-ханическом движении, представляющем изменение с течением времени про-странственного расположения тел, и о связанных с движением тел взаимо-действиях между ними. Механика исследует общие закономерности, связы-вающие механические движения и взаимодействия, принимая для самих взаимодействий законы, полученные опытным путем и обосновываемые в физике. Методы механики широко используются в различных областях есте-ствознания и техники.

Механика изучает движения материальных тел, пользуясь следующими абстракциями:

1) Материальная точка, как тело пренебрежимо малых размеров, но ко-нечной массы. Роль материальной точки может играть центр инерции систе-мы материальных точек, в котором при этом считается сосредоточенной мас-са всей системы;

2) Абсолютно твердое тело, совокупность материальных точек, нахо-дящихся на неизменных расстояниях друг от друга. Эта абстракция приме-нима, если можно пренебречь деформацией тела;

3) Сплошная среда. При этой абстракции допускается изменение вза-имного расположения элементарных объемов. В противоположность твердо-му телу для задания движения сплошной среды требуется бесчисленное множество параметров. К сплошным средам относятся твердые, жидкие и га-зообразные тела, отражаемые в следующих отвлечённых представлениях: идеально упругое тело, пластичное тело, идеальная жидкость, вязкая жид-кость, идеальный газ и другие. Указанные отвлечённые представления о ма-териальном теле отражают действительные свойства реальных тел, сущест-венные в данных условиях.

Соответственно этому механику разделяют на:

 механику материальной точки;

 механику системы материальных точек;

 механику абсолютно твердого тела;

 механику сплошной среды.

Последняя в свою очередь подразделяется на теорию упругости, гид-ромеханику, аэромеханику, газовую механику и другие.

Термином «теоретическая механика» обычно обозначают часть меха-ники, занимающуюся исследованием наиболее общих законов движения, формулировкой её общих положений и теорем, а также приложением мето-дов механики к изучению движения материальной точки, системы конечного числа материальных точек и абсолютно твердого тела.

В каждом из этих разделов, прежде всего, выделяется статика, объеди-няющая вопросы, относящиеся к исследованию условий равновесия сил. Различают статику твердого тела и статику сплошной среды: статику упруго-го тела, гидростатику и аэростатику. Движение тел в отвлечении от взаимо-действия между ними изучает кинематика. Существенная особенность кине-матики сплошных сред заключается в необходимости определить для каждо-го момента времени распределение в пространстве перемещений и скоро-стей. Предметом динамики являются механические движения материальных тел в связи с их взаимодействиями.

Существенные применения механики относятся к области техники. За-дачи, выдвигаемые техникой перед механикой, весьма разнообразны; это – вопросы движения машин и механизмов, механика транспортных средств на суше, на море и в воздухе, строительной механики, разнообразных отделов технологии и многие другие. В связи с необходимостью удовлетворения за-просов техники из механики выделились специальные технические науки. Кинематика механизмов, динамика машин, теория гироскопов, внешняя бал-листика представляют технические науки, использующие методы абсолютно твердого тела. Сопротивление материалов и гидравлика, имеющие с теорией упругости и гидродинамикой общие основы, вырабатывают для практики ме-тоды расчёта, корректируемые экспериментальными данными. Все разделы механики развивались и продолжают развиваться в тесной связи с запросами практики, в ходе разрешения задач техники.

Механика как раздел физики развивался в тесной взаимосвязи с други-ми её разделами – с оптикой, термодинамикой и другими. Основы так назы-ваемой классической механики были обобщены в начале XX в. в связи с от-крытием физических полей и законов движения микрочастиц. Содержание механики быстродвижущихся частиц и систем (со скоростями порядка ско-рости света) изложены в теории относительности, а механика микродвиже-ний – в квантовой механике.

В основе механики лежат следующие законы Ньютона. П е р в ы й з а к о н, или закон инерции, характеризует движение тел в условиях изолиро-ванности от других тел, либо при уравновешенности внешних воздействий. Закон этот гласит: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока приложенные силы не заставят его изме-нить это состояние. Первый закон может служить для определения инерци-альных систем отсчета. В т о р о й з а к о н, устанавливающий количествен-ную связь между приложенной к точке силой и вызываемым этой силой из-менением количества движения, гласит: изменение движения происходит пропорционально приложенной силе и происходит в направлении линии дей-ствия этой силы. Согласно этому закону, ускорение материальной точки про-порционально приложенной к ней силе: данная сила F вызывает тем мень-шее ускорение а тела, чем больше его инертность. Мерой инертности служит масса. По второму закону Ньютона сила пропорциональна произведению массы материальной точки на её ускорение; при надлежащем выборе едини-цы силы последняя может быть выражена произведением массы точки m на ускорение а:

F = ma.

Это векторное равенство представляет основное уравнение динамики материальной точки. Т р е т и й з а к о н Ньютона гласит: действию всегда соответствует равное ему и противоположно направленное противодействие, т. е. действие двух тел друг на друга всегда равны и направлены по одной прямой в противоположных направлениях. В то время как первые два закона Ньютона относятся к одной материальной точке, третий закон является ос-новным для системы точек. Наряду с этими тремя основными законами ди-намики имеет место закон независимости действия сил, который формулиру-ется так: если на материальную точку действует несколько сил, то ускорение точки складывается из тех ускорений, которые точка имела бы под действием каждой силы в отдельности.

Но любое изучение и преподавание физики не возможно без проведе-ния экспериментов.

Эксперимент имеет большое значение для преподавания учащимся фи-зических законов и явлений. Значение физического эксперимента непрерыв-но возрастает в связи с небывалым развитием физики. Гигантское развитее науки требует совершенствования методики преподавания физики. Эта зада-ча приобретает особую важность в связи с перестройкой