КОПИЛКА ПРОБЛЕМНЫХ ВОПРОСОВ,ЗАДАЧ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ

( Эти материалы являются сопровождением учебников: Перышкин А.В., 7—8 кл.

и Перышкин А.В., Гутник Е.М., 9 кл).

7 класс

Тема «Первоначальные сведения о строении вещества»

Строение вещества

Проблемный вопрос. Сообщаю ученикам, что воду с давних времен считали

даровым богатством, благом природы. Наши предки, поселяясь на берегах

полноводных рек, чистых озер, не ощущали трудностей ни с ее доставкой, ни с

очисткой. Со временем рост городов, развитие производства привели к тому,

что доставка и очистка воды стали крупной проблемой, требующей больших за-

трат. Ставлю перед классом вопрос: «Можно ли считать, что запасы воды

неисчерпаемы?» Выслушав ответы, сообщаю, что запасы пресной воды у нас в

стране есть, но вместе с тем и расходы ее значительны, особенно в сельском

хозяйстве и промышленности. Предлагаю учащимся высказать свои

соображения по экономии пресной воды, приведя при этом ряд примеров,

связанных с неразумным расходованием воды в быту. Например, если из

неисправного водопроводного крана вода только лишь капает, то за сутки ее

утечет приблизительно 60 л. Предлагаю решить проблемную задачу: пользуясь

секундомером и стаканом (объем стакана — 0,25 л), определить утечку воды за

сутки, если она из крана тянется струйкой толщиной в спичку. (В результате

решения получается: стакан наполнится водой примерно за 40 с; за сутки

произойдет потеря примерно 540 л воды.) После этого можно работать над

моделями молекул воды, разложением их на атомы кислорода и водорода и

образованием молекул этих газов.

Движение молекул

Проблемные вопросы.

1. Какой водой — теплой или холодной — лучше запивать лекарство, чтобы

ускорить его действие? Почему?

(Теплой, так как ее молекулы движутся быстрее, диффузия ускоряется)

2. В каком виде лучше порекомендовать больному принимать лекарства, если

эффект воздействия его надо ускорить: в виде таблеток или капель? Почему?

(Капель, так как минует процесс растворения, кроме того, диффузия твердого

тела происходит медленнее).

3. На каком физическом явлении основано применение в терапии мазей, йода и

других наружных лекарственных форм?

(На явлении диффузии через кожу.)

Взаимодействие молекул

Проблемный эксперимент. Кусок мыла разрежем, окунем срезом в воду,

стряхнем и сильно прижмем к дну мелкой фарфоровой тарелки. Держа за мыло,

поднимаем тарелку над поверхностью стола. Почему тарелка не падает?

(Возникает сила притяжения между мылом и поверхностью тарелки — сила

притяжения между молекулами.)

2. На поролоновую губку поместим гирю. Сначала гиря сжимает губку, а затем

останавливается, сжатие прекращается. Почему?

(При большом сжатии или сближении молекулы они отталкиваются друг от

друга.)

Три состояния вещества

Проблемный вопрос. Можно ли увидеть воздух?

Для ответа на этот вопрос проделаем следующий опыт: погрузим опрокинутый

стакан в воду, держа его отвесно. Затем слегка наклоним стакан. Из-под стакана

вынырнет пузырек воздуха. Воздух легче воды, поэтому пузырьки воздуха

всплывают кверху.

Тема «Взаимодействие тел»

Скорость. Единицы скорости

Проблемная задача. В 1966 г. атомные подводные лодки впервые в мире

осуществили кругосветное плавание под водой и за 1,5 месяца, ни разу не

поднявшись на поверхность океана, прошли около 40 ООО км. С какой средней

скоростью они двигались? (Ответ: 37 км/ч.)

Расчет пути и времени движения

Проблемная задача. В тяжелых условиях первых месяцев Великой

Отечественной войны возникла острая нужда в легком, безотказном и простом

средстве борьбы против танков, которое всегда могло бы находиться у солдата

«под рукой». Такое средство было создано. Над его разработкой трудились два

конструктора военной техники — С.Г.Симонов и В.А.Дегтярев. В течение

месяца они сконструировали и представили для испытаний образцы новых

противотанковых ружей.

На каком расстоянии находился танк, если пуля, выпущенная солдатом из

противотанкового ружья со скоростью 1000 м/с, настигла его через 0,5 с?

Инерция

Проблемный вопрос. Цитируем отрывок из произведения И.Ильфа и Е.Петрова

«Золотой теленок», в котором описано, как Балаганов и Паниковский несут

похищенные «золотые» двухпудовые гири: «Паниковский нес свою долю обеи-

ми руками, выпятив живот и радостно пыхтя. Иногда он никак не мог повернуть

за угол, потому что гиря продолжала тащить его вперед. Тогда Балаганов

свободной рукой придерживал Паниковского за шиворот и придавал его телу

нужное направление». Почему Паниковский не мог повернуть за угол? Кто

изменял направление движения Паниковского?

Проблемный вопрос. В тропических зонах Атлантического и Индийского

океанов часто наблюдают полет так называемых летучих рыб, которые, спасаясь

от морских хищников, выскакивают из воды и при благоприятном ветре

совершают планирующий полет, пролетая расстояние до 200-300 м на высоте 5-

7 м. Как рыбе удается это сделать? (Рыба поднимается в воздух, благодаря

быстрым и сильным колебаниям хвостового плавника. Вначале рыба движется

вдоль по поверхности воды, затем сильный удар хвоста поднимает ее в воздух,

распластанные длинные грудные плавники поддерживают тело рыбы наподобие

планера. Рыбы движутся по инерции.)

Проблемный эксперимент. Такие простые опыты, как выдергивание листа

бумаги из-под стакана с водой, выбивание щелчком картонки из-под лежащей

на ней монеты, очень удачны, но можно предложить учащимся сделать и другой

опыт. Несколькими быстрыми шагами пронести тарелку с жидкостью и, резко

остановившись, поставить ее на стол. В каком направлении выливается жид-

кость и почему?

(Жидкость по инерции выплескивается в направлении предыдущего движения

тарелки.)

Взаимодействие тел

Проблемный вопрос. Как вы поступите, чтобы отличить друг от друга два

одинаковых внешне шара, один из которых алюминиевый, а другой — медный?

(Шары надо привести во взаимодействие и посмотреть, какой откатился дальше:

тот, что изготовлен из алюминия.)

Проблемный эксперимент. Известно, что авторучка «отказывается» писать на

вертикальной плоскости. Проверьте это на опыте и объясните, почему так

происходит.

(Под действием притяжения Земли возникает зазор между пастой и пишущим

шариком ручки.)

Плотность вещества

Проблемный вопрос. Почему понтоны, заполненные пенопластом,

практически непотопляемы?

(Плотность пенопласта 60—300 кг/м

3

, если даже корпус понтонного моста

поврежден, то вода в него не входит и подъемная сила не уменьшается.)

Проблемная задача. Сколько кубометров газа выделит в городе, загрязняя

среду, автомобиль, израсходовавший за день 20 кг бензина? Плотность газа при

температуре 0°С равна 0,002 кг/м

3

.

Сила. Явление тяготения. Сила тяжести

Проблемная задача. Самые крупные животные относятся к классу

млекопитающих, из них особенно поражает размерами и весом синий кит.

Например, один из китов достигал в длину 33 м и весил 1500 кН, что

соответствовало весу 30 слонов или 150 быков. Самая крупная современная пти-

ца — африканский страус, достигающий 2,75 м в высоту, 2 м в длину (от

кончика клюва до конца хвоста) и имеет массу 75 кг. К самым мелким птицам

относятся некоторые виды колибри, масса которых 2 г, размах крыльев 3,5 см.

Найти вес млекопитающих в ньютонах, если даны их массы: кита — 7000 кг,

слона — 4000 кг, носорога — 2000 кг, быка — 1200 кг, медведя — 400 кг,

свиньи — 200 кг, человека — 70 кг, волка — 40 кг, зайца — 6 кг.

Тема «Давление твердых тел, жидкостей и газов»

Давление

Проблемный вопрос. 1. В каком случае давление человека на дорогу больше и

во сколько раз: когда он стоит на одном месте или когда идет?

Способы увеличения и уменьшения давления

Проблемный эксперимент.

1. Зависимость давления от действующей силы. Разрезание двух кусков

пластилина проволоками одинаковой толщины, закрепленными в лапках

штатива: подвесьте на один кусок два груза по 100 г, а на другой кусок — один

груз массой 100 г. Объясните результаты эксперимента.

2. Зависимость давления от площади соприкасающихся поверхностей.

Разрезание двух кусков пластилина проволоками разной толщины. Объяснить

результаты эксперимента.

Давление газа. Решение задач

Проблемные задачи.

1. Вес прославленного танка Т-34 составляет 314000 Н, длина части гусеницы,

соприкасающейся с полотном дороги, 3,5 м, ее ширина 50 см. Вычислите

давление танка на грунт, сравните его с тем, которое производите вы при

ходьбе.

(Ответ: 8970 Па, давление семиклассника при ходьбе равно приблизительно

36000 Па, что примерно в 4 раза больше производимого танком Т-34.)

2. Согласно воинским правилам солдат в полном снаряжении должен

производить давление на почву не более 6 • 10

4

Па. Какую наибольшую массу

вместе со снаряжением он может иметь, если площадь опоры сапога 200 см

2

?

(Ответ: 120 кг.)

Давление в жидкости и в газе. Расчет давления на дно и стенки сосуда

Проблемный эксперимент. Наденьте на руку новый полиэтиленовый мешочек и

опустите ее в ведро с водой, придерживая мешочек другой рукой.

Выясните: 1. Оказывает ли вода давление на погруженную в нее часть руки?

1.

Меняется ли с глубиной погружения давление на руку, если меняется, то

как?

2.

Открытый полиэтиленовый пакет, в который предварительно налита

подкрашенная вода, погружают в аквариум с водой, чтобы уровни обеих

жидкостей совпадали. (Пакет удерживается лапкой штатива.) Если нажать

на стенку пакета в каком-либо месте, то вмятина сохранится. Предложите

учащимся объяснить причину этого явления

(Объясняется равенством давлений во всех точках внутри жидкости.)

Сообщающиеся сосуды

Проблемный вопрос. Уровень воды в Черном море немного выше, чем в

Мраморном. Вода же в Мраморном море более соленая, чем в Черном. Какие

последствия этого должны наблюдаться в проливе Босфор, соединяющем оба

моря?

(В Босфоре должны быть два противоположных течения: поверхностное — из

Черного моря в Мраморное, возникающее вследствие разности уровней воды, и

глубинное, у дна пролива — из Мраморного моря в Черное, обусловленное

большим гидростатическим давлением в Мраморном море из-за большее

плотности воды в нем.)

Разбор этого вопроса позволяет учителю рассказать ученикам, что впервые этот

факт был экспериментально подтвержден замечательным русским флотоводцем

и ученым адмиралом С.О.Макаровым. Во время Первой мировой войны ко-

мандование русским Черноморским флотом использовало открытие

С.О.Макарова при разработке планов минирования Босфора.

7 класс.

Тема ««Работа и мощность. Энергия»

Механическая работа

Проблемные задачи.

1. Мощность шестицилиндрового двигателя современного автомобиля для

сельского хозяйства ГАЗ-6008 126 л.с. Какую работу этот автомобиль может

совершить за 8 ч?

(Ответ: 736 кВт/ч.)

1.

Экскаватор поднимает ковшом грунт на высоту 4 м. Сила тяжести,

действующая на грунт, 12 ООО Н. Какая работа при этом совершается?

2.

Какую работу совершает трактор при вспашке 1 га, если ширина захвата

плуга 1,2 м, а сила тяги его 15 ООО Н?

Проблемные вопросы. 1. Учитель знакомит учащихся с документальным

рассказом Б.Полевого о том, как 7 ноября 1941 года сразу после парада на

Красной площади советские танки двинулись на фронт под Тулу.

С ходу вступили в бой. Танк KB, на котором механиком-водителем был

комсомолец Григорьев, подбил два вражеских танка, но тут в разгаре боя что-то

случилось с подачей топлива из баков к двигателю. KB замер. Врагов

заинтересовала новая машина. Они решили перетащить танк к себе в тыл. Два

вражеских танка взяли стальными тросами танк на буксир. К этому времени

Григорьев уже подключил запасные баки с топливом, дал задний ход, и его

могучая машина потащила за собой оба неприятельских танка в распоряжение

своей части. Отважный танкист был удостоен звания Героя Советского Союза.

Какова причина того, что один танк смог тащить за собой целых два

неприятельских танка?

2. Два ученика одновременно поднимают с пола и ставят на стол разные грузы:

1 Н и 5 Н. Почему говорят, что второй ученик развил большую мощность? (Так

как за то же время он выполнил в 5 раз большую работу.)

3. Человек, пользуясь лопатой, за 1 час может перебросить 4 т зерна, а

зернопульт 30 т и на большее расстояние. Во сколько раз мощность зернопульта

больше мощности человека?

Проблемные задачи.

1.

Направляя свое тело в глубину океана, кит могучим движением хвоста,

мощность которого 360 кВт, достигает глубины 1000 м при скорости

движения 36 км/ч. Какая совершается при этом работа? Почему тело кита

плавает в воде?

2.

Возможна моментальная, или взрывоопасная, отдача энергии в таких

видах спорта, как толкание ядра или прыжки в высоту. Наблюдения

показали, что при прыжках в высоту с одновременным отталкиванием

обеими ногами некоторые мужчины развивают в течение 0,1 с среднюю

мощность около 3700 Вт, а женщины — 2600 Вт. Во сколько мощность

мужчин больше, чем мощность женщин?

3.

Какую мощность должен развивать двигатель для обеспечения подъема

самолета на высоту 1 км за 2 мин, если сила тяжести, действующая на са-

молет, 30 000 Н?

4.Мощность двигателя современного автомобиля-гиганта БелАЗ-7521

составляет 2300 л.с.

Скольким двигателям первого советского автомобиля АМО-Ф15 он равен по

мощности, если последний развивал мощность 35 л.с. (Ответ: 65.)