7 класс Открытый урок: «Измерение – основа техники

7 класс
Открытый урок:
«Измерение
– основа техники»
Подготовил: учитель физики
МБВ(С)ОУ В(С)ОШ №39
Шевченко Наталья Александровна
Цель урока: научиться измерять различные физические величины:
длину, ширину и высоту предметов прямоугольной формы, объем,
время, массу, температуру; вычислять объем тел прямоугольной
формы.
Оборудование: линейки, рулетка, мензурки, часы, рычажные весы,
набор гирь, спиртовые термометры, сосуды с горячей и холодной
водой.
Измерение физической величины – совокупность операций по
применению технического средства, хранящего единицу
физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения
(в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и
получение значения этой величины.
Иными словами, измерить физическую величину – это значит
сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу
измерения.
Для измерения физических величин используют физические
приборы.
Например, амперметром измеряют силу тока.
Вольтметром – электрическое напряжение.
Сегодня мы научимся пользоваться некоторыми физическими
приборами для измерения физических величин.
I. Измерение длины, вычисление площади
предметов прямоугольной формы.
Учащиеся делятся на три группы. Каждой группе раздаются различные тела
прямоугольной формы (деревянный брусок, учебник, картонная коробка) и
линейки.
Нужно измерить длину предмета и ширину.
Длина — физическая величина, числовая характеристика протяжённости
линий. В узком смысле под длиной понимают линейный размер предмета в
продольном направлении (обычно это направление наибольшего размера), то
есть расстояние между его двумя наиболее удалёнными точками, измеренное
горизонтально, в отличие от высоты, которая измеряется в вертикальном
направлении, а также ширины или толщины, которые измеряются поперёк
объекта (под прямым углом к длине). В физике термин «длина» обычно
используется как синоним «расстояния» и обозначается L или l.
В ряду других пространственных величин длина — это величина единичной
размерности, тогда как площадь — двухмерная, объём — трёхмерная. В
большинстве систем измерений единица длины — одна из фундаментальных
единиц измерения, на основе которых образуются другие единицы. В
международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр.
Метрическая система
Метрическая система считается самой удобной из всех
придуманных из-за своей простоты. В основе метрической системе
лежит единица измерения метр. Все остальные единицы измерения
являются кратными степеням десяти от метра (например,
километр — это 10³ метров и т. п.), что позволяет облегчить
подсчёты. До 1960 года у метра был специальный эталон, ныне
хранящийся в Париже. Сегодня, по определению, метр равен
расстоянию, которое проходит свет в вакууме за 1/299 792 458
долю секунды.
Учащиеся выполняют измерения длины и ширины тел, вычисляют
площадь по формуле:
S = l*b, где l – длина предмета, b – ширина предмета.
II. Измерение объемов тел.
Объём
— количественная характеристика пространства,
занимаемого телом или веществом. Объём тела или вместимость
сосуда определяется его формой и линейными размерами. С
понятием объёма тесно связано понятие вместимость, то есть
объём внутреннего пространства сосуда, упаковочного ящика
и т. п. Синонимом вместимости частично является ёмкость, но
словом ёмкость обозначают также сосуды.
Принятые единицы измерения — в СИ и производных от неё —
кубический метр, кубический сантиметр, литр (кубический
дециметр) и т. д.
Слово «объём» также используют в переносном значении для
обозначения общего количества или текущей величины. Например,
«объём спроса», «объём памяти», «объём работ». В
изобразительном искусстве объёмом называется иллюзорная
передача
пространственных
характеристик
изображаемого
предмета художественными методами.
Учащиеся измеряют высоту тела прямоугольной формы и
вычисляют его объем, используя формулу:
V = l*b*c, где с – высота предмета.
Рассчитать объем тела прямоугольной формы легко. А как
определить объем тела неправильной геометрической формы?
Для этого используют мензурку.
Каждой группе учащихся раздается тело неправильной
геометрической формы и мензурка с водой.
Для определения объема тела нужно измерить начальный объем
воды в мензурке, полностью погрузить тело в воду, измерить объем
воды вместе с телом. Рассчитать объем тела по формуле:
Vт = Vв – V0в, где Vв – объем воды с телом, V0в –
начальный объем воды в мензурке.
III. Измерение времени.
Вре́мя —
одно из основных понятий философии и физики,
условная сравнительная мера движения материи, а также одна из
координат пространства-времени, вдоль которой протянуты
мировые линии физических тел.
В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в
одном направлении — из прошлого, через настоящее в будущее)[1],
внутри которого происходят все существующие в бытии процессы,
являющиеся фактами.
В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет
три аспекта:
 координаты события на временной оси. На практике это
текущее время: календарное, определяемое правилами
календаря, и время суток, определяемое какой-либо системой
счисления (шкалой) времени (примеры: местное время,
всемирное координированное время);
 относительное время, временной интервал между двумя
событиями;
 субъективный
параметр
при
сравнении
нескольких
разночастотных процессов.
Измеряют время прибором, называемым часы. Часы бывают
наручные, песочные, водяные, механические, электронные,
солнечные,
даже живые – петух, некоторые растения.
Единица измерения времени в СИ – секунда.
Учитель берет секундомер, и все вместе выполняют хронометраж
работы сердца. Ученики находят у себя пульс и подсчитывают
число ударов за 15 с, умножают на 4 – получают число ударов
сердца за 1 минуту.
Затем учитель предлагает попрыгать 1 минуту. Снова
подсчитывается число ударов сердца за 1 минуту. Оно изменилось
– стало больше.
IV. Измерение массы тела.
Масса –
скалярная физическая величина, характеризующая меру
инертности тел (Инертность — свойство тела в большей или
меньшей степени препятствовать изменению своей скорости).
Одним из приборов для определения массы являются весы.
Единица измерения массы в СИ – килограмм.
Килограмм определяется как масса международного эталона
килограмма, хранящегося в Международном бюро мер и весов
(расположено в г. Севр близ Парижа) и представляющего собой
цилиндр диаметром и высотой 39.17 мм из платино-иридиевого
сплава (90 % платины, 10 % иридия). Первоначально килограмм
определялся как масса одного кубического дециметра (литра)
чистой воды при температуре 4 °C и стандартном атмосферном
давлении на уровне моря.
Каждой группе учащихся выдаются различные тела и рычажные
весы.
Нужно измерить массу тел.
Учитель объясняет устройство рычажных весов и правила
определения на них массы.
V. Измерение температуры.
Температура тела
— комплексный показатель теплового
состояния организма животных и человека.
Понижение
(гипотермия)
или
повышение
(гипертермия)
температуры тела на несколько градусов нарушает процессы
жизнедеятельности и может привести к охлаждению или
перегреванию организма и даже к его гибели. При многих
заболеваниях температура тела повышается до определённых
пределов и регулируется организмом на новом уровне, например
при лихорадке или простуде.
В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая
температура входит в состав семи основных единиц и выражается в
Кельвинах. В состав производных величин СИ, имеющих
специальное название, входит температура Цельсия, измеряемая в
градусах Цельсия[1]. На практике часто применяют градусы
Цельсия из-за исторической привязки к важным характеристикам
воды — температуре таяния льда (0 °C) и температуре кипения
(100 °C). Это удобно, так как большинство климатических
процессов, процессов в живой природе и т. д. связаны с этим
диапазоном. Изменение температуры на один градус Цельсия
тождественно изменению температуры на один Кельвин. Поэтому
после введения в 1967 г. нового определения Кельвина,
температура кипения воды перестала играть роль неизменной
реперной точки и, как показывают точные измерения, она уже не
равна 100 °C, а близка к 99,975 °C[2].
Существуют также шкалы Фаренгейта и некоторые другие.
Измеряют температуру прибором, называемым термометром.
Бывают самые разные термометры: медицинский, родниковый,
уличный.
Каждой группе учащихся выдаются спиртовые термометры и
сосуды с горячей и холодной водой. Учитель объясняет правила
измерения и техники безопасности при работе с термометрами.
Учащиеся измеряют температуру воздуха в классе, холодной и
горячей воды.
Заключительное слово.
В быту, технике, при изучении
физических явлений часто приходится выполнять различные
измерения. Сегодня учащиеся узнали новое про некоторые
физические величины, приборы, которыми их измеряют, единицы
измерения, попрактиковались сами измерять длину, высоту и
ширину предметов, объем тел, время, массу и температуру.
Физика как наука обладает необыкновенным свойством. Изучая
самые простые явления, можно вывести общие законы. Изучайте
различные явления и поймете, как они связаны между собой,
узнаете имена многих ученых, открывших важнейшие законы.