Физика 7 класса что изучает физика
Что изучает физика как наука – кратно о явлениях, наблюдениях и опытах (7 класс)
Цель любой науки — получение знаний о различных сферах человеческого бытия. Одной из таких сфер является окружающий нас мир, природа, Вселенная. Их изучением занимается наука физика, курс которой начинается в 7 классе школы. Поговорим кратко о том, какие явления изучает физика, что входит в сферу интересов этой науки.
Физические явления
Что изучает физика? Для ответа на этот вопрос необходимо сказать, что само название науки «физика» происходит от древнегреческого слова «φύσις» («фюзис») — природа. Природа — это всё то, что окружает нас. Воздух, вода, предметы, живые существа, Земля, Солнце, космос, Вселенная — всё это и есть природа. Природа вечна и бесконечна.
Рис. 1. Природа и Вселенная.
Формой существования всех объектов в природе является движение в широком смысле — то есть некоторые изменения этих объектов с течением времени. Такие изменения называются явлениями. И среди огромного множества явлений в рамках физики изучаются механические, световые, тепловые, электрические явления. Такие явления называются физическими.
Механические явления — это явления, происходящие в результате движения (в узком смысле как перемещения в пространстве) и взаимодействия предметов. Сюда входит также явление взаимного притяжения небесных тел. Световые явления — это всё, что связано с распространением и действием света. Тепловые явления включают выработку теплоты, и обмен теплотой между телами. Электрические явления — это явления, связанные с такими особыми свойствами вещества, как электрические заряды и магнетизм.
Рис. 2. Физические явления.
Физические законы
Наблюдения и опыты показывают, что абсолютное большинство явлений происходят не хаотично, а вполне предсказуемо и закономерно. Для каждого явления можно указать причину, следствия и ряд взаимосвязанных явлений.
Например, любой предмет на Земле стремится упасть на её поверхность. Падая, он приобретает некоторую скорость. Если при этом он задевает другие предметы — он теряет часть скорости, а задетые им предметы начинают двигаться. Всё перечисленное — это механические явления, изучаемые физикой.
При этом для каждого конкретного предмета можно указать меру, с которой будет происходить падение, а затем — задевание других предметов и последующие движения. Все эти меры — степень взаимодействия Земли и предмета, скорость падения предмета и её изменение во времени, взаимодействие предмета с другими и скорости последующих движений — называются физическими величинами. Физические величины связываются друг с другом с помощью математических формул и закономерностей, которые называются физическими законами.
Например, основной закон динамики (второй закон И. Ньютона) связывает такие величины, как сила, действующая на тело, масса тела и ускорение, получаемое телом. Записывается он следующей математической формулой:
Зная силу, действующую на тело, и его массу, можно найти ускорение, получаемое телом в результате действия этой силы. Для нашего примера, зная силу тяжести, действующую на предмет и его массу, можно найти ускорение, получаемое этим предметом. А затем, зная ускорение и время, с помощью законов кинематики (специального раздела физики) можно найти скорость падающего предмета в любой момент времени.
Цель физики — открыть и изучить физические законы, действующие в природе и использовать их в жизни. В любой области, изучаемой физикой, существует ряд физических законов, описывающих явления в самом общем виде. Одновременное действие всех этих законов и порождает то многообразие природы, которое существует в мире.
Рис. 3. Примеры физических законов
Что мы узнали?
Физика — это наука о природе, которая изучает механические, световые, тепловые, электрические явления. Явления описываются с помощью физических величин, связываемых математическими формулами, которые называют физическими законами. Целью физики является открытие и изучение физических законов.
Первый урок физики в 7-м классе по теме: «Что изучает физика. Некоторые физические термины, наблюдения и опыты»
Разделы: Физика
Оборудование: коробок спичек, свеча, весы, барометр, секундомер, термометр, шарик, желоб, электрическая спираль, маятник, линза, экран, компас, набор магнитов, компьютер, проектор, презентация “Что изучает физика”.
“Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой тянись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.”
Фирдоуси (Персидский и таджикский поэт 940–1030 г.г)
Методические приемы: лекция с элементами беседы.
I. Знакомство учеников с кабинетом физики и преподавателем. Организационный момент
II. Изучение нового теоретического материала (лекция учителя)
1. Из истории физики.
Учитель.Сегодня мы с вами начинаем изучение нового предмета – физики. На сегодняшнем уроке вы узнаете, что изучает физика, как она возникла, какое большое значение она имеет для понимания явлений природы и трудовой деятельности человека.
С давних времен человек наблюдал за окружающим миром, от которого зависела его жизнь, пытался понять явления природы. Солнце давало людям тепло и приносило иссушающий зной, дожди поили живительной влагой поля и вызывали наводнения, неисчислимые бедствия несли ураганы и землетрясения. Не зная причин их возникновения, люди приписывали эти действия сверхъестественным силам, но постепенно они стали понимать действительные причины природных явлений и приводить их в определенную систему. Так зародились науки о природе.
Трудно было человеку миллионы лет назад,
Он совсем не знал природы,
Слепо верил в чудеса!
Он всего, всего боялся
И не знал, как объяснить
Бурю, гром, землетрясенье,
Трудно было ему жить.
И решил он, что ж бояться,
Лучше просто всё узнать.
Самому во все вмешаться,
Людям правду рассказать.
Создал он Земли науку,
Кратко “физикой” назвал.
Под названьем тем коротким
Он природу распознал!
В русском языке слово “физика” появилось в XVIII веке, благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову, ученому-энциклопедисту, основоположнику отечественной науки, философу-материалисту, поэту, заложившему основы современного русского языка, выдающемуся деятелю просвещения, который сделал перевод с немецкого первого учебника по физике. Именно тогда в России и стали серьезно заниматься этой наукой.
Физика изучает мир, в котором мы живем, явления, в нем происходящие, открывает законы, которым подчиняются эти явления. Главная задача физики – познать законы природы, свойства различных веществ и поставить их на службу человеку.
Установив фундаментальные законы природы, человек использует их в процессе своей деятельности. Мы широко пользуемся электрическими приборами: плитками, чайниками, утюгами, пылесосами, холодильниками. Создание этих приборов стало возможным благодаря изучению электрических явлений и свойств различных материалов. Трудно представить нашу жизнь без радио и телевидения, компьютеров и стовых телефонов, изобретением которых мы также обязаны физике. Подумайте, представителям каких профессий нужны знания по физике.
Учащиеся. Необходимы знания по физике представителям всех ведущих профессий: строителям, космонавтам, металлургам, конструкторам, инженерам, военным и т.д.
Ответы на все эти вопросы дает именно физика.
Физика является интересной и, одновременно с этим, достаточно сложной наукой. Только постоянные усилия в изучении этой науки позволят вам глубоко понимать содержание и смысл законов, по которым развивается наш мир.
Изучение физики – это, в общем, бесконечный процесс, который можно сравнить с движением по лестнице всегда вверх.
Итак, приглашаю Вас, дорогие ребята, в захватывающий путь по исследованию простых явлений окружающего мира методами физической науки. Желаю успеха в постижении тайн мироздания, в раскрытии смысла понятий и законов физики!
Откройте тетради, запишите тему урока : “Что изучает физика. Некоторые физические термины. Наблюдения и опыты”.
Далее по ходу лекции учителя, учащиеся составляют опорный конспект (далее в тексте зеленый цвет шрифта).
Физика – это наука о наиболее простых и наиболее общих свойствах мира.
В XVIII веке М.В. Ломоносов ввел в русский язык слово “физика”, издал в переводе с немецкого первый учебник по физике.
2. Изучение терминологии.
Учитель.Чтобы рассказывать о физике, изучать ее, приходится использовать специальные слова – термины.
Физические термины – это специальные слова, которыми пользуются в физике для краткости, определенности и удобства.
Физическое тело – это каждый окружающий нас предмет. (Показ физических тел: ручка, книга, парта)
Материя – это всё то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания (небесные тела, растения, животные и др.)
Физические явления – это изменения, происходящие с физическими телами. (Учитель показывает картинки природных явлений, а ученики отвечают – какое природное явление изображено на них). Учитель отпускает из поднятой руки спичечный коробок, дав ему упасть на стол. Какое явление здесь наблюдается? (Движение) Учитель зажигает спичку, свечу, зажигалку. Какое явление можно наблюдать? (Горение)
Учитель приводит примеры и демонстрирует опыты, связанные с физическими явлениями: скатывание шарика по желобу, электрическая искра, действие магнитов на железо, получение изображения свечи на экране при помощи линзы, кипение воды.
Физические приборы – это специальные устройства, которые предназначены для измерения физических величин и проведения опытов.
Какие приборы вы знаете? Учащиеся приводят примеры: линейка, секундомер, термометр, барометр ( учитель демонстрирует приборы).
4. Обсуждение проблемы: какими методами, способами изучают физические явления.
Учитель. Давайте подумаем о том, как можно изучать физику. Откуда появляются у человека знания?
Учащиеся. Многие первичные знания появляются из собственных повседневных наблюдений.
Учитель. Совершенно верно. Именно с наблюдений и начиналась физика. Философы и ученые Древней Греции, такие как Аристотель, Архимед, Демокрит, в основном вели наблюдения. Из наблюдений они пытались установить закон, которому подчиняется то или иное наблюдаемое явление, и поставить знание установленного закона на службу человеку.
Представьте себя на некоторое время учеными-физиками. Вам предстоит совершить какое-то научное открытие, изобрести что-нибудь. Сразу это возможно? Могут ли открытия рождаться без знаний?
Учащиеся. Необходимо изучить предшествующий опыт, нужно многократно наблюдать одно и то же явление, чтобы увидеть, как оно изменяется при различных обстоятельствах. Ученый сначала может только предполагать, догадываться о том, как может происходить то или иное явление в новых условиях, но ему необходимо проверить и доказать предположения. Для этого ученый прибегает к опытам и измерениям.
Учитель. Совершенно верно. Изучение явлений – это достаточно долгий и тернистый путь – от гипотез, догадок, интуиции, наблюдений, через опыты к выводам. То есть источником физических знаний являются наблюдения и опыты.
Источники физических знаний
Окна в мир: зрение, слух, осязание, обоняние, вкус
Гипотеза,
догадка,
фантазия,
мечта,
интуиция
Вопрос природе на её языке вещей и событий
III. Проверка усвоения изученного материала
(Фронтальный опрос учащихся; предварительно учитель сообщает о разной степени сложности заданий и желает учащимся успехов в выполнении более высокого уровня сложности;количество заданий можно сократить).
1. Приведите примеры тел, изготовленных из следующих веществ: дерева, бумаги, пластмассы.
2. Из каких веществ состоят следующие физические тела: книга, линейка, парта.
3. Назовите, какие физические тела могут быть сделаны из стекла, из резины, из пластмассы.
4. Какие из приведенных явлений являются механическими: движется автобус, плывет лодка, кипит вода.
5. Какие из приведенных явлений являются тепловыми: ученики греются у костра, Солнце нагревает крышу дома, летит мяч.
1. Укажите, что относится к понятию “физическое тело”, а что к понятию “вещество”: автобус, трамвай, медь, мел, мед, очки.
2. Какое из приведенных ниже слов обозначает физическую величину: алюминий, длина, килограмм, термометр, Земля.
3. Какое из приведенных ниже слов обозначает единицу физической величины: объем, температура, плавление, метр, скорость.
4. Назовите из приведенных ниже явлений только физические: таяние снега, кипение воды, гниение картофеля, выпадение снега, почернение серебряной монеты.
5. Какими основными физическими явлениями сопровождается выстрел из пушки?
1. В двух бидонах находилось молоко. В одном из них молоко скисло, а в другом отстоялись сливки. В каком из бидонов произошло физическое явление? Какое?
2. Мальчики во время похода попали в грозу. Они обратили внимание на то, что гром слышен всегда после удара молнии. Какое предположение можно сделать на основе этих наблюдений?
3. Какие наблюдения вы проводили в природе? Какие физические явления наблюдали? Приходилось ли вам ставить опыты? Какие? Каков главный признак, отличающий опыт от наблюдения?
1. Молоко продают в различной упаковке: бутылках, полиэтиленовых пакетах и бумажных коробках. Назовите достоинства и недостатки каждого из видов упаковки.
2. Влияет ли, по-вашему, функциональное назначение предмета(тела) на выбор вещества, из которого этот предмет (тело) изготовлен?
3. Обувь изготавливают из кожи, кожезаменителя, резины и специальных пластиков. Какие достоинства и недостатки имеет обувь каждого вида?
IV. Итоговое повторение
По ходу ответов учащиеся зарисовывают в тетрадях схему.
V. Домашнее задание
§ 1-3 читать, ответить на вопросы в конце параграфов учебника (Перышкин А.В. Физика. 7 кл. –М.: Дрофа, 2002).
В предлагаемые таблицы напишите по три примера.
Что изучает физика? 7 класс
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Великий английский физик-экспериментатор Эрнст Резерфорд как-то пошутил: «Есть только две науки – физика и коллекционирование марок». В ходе этого урока вы узнаете, почему именно физику Резерфорд выделил среди всех других наук, что она изучает, познакомитесь с первыми физическими понятиями: вещество, тело, явление.
Урок 1: Что изучает физика? Некоторые физические термины. Наблюдения и опыты.
Цель урока: познакомить учащихся с новым предметом школьного курса; определить место физики как науки; научить различать физические явления и тела, методы изучения физики.
Оборудование: две гайки разного объема, скрепки, стальной шарик, линейка из дерева и др.
1. Что изучает физика?
Сегодня состоится ваше первое знакомство с удивительно интересной наукой – физикой.
Впервые слово «физика» появилось в сочинениях Аристотеля в 4 веке до нашей эры. В переводе с греческого языка слово «фюзис» означает «природа». В русский язык этот термин ввел в XVIII веке Михаил Васильевич Ломоносов. Физика – это одна из основных наук о природе. Таким образом, можно сделать вывод: что физика изучает различные явления природы (под запись).
В жизни мы постоянно сталкиваемся с различными изменениями, которые происходят в окружающем нас мире.
(ПЗ): Явления – это изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем нас мире.
Например: зимой вода отвердевает и превращается в лед, а весной наоборот, снег и лед таят (плавятся) и превращаются в воду, вода кипит и превращается в пар, дует ветер, гремит гром, сверкает молния, падают листья с деревьев и др.
Но не все явления являются физическими.
(ПЗ): Физические явления – это любые превращения вещества или проявления его свойств, происходящие без изменения состава вещества.
Задача физики состоит в том, чтобы открывать и изучать различные закономерности (законы), которые связывают между собой различные физические явления, происходящие в природе.
Какие же бывают виды физических явлений?
1) физические явления могут быть механическими. Например, скатывание шарика по наклонной плоскости (см. Рис. 1).
Рис. 1. Пример механического явления
2) существуют электрические явления. Например, при замыкании электрической цепи загорается лампочка (см. Рис. 2).
Рис. 2. Пример электрического явления
3) явления могут быть магнитными (см. Рис. 3). Возможно, вы знаете, что магниты, поднесенные друг к другу одноименными полюсами, отталкиваются, а поднесенные разноименными полюсами – притягиваются. Также известно, что магниты притягивают предметы, сделанные из одного материала (например, железа), но заметно не действуют на предметы из других материалов (стекла, дерева, пластмассы).
Рис. 3. Пример магнитного явления
4) даже самый обычный мыльный пузырь может стать объектом изучения физики (см. Рис. 4). Радужное переливание красок его стенок – это световые (оптические) явления.
Рис. 4. Пример светового явления
5) все вы видели кипение воды в чайнике, таяние льда (см. Рис. 5). Это – примеры тепловых явлений.
Рис. 5. Пример теплового явления
6) колебания струн скрипки или гитары, колебания воздуха в духовых музыкальных инструментах порождают звук. Совсем другой звук возникает от волн морского прибоя. Звуковые явления также изучает физика (см. Рис. 6).
Рис. 6. Примеры звуковых явлений
(ПЗ в виде схемы): итак, мы определили 6 видов физических явлений: механические, электрические, магнитные, тепловые, световые (оптические) и звуковые.
Важно понимать, что явления природы и физические явления – не совсем одно и то же. Как правило, явление природы – это несколько физических явлений, происходящих одновременно (см. Рис. 7).
Например, я думаю каждый из вас видел такое природное явление как молния, ударяющая в землю, – это одновременно:
— электрическое явление (между тучей и землей протекает электрический ток),
— магнитное явление (они всегда сопровождают протекание электрического тока),
— тепловое (воздух в канале молнии разогревается до температуры в несколько тысяч градусов),
— световое (вспышка молнии видна за несколько километров),
— звуковое (мощные раскаты грома).
Рис. 7. Разряд молнии сопровождается сразу несколькими физическими явлениями, происходящими одновременно
Для описания физических явлений используются специальные термины. Мы будем знакомиться с ними постепенно, и очень скоро из этих терминов сложится язык физической науки. С некоторыми из них мы познакомимся прямо сейчас.
На столе вы видите различные предметы. Каждый из них мы будем называть физическим телом или просто телом. Тела можно охарактеризовать по их внешнему виду. Они могут иметь форму и объем. Некоторые тела могут быть одной формы, но разного объема. Другие же, наоборот, одного объема, но разной формы (см. Рис. 8).
Рис. 8. Гайки имеют одинаковую форму, но разный объем, а скрепки, наоборот, обладают одинаковым объемом, но различной формой
Правда, существуют тела, у которых нет формы, – это жидкости. А есть и тела, у которых нет ни формы, ни объема, – это газы. Подробнее об этом мы будем говорить на следующих уроках.
Тела могут состоять из различных веществ. Например, шарик стальной, основу термометра составляет стекло, а на катушку намотана медная проволока.
Рис. 9. Тела могут состоять из различных веществ.
Обратите внимание на термины, которыми мы пользуемся. Шарик – это физическое тело, сталь, из которой он сделан, – вещество, а скатывание шарика по наклонной плоскости – это физическое явление (см. Рис. 9).
Рис. 10. Стальной (вещество) шарик (тело) скатывается (явление) с наклонной плоскости.
Итак подытожим (ПЗ): Вещество – это все то из чего состоят физические тела. Вещество – это один из видов материи. Материя – это все то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания.
То есть, любые физические тела материальны.
5. Наблюдения и опыты.
Признайтесь, вы когда-нибудь ломали свои игрушки? Конечно же ломали! А почему вы это делали? Позвольте ответить за вас. Вам было неинтересно просто смотреть на свою игрушку. Вам хотелось узнать, «а что будет, если. » А известно ли вам, что именно это непреодолимое желание узнать «а что будет, если. » постоянно испытывают ученые-физики во время любого исследования. Сейчас вы узнаете об основных этапах научного исследования, о том, что такое наблюдения, опыты (эксперименты), что такое гипотеза, что такое теория, и что является целью любого физического исследования.
Человек начал задумываться о физических явлениях очень давно. Наверное, когда в первый раз посмотрел на звездное небо; наверное, когда в первый раз увидел падение камня; наверное, когда в его ладони растаяла снежинка; а может быть, когда ему удалось разжечь первый в мире костер. Эти явления на первых порах представлялись чудесными и необъяснимыми, казались проявлениями сверхъестественных сил. Но постепенно человек стал проникать в тайны явлений природы. Как же это происходило?
Самым первым способом изучать природу было наблюдение, когда человек наблюдал за физическими явлениями, происходящими в природе. Что же такое наблюдение?
(ПЗ): Наблюдение – это изучение явлений природы без вмешательства в их ход.
Изучать – это не просто смотреть, как происходит явление, но и задумываться, почему оно происходит так, а не иначе.
Например, из наблюдений, вы знаете, что листок бумаги падает медленнее, чем книга. И вы задумываетесь: почему так происходит? Давайте вместе подумаем.
В вашем мозгу возникают различные догадки о причине того, что вы наблюдали. Такие догадки, недоказанные предположения, в науке называются гипотезами.
(ПЗ): Гипотеза – недоказанное предположение (предварительная догадка), о том, как протекает явление.
Гипотез может быть несколько. Например, в случае с листком бумаги и книгой, гипотез может быть две.
Гипотеза № 1. Листок бумаги падает медленнее, так как он легче, чем книга.
Гипотеза № 2. Падению листка бумаги мешает сопротивление воздуха.
Обе гипотезы не могут быть справедливыми. По крайней мере, одна из них ошибочна. Чтобы подтвердить справедливость одной гипотезы и опровергнуть другую, необходимо изучить наблюдаемое явление в специально созданных условиях, провести эксперимент (опыт).
(ПЗ): Опыт – это изучение явлений природы в специально созданных условиях.
Проведем такой опыт. Возьмем два одинаковых листка бумаги и разместим один листок вертикально, а другой на той же высоте, но горизонтально. Если теперь одновременно отпустить оба листка, то вертикально расположенный лист будет падать намного быстрее горизонтального. Оба листка одинаково притягиваются к земле, но вертикальный листок не испытывает такого сопротивления воздуха, как горизонтальный.
Еще один эксперимент. Положим листок бумаги на книгу, расположим книгу горизонтально и отпустим. Мы увидим, что легкий листок и тяжелая книга будут падать вместе, так как книга заслоняет листок от встречного потока воздуха.
Теперь на основании проведенных опытов мы можем сделать выводы. Оба опыта подтверждают справедливость гипотезы № 2 и опровергают гипотезу № 1.
И так, когда все вопросы становятся ответами, когда все опыты поставлены и выводы сделаны, то об этом физическом явлении можно было бы выводить закономерности его происхождения как, по каким законам происходит то или иное физическое явление.
(ПЗ в виде схемы): Итак мы рассмотрели следующие способы изучения физических явлений: наблюдение, гипотеза, опыт и закономерность.
Гипотеза, справедливость которой подтверждена опытным путем, превращается в теорию, в которой описываются закономерности изучаемого явления.
Теория не только объясняет наблюдаемые физические явления.
Главная задача теории – предсказывать результаты еще не проведенных экспериментов.
Изучая падение листка бумаги, мы приходим к удивительному выводу: в безвоздушном пространстве все тела должны падать одинаково. Более 300 лет тому назад английский ученый Исаак Ньютон поместил в длинную и достаточно широкую стеклянную трубку легчайшее птичье перо и тяжелый кусочек свинца. Если установить трубку вертикально и потом быстро перевернуть, то оба предмета начинают падать. Пока в трубке есть воздух, перо значительно отстает от кусочка свинца. Но когда Ньютон откачал воздух из стеклянной трубки и повторил опыт, оба предмета падали одинаково.
Рис. 11. Если откачать из трубки воздух, то все предметы в ней будут падать одинаково
Физическая теория всегда сопровождается математическими расчетами. Она позволяет предсказать результаты измерений различных физических величин, которые описывают изучаемое явление. Что такое физическая величина и что такое измерение, вы узнаете на следующем уроке.
1. Язык из которого к нам пришло слово физика?
Варианты ответа: 1. Латинский. 2. Немецкий. 3. Греческий. 4. Английский.
2. Какой ученый вел слово физика в России?
Варианты ответа: 1. Аристотель. 2. Ломоносов. 3. Менделеев. 4 Эйнштейн.
3. Какое из перечисленных явлений не является механическим?
Варианты ответа: 1. Движение самолета. 2. Течение воды по трубам. 3. Вращение земли вокруг своей оси. 4. Кипение воды.
4. К тепловым явлениям относится?
Варианты ответа: 1. Свечение солнца. 2. Отражение света от зеркал. 3. Таяние льда. 4. Влияние Земли на стрелку компаса.
5. К электромагнитным явлениям не относится?
Варианты ответа: 1. Образование снега. 2. Электрический ток. 3. Образование молнии во время грозы. 4. Влияние земли на стрелку компаса.
Параграф учебника § 1-3, Лукашик задачи № 5, № 12.
Подготовить сообщения ( по вариантам):
1. Возьмите два одинаковых листка из школьной тетради. Скомкайте один из листков. Второй расположите горизонтально на одной высоте со скомканным листком. Можете ли вы предсказать, какой из листков первым достигнет пола, если их одновременно отпустить? Проверьте правильность вашего предсказания на опыте. Сделайте выводы.
2. Возьмите два одинаковых стакана. Один наполните холодной водой, второй – горячей. Всыпьте в каждый стакан по чайной ложке поваренной соли и в течение некоторого времени размешивайте воду в стаканах с одинаковой интенсивностью. Сформулируйте гипотезу о зависимости скорости растворения вещества в воде от температуры. Проверьте справедливость гипотезы, взяв вместо соли сахар. Сделайте выводы.