Старт в науке. Проект "Физический прибор своими руками" Простые приборы по физике своими руками

На школьных уроках физики учителя всегда говорят, что физические явления повсюду в нашей жизни. Только мы частенько об этом забываем. Меж тем, удивительное рядом! Не думайте, что для организации физических опытов на дому вам потребуется что-то сверхъестественное. И вот вам несколько доказательств;)

Магнитный карандаш

Что необходимо приготовить?

Батарейку.
Толстый карандаш.
Медную изолированную проволоку диаметром 0,2–0,3 мм и длиной несколько метров (чем больше, тем лучше).
Скотч.

Проведение опыта

Намотайте проволоку вплотную виток к витку на карандаш, не доходя до его краев по 1 см. Кончился один ряд - наматывайте другой сверху в обратную сторону. И так, пока не закончится вся проволока. Не забудьте оставить свободными два конца проволоки по 8–10 см. Чтобы витки после намотки не разматывались, закрепите их скотчем. Зачистите свободные концы проволоки и подсоедините их к контактам батарейки.

Что произошло?

Получился магнит! Попробуйте поднести к нему маленькие железные предметы - скрепку, шпильку. Притягиваются!

Повелитель воды

Что необходимо приготовить?

Палочку из оргстекла (например, ученическую линейку или обычную пластмассовую расчёску).
Сухую тряпочку из шёлка или шерсти (например, шерстяной свитер).

Проведение опыта

Откройте кран, чтобы текла тонкая струйка воды. Сильно потрите палочку или расчёску о приготовленную тряпочку. Быстро приблизьте палочку к струйке воды, не касаясь её.

Что произойдёт?

Струя воды изогнётся дугой, притягиваясь к палочке. Попробуйте то же самое сделать с двумя палочками и посмотрите, что получится.

Волчок

Что необходимо приготовить?

Бумагу, иголку и ластик.
Палочку и сухую шерстяную тряпочку из предыдущего опыта.

Проведение опыта

Управлять можно не только водой! Вырежьте полоску бумаги шириной 1–2 см и длиной 10–15 см, изогните по краям и посередине, как показано на рисунке. Воткните иголку острым концом в ластик. Уравновесьте заготовку-волчок на иголке. Подготовьте «волшебную палочку», потрите её о сухую тряпочку и поднесите к одному из концов бумажной полоски сбоку или сверху, не касаясь её.

Что произойдёт?

Полоска станет раскачиваться вверх-вниз, как качели, или будет крутиться, как карусель. А если вы сможете вырезать из тонкой бумаги бабочку, то опыт будет ещё интереснее.

Лед и пламя

(опыт проводится в солнечный день)

Что необходимо приготовить?

Небольшую чашку с круглым дном.
Кусочек сухой бумажки.

Проведение опыта

Налейте в чашку воды и поставьте в морозилку. Когда вода превратится в лёд, выньте чашку и поставьте в ёмкость с горячей водой. Через некоторое время лёд отделится от чашки. Теперь выйдите на балкон, положите кусочек бумажки на каменный пол балкона. Куском льда сфокусируйте солнце на бумажке.

Что произойдёт?

Бумага должна обуглиться, ведь в руках уже не просто лед… Вы догадались, что сделали лупу?

Неправильное зеркало

Что необходимо приготовить?

Прозрачную банку с плотно закрывающейся крышкой.
Зеркало.

Проведение опыта

Налейте в банку воды с излишком и закройте крышкой, чтобы внутрь не попали пузыри воздуха. Приставьте банку к зеркалу крышкой вверх. Теперь можно смотреться в «зеркало».

Приблизьте лицо и посмотрите внутрь. Там будет уменьшенное изображение. Теперь начинайте наклонять банку в сторону, не отрывая от зеркала.

Что произойдёт?

Отражение вашей головы в банке, само собой, будет тоже наклоняться, пока не окажется перевёрнутым вниз, при этом ног так и не будет видно. Поднимите банку, и отражение вновь перевернётся.

Коктейль с пузырьками

Что необходимо приготовить?

Стакан с крепким раствором поваренной соли.
Батарейку от карманного фонарика.
Два кусочка медной проволоки длиной примерно по 10 см.
Мелкую наждачную бумагу.

Проведение опыта

Зачистите концы проволоки мелкой наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому полюсу батарейки по одному концу проволочек. Свободные концы проволочек опустите в стакан с раствором.

Что произошло?

Вблизи опущенных концов проволоки будут подниматься пузырьки.

Батарейка из лимона

Что необходимо приготовить?

Лимон, тщательно вымытый и насухо вытертый.
Два кусочка медной изолированной проволоки примерно 0,2–0,5 мм толщиной и длиной 10 см.
Стальную скрепку для бумаги.
Лампочку от карманного фонарика.

Проведение опыта

Зачистите противоположные концы обеих проволок на расстоянии 2–3 см. Вставьте в лимон скрепку, прикрутите к ней конец одной из проволочек. Воткните в лимон в 1–1,5 см от скрепки конец второй проволочки. Для этого сначала проткните лимон в этом месте иголкой. Возьмите два свободных конца проволочек и приложи к контактам лампочки.

Что произойдёт?

Лампочка загорится!

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Аннотация

В этом учебном году я начал изучать эту очень интересную, необходимую каждому человеку науку. С самого первого урока физика меня увлекла, зажгла во мне костёр желания узнавать новое и докапываться до истины, вовлекла в раздумья, навела на интересные идеи…

Физика - это не только научные книги и сложные приборы, не только огромные лаборатории. Физика - это еще и фокусы, показанные в кругу друзей, это смешные истории и забавные игрушки-самоделки. Физические опыты можно делать с поварешкой, стаканом, картофелиной, карандашом шарами, стаканами, карандашами, пластиковыми бутылками, монетами, иголками и т.д. Гвозди и соломинки, спички и консервные банки, обрезки картона и даже капельки воды - все пойдет в дело! (3)

Актуальность: физика наука экспериментальная и создание приборов своими руками способствует лучшему усвоению законов и явлений.

Много различных вопросов возникает при изучении каждой темы. На многие может ответить учитель, но насколько чудесно добыть ответы путём собственного самостоятельного исследования!

Цель: сделать приборы по физике для демонстрации некоторых физических явлений своими руками, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу.

Задачи:

Изучить научную и популярную литературу.

Научиться применять научные знания для объяснения физических явлений.

Сделать приборы, вызывающие большой интерес у учащихся.

Пополнение кабинета физики самодельными приборами, изготовленными из подручных материалов.

Более глубоко рассмотреть вопрос практического использования законов физики.

Продукт проекта: приборы, сделанные своими руками, видео физических опытов.

Результат проекта: заинтересованность учащихся, формирование представления у них о том, что физика как наука не оторвана от реальной жизни, развитие мотивации к обучению физики.

Методы исследования: анализ, наблюдение, эксперимент.

Работа проводилась по следующей схеме:

Постановка проблемы.

Изучение информации из разных источников по данной проблеме.

Выбор методов исследования и практическое овладение ими.

Сбор собственного материала - комплектование подручных материалов, проведение опытов.

Анализ и обобщение.

Формулировка выводов.

В ходе работы применялись следующие физические методики исследований :

I. Физический опыт

Проведение опыта состояло из следующих этапов:

Уяснение условий опыта.

Этот этап предусматривает знакомство с условиями проведения эксперимента, определение перечня необходимых подручных приборов и материалов и безопасных условий при проведении опыта.

Составление последовательности действий.

На этом этапе намечался порядок проведения опыта, в случае необходимости добавлялись новые материалы.

Проведение опыта.

Моделирование является основой любого физического исследования. При проведении опытов мы моделировали устройство фонтана, воспроизводили старинные опыты: «Ваза Тантала», «Картезианский водолаз», создавали физические игрушки и приборы для демонстрации физических законов и явлений.

Всего нами моделировано, проведено и научно объяснено 12 занимательных физических опытов.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Физика в переводе с греческого - наука о природе.Физика изучает явления, которые происходят и в космосе, и в земных недрах, и на земле, и в атмосфере - словом, повсюду. Такие общераспространённые явления называются физическими явлениями.

Наблюдая незнакомое явление, физики стараются понять, как и почему оно происходит. Если, например, явление происходит быстро или редко встречается в природе, физики стремятся увидеть его ещё столько раз, сколько необходимо для того, чтобы выявить условия, при которых оно происходит, и установить соответствующие закономерности. Если есть возможность, учёные воспроизводят изучаемое явление в специально оборудованном помещении - лаборатории. Они стараются не только рассмотреть явление, но и произвести измерения. Всё это учёные - физики называют опытом или экспериментом.

Наблюдением не заканчивается, а только лишь начинается изучение явления. Полученные в ходе наблюдения факты надо объяснить, используя уже имеющиеся знания. Это этап теоретического осмысления.

Для того чтобы убедиться в правильности найденного объяснения, ученые проводят его опытную проверку. (6)

Таким образом, изучение физического явления обычно проходит следующие этапы:

Проводя свои научные забавы в домашних условиях, я разработал основные действия, которые позволяют успешно провести эксперимент:

К домашним экспериментальным заданиям я выдвигаю такие требования:

безопасность при проведении;

минимальные материальные затраты;

простота по выполнению;

ценность в изучении и понимании физики.

Мной проведено множество опытов по различным темам курса физики 7 класса. Представлю некоторые из них, по моему мнению, самые интересные и в то же время простые в выполнении.

2.2 Опыты и приборы по теме «Механические явления»

Опыт №1. «Катушка - ползушка »

Материалы: деревянная катушка от ниток, гвоздь (или деревянная шпажка), мыло, резинка.

Последовательность действий

Является трение вредным или полезным?

Чтобы лучше это понять, сделать игрушку катушку-ползушку. Это — самая простая игрушка с резиновым мотором.

Возьмём обыкновенную старую катушку от ниток и перочинным ножом зазубрим края обеих ее щечек. Полоску резины длиной 70—80 мм сложим пополам и протолкнём в отверстие катушки. В петлю резинки, которая выглядывает с одного конца, заложим обломок спички длиной 15 мм.

К другой щечке катушки приложим шайбу из мыла. Вырежем кружок из твердого, сухого обмылка толщиной около 3 мм. Диаметр кружка нужен около 15 мм, диаметр отверстия в нем — 3 мм На мыльную шайбу положим новенький, блестящий стальной гвоздь длиной 50—60 мм и поверх этого гвоздя свяжи концы резинки надежным узлом. Поворачивая гвоздь, заведём катушку-ползушку до тех пор, пока не начнет прокручиваться обломок спички о другой стороны.

Поставим катушку на пол. Резинка, раскручиваясь, повезет катушку, а конец гвоздя будет скользить по полу! Как ни проста эта игрушка я знал ребят, которые мастерили сразу по нескольку таких «ползушек» и устраивали целые «танковые бои», Побеждала катушка, подмявшая другую под себя, или опрокинувшая ее, или сбросившая со стола. «Побежденных» убирали с «поля боя». Наигравшись с катушкой-ползушкой, вспомним, что это не просто игрушка, а научный прибор.

Научное объяснение

Где же здесь встречается трение? Начнем с обломка спички. Когда заводим резинку, она натягивается и все крепче прижимает обломок к щечке катушки. Между обломком и щечкой имеется трение. Если бы этого трения не было, обломок спички вертелся бы совершенно свободно и катушку-ползушку вообще не удалось бы завести даже на один оборот! А чтобы она заводилась еще лучше, делаем в щечке ложбинку для спички. Значит, здесь трение полезно. Оно помогает работе сделанного нами механизма.

А с другой щечкой катушки дело обстоит совершенно наоборот. Здесь гвоздь должен вращаться как можно легче, как можно свободнее. Чем легче он скользит по щечке, тем дальше уедет катушка-ползушка. Значит, здесь трение вредно. Оно мешает работе механизма. Его нужно уменьшить. Поэтому-то и подложена между щечкой и гвоздем мыльная шайба. Она уменьшает трение, она играет роль смазки.

Теперь рассмотрим края щечек. Это «колеса» нашей игрушки, их зазубрим ножом. Для чего? Да для того, чтобы они лучше сцеплялись с полом, чтобы создавали трение, не «буксовали», как говорят машинисты и шоферы. Здесь трение полезно!

Да, есть у них такое словечко. Ведь в дождь или в гололед колеса локомотива буксуют, прокручиваются на рельсах, не может он взять с места тяжелый состав. Приходится машинисту включать приспособление, которое сыплет на рельсы песок. Для чего? Да для того, чтобы увеличить трение. И при торможении в гололед на рельсы тоже сыплется песок. Иначе и не остановишь! А на колеса автомобиля при езде по скользкой дороге надевают специальные цепи. Они тоже увеличивают трение,: улучшают сцепление колес с дорогой.

Вспомним: трение останавливает автомобиль, когда кончится весь бензин. Но если бы не было трения колес о дорогу, автомобиль и с полным баком бензина не смог бы тронуться с места. Его колеса проворачивались бы, буксовали бы, словно на льду!

Наконец, у катушки-ползушки есть трение еще в одном месте. Это трение конца гвоздя об пол, по которому он ползет вслед за катушкой. Вот это трение — вредное. Оно мешает, оно задерживает движение катушки. Но тут трудно что-либо сделать. Разве что отшлифовать конец гвоздя мелкой шкуркой. Как ни проста наша игрушка, она помогла разобраться.

Там, где части механизма должны двигаться, трение вредно и его надо уменьшать.А там, где части не должны двигаться, где нужно хорошее сцепление, там трение полезно и его нужно увеличивать.

И еще трение необходимо в тормозах. У ползушки их нет, она и так едва ползет. А у всех настоящих колесных машин тормоза есть: без тормозов ездить было бы слишком опасно.(9)

Опыт №2. «Колесо на горке »

Материалы: картон или плотная бумага, пластилин, краски(чтобы раскрасить колесо)

Последовательность действий

Редко увидишь, чтобы колесо катилось вверх само собой. Но мы попробуем сделать такое чудо. Из картона или плотной бумаги склеим колесо. На внутреннюю сторону прилепим изрядный кусок пластилина где-нибудь в одном месте.

Готово? Теперь поставим колесо на наклонную плоскость (горку) так, чтобы кусок пластилина был наверху и немного со стороны подъема. Если теперь отпустить колесо, то за счет дополнительного груза оно преспокойно покатится вверх! (2)

Действительно, катится вверх. А потом и вовсе останавливается на склоне. Почему? Вспомните игрушку Вантка-встанька. При отклонении Ваньки, попытке его положить, центр тяжести игрушки поднимается. Так она сделана. Вот он и стремится к положению, в котором его центр тяжести располагается ниже всего, и…встает. Для нас выглядит парадоксально.

С колесом на горке то же самое.

Научное объяснение

Когда мы прилепляем пластилин, то смещаем центр тяжести объекта так, что он быстрее вернется в состояние равновесия (минимума потенциальной энергии, низшего положения центра тяжести) катясь вверх. А потом, когда это состояние будет достигнуто, он и вовсе останавливается.

И в том и другом случае внутри объёма малой плотности присутствует грузило (у нас пластилин), в результате чего игрушка стремится занять строго определённое конструкцией положение, из-за смещения центра тяжести.

Все в мире стремится к состоянию равновесия.(2)

Опыт№1 «Картезианский водолаз»

Материалы: бутылка, пипетка (или спички утяжелённые проволокой), фигурка водолаза(или любая другая)

Последовательность действий

Этому занимательному опыту около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия — Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «картезианский водолаз». Прибор представлял из себя стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.(8)

Проделаем этот опыт попроще: роль водолаза будет выполнять пипетка, а сосудом послужит обыкновенная бутылка. Наполним бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края. Возьмём пипетку, наберём в нее немного воды и опустим в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала. Теперь, приложив большой палец или мягкую часть ладони к горлышку бутылки так, чтобы закрыть его отверстие, нажмите на слой воздуха, который находится над водой. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальца или ладони — она снова всплывет. Мы немного сжали воздух в горлышке бутылки, и это давление передалось воде.(9)

Если в начале опыта «водолаз» вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке.

Научное объяснение

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на воздух в горлышке бутылки вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

Этот прибор можно усовершенствовать, натянув на горлышко бутылки кусочек велосипедной камеры или пленки от воздушного шарика. Тогда легче будет управлять нашим «водолазом». Вместе с пипеткой у нас ещё плавали водолазы из спичек. Их поведение легко объясняется законам Паскаля. (4)

Опыт №2. Сифон - "Ваза Тантала"

Материалы: резиновая трубка, прозрачная ваза, ёмкость (в которую будет уходить вода),

Последовательность действий

В конце прошлого века существовала игрушка, которая называлась «Ваза Тантала». Она, как и знаменитый «Картезианский водолаз», пользовалась большим успехом у публики. Игрушка эта тоже была основана на физическом явлении — на действии сифона, трубки, из которой вода вытекает даже тогда, когда ее загнутая часть находится выше уровня воды. Важно только, чтобы трубка сначала была вся заполнена водой.

При изготовлении этой игрушки придется использовать свои способности скульптора.

Но откуда такое странное название— «Ваза Тантала»? Существует греческий миф о лидийском царе Тантале, который был осужден Зевсом на вечные муки. Он должен был все время страдать от голода и жажды: стоя в воде, никак не мог напиться. Вода дразнила его, поднимаясь до самого рта, но стоило Танталу немного наклониться к ней, как она мгновенно исчезала. Спустя некоторое время вода опять появлялась, опять исчезала, и так продолжалось все время. То же самое происходило и с плодами деревьев, которыми он мог бы утолить голод. Ветки мгновенно отодвигались от его рук, как только он хотел сорвать плоды.

Так вот, на эпизоде с водой, с ее периодическим появлением и исчезновением, и основана игрушка, которую мы можем сделать. Возьмём пластиковый сосуд из-под упаковки торта, и в дне просверлим небольшое отверстие. Если у вас такого сосуда нет, то придется взять литровую банку и очень осторожно дрелью просверлить в ее дне отверстие. С помощью круглых напильников отверстие в стекле можно постепенно увеличить до нужного размера.

Прежде чем лепить фигурку Тантала, сделайте приспособление для выпуска воды. В отверстие в дне сосуда плотно вставляется резиновая трубка. Внутри сосуда трубка загибается петлей, ее конец доходит до самого дна, но в дно не упирается. Верхняя часть петли должна будет находиться на уровне груди будущей фигурки Тантала. Сделав заметки на трубке, для удобства работы выньте ее из сосуда. Облепите петлю пластилином и придайте ему форму скалы. А перед ней поместите вылепленную из пластилина фигурку Тантала. Нужно, чтобы Тантал стоял во весь рост с наклоненной к будущему уровню воды головой и с открытым ртом. Каким представляли мифического Тантала, никто не знает, поэтому не скупитесь на фантазию, пусть он у вас выглядит даже карикатурно. Но чтобы фигурка устойчиво стояла на дне сосуда, вылепите ее в широком, длинном халате. Конец трубки, который будет в сосуде, пусть незаметно выглядывает около дна из пластилиновой скалы.

Когда все будет готово, поставьте сосуд на доску с отверстием для трубки, а под трубку установите посудину для слива воды. Эти приспособления задрапируйте, чтобы не было видно, куда исчезает вода. Когда будете лить воду в банку с Танталом, отрегулируйте струю, чтобы она была тоньше той струи, которая будет вытекать.(4)

Научное объяснение

У нас получился автоматический сифон. Вода постепенно заполняет банку. Заполняется и резиновая трубка до самого верха петли. Когда трубка заполнится, вода начнет вытекать и будет вытекать до тех пор, пока ее уровень не станет ниже выходного отверстия трубки у ног Тантала.

Вытекание прекращается, и сосуд наполняется вновь. Когда вся трубка опять наполнится водой, вода снова начнет вытекать. И так будет продолжаться все время, пока в сосуд льется струйка воды.(9)

Опыт №3. «Вода в решете »

Материалы: бутылка с крышкой, иголка (чтобы сделать отверстия в бутылке)

Последовательность действий

Когда пробка не открыта, атмосфера выдавливает воду из бутылки, в которой проделаны крошечные отверстия. Но если пробку закрутить, на воду действует только давление воздуха в бутылке, а его давление мало и вода не выливается! (9)

Научное объяснение

Это один из опытов, демонстрирующий атмосферное давление.

Опыт №4. «Самый простой фонтан »

Материалы: стеклянная трубка, резиновая трубка, ёмкость.

Последовательность действий

Для того чтобы соорудить фонтан, возьмём пластиковую бутылку с отрезанным дном или стекло от керосиновой лампы, подбери пробку, закрывающую узкий конец. В пробке сделаем сквозное отверстие. Его можно просверлить, провертеть граненым шилом или прожечь раскаленным гвоздем. В отверстие должна плотно входить стеклянная трубка, изогнутая в форме буквы «П» или пластиковая трубочка.

Зажмём пальцем отверстие трубки, перевернём бутылку или ламповое стекло вверх дном и наполним водой. Когда откроешь выход из трубки, вода забьет из нее фонтаном. Он будет работать до тех пор, пока уровень воды в большом сосуде не сравняется с открытым концом трубки.(3)

Научное объяснение

Я сделал фонтан работающий на свойстве сообщающихся сосудов.

Опыт №5. «Плавание тел »

Материалы: пластилин.

Последовательность действий

Я знаю, что на тела, по-гру-жен-ные в жид-кость или газ, дей-ству-ет вы-тал-ки-ва-ю-щая сила. Но не все тела плавают в воде. Так например если кусок пластилина бросить в воду, он утонет. Но если слепить из него кораблик он будет плавать. На этой модели можно изучить плавание судов.

Опыт №6. «Капля масла»

Материалы: спирт, вода, растительное масло.

Все знают, что если капнуть масло на воду, то оно растечется тонким слоем. Но я поместил капельку масла в состояние невесомости. Зная законы плавания тел, я создал условия, при которых капля масла принимает практически шарообразную форму и находится внутри жидкости.

Научное объяснение

Тела плавают в жидкости если их плотность меньше плотности жидкости. В объёмной фигуре кораблика средняя плотность меньше плотности воды. Плотность масла меньше плотности воды, но больше плотности спирта, поэтому если аккуратно вливать спирт в воду, то масло тонет в спирте, но всплывает на границе раздела жидкостей. Поэтому капельку масла я поместил в состояние невесомости, и она принимает практически шарообразную форму. (6)

Опыт №1. «Конвекционные потоки»

Материалы: бумажная змея, источник тепла.

Последовательность действий

Есть на свете хитрая змея. Она лучше людей чувствует движение потоков воздуха. Сейчас мы проверим, действительно ли так неподвижен воздух в закрытой комнате.

Научное объяснение

Хитрая змея действительно замечает то, чего люди не видят. Она чувствует, когда воздух поднимается вверх. С помощью конвекции - потоки воздуха движутся: теплый воздух поднимается вверх. Он и вертит хитрую змею. Конвекционные потоки постоянно окружают нас в природе. В атмосфере конвекционные потоки-это ветра, круговорот воды в природе.(9)

2.5 Опыты и приборы по теме «Световые явления»

Опыт №1. «Камера обскура »

Материалы: цилиндрической коробки от чипсов Pringles, тонка бумага.

Последовательность действий

Маленькую камеру обскуру легко сделать из жестянки или еще лучше - из цилиндрической коробки от чипсов Pringles. С одной стороны иголкой прокалывается аккуратная дырочка, с другой - днище заклеивается тонкой полупрозрачной бумагой. Камера обскура готова.

Но намного интереснее делать с помощью камеры обскуры настоящие фотографии. В спичечном коробке, выкрашенном черной краской, вырежьте небольшое отверстие, заклейте его фольгой и проколите иглой крохотную дырочку не более 0,5 мм в диаметре.

Пропустите через спичечный коробок фотопленку, загерметизировав все щели, чтобы не засветить кадры. "Объектив", то есть дырочку в фольге, нужно чем-нибудь заклеивать ли плотно прикрывать, имитируя затвор. (09)

Научное объяснение

Камера обскура работает на законах геометрической оптики.

2.6 Опыты и приборы по теме «Электрические явления»

Опыт №1. «Электротрусишка »

Материалы: пластилин (чтобы вылепить голову трусишке), эбонитовые полочки

Последовательность действий

Вылепи из пластилина голову с самой испуганной рожицей, какую только сумеешь, и насади эту голову на авторучку (разумеется, закрытую). Ручку укрепи в какой-нибудь подставке. Из станиолевой обертки от плавленого сырка, чая, шоколада сделай трусишке шапочку и приклей ее к пластилиновой голове. «Волосы» нарежь из папиросной бумаги полосками по 2—3 мм шириной и сантиметров по 10 длиной и приклей к шапочке. Эти бумажные космы будут свисать в беспорядке.

А теперь хорошенько наэлектризуй палочку и поднеси ее к трусишке. Он страшно боится электричества; волосы на голове у него зашевелились, Коснись палочкой станиолевой шапочки. Даже проведи боком палочки по свободному участку станиоля. Ужас электротрусишки дойдет до предела: волосы его поднимутся дыбом!Научное объяснение

Опыты с трусишкой показали, что электричество может не только притягивать, но и отталкивать. Существует два вида электричества "+" и "-". В чем же разница между положительным и отрицательным электричеством? Одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются.(5)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все явления, наблюдаемые при проведении занимательных опытов, имеют научное объяснение, для этого мы использовали фундаментальные законы физики и свойства окружающей нас материи - законы гидростатики и механики, закон прямолинейности распространения света, отражение, электромагнитные взаимодействия.

В соответствии с поставленной задачей все опыты проведены с использованием только дешевых, малогабаритных подручных материалов, при их проведении изготовлены самодельные приборы, в том числе, прибор для демонстрации элекризации опыты безопасные, наглядные, простые по конструкции

Вывод:

Анализируя результаты занимательных опытов, я убедился, что школьные знания вполне применимы для решения практических вопросов.

Мною были проведены различные опыты. В результате наблюдения, сравнения, вычислений, измерений, экспериментов я пронаблюдал следующие явления и законы:

Естественная и вынужденная конвекция, сила Архимеда, плавание тел, инерция, устойчивое и неустойчивое равновесие, закон Паскаля, атмосферное давление, сообщающийся сосуды, гидростатическое давление, трение, электризация, световые явления.

Мне понравилось делать самодельные приборы, проводить опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

Я буду продолжать изучение этой интересной науки;

Я надеюсь, что мои одноклассники заинтересуются этой проблемой, а я постараюсь помочь им;

В дальнейшем я буду проводить новые эксперименты.

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне. А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

Список изученной литературы и интернет ресурсов

М.И. Блудов «Беседы по физике», Москва, 1974г.

А. Дмитриев «Дедушкин сундук» , Москва, «Диво», 1994г.

Л. Гальперштейн «Здравствуй, физика», Москва, 1967г.

Л. Гальперштейн «Забавная физика" ,Москва, «Детская литература», 1993г.

Ф.В. Рабиза «Забавная физика», Москва, «Детская литература», 2000г.

Я.И. Перельман «Занимательные задачи и опыты», Москва, «Детская литература»1972г.

А. Томилин «Хочу все знать», Москва, 1981г.

Журнал "Юный техник"

//class-fizika.spb.ru/index.php/opit/659-op-davsif

а- Давыдов Рома Руководитель: учитель физики- Ховрич Любовь Владимировна Новоуспенка – 2008

Цель: Сделать прибор, установку по физике для демонстрации физических явлений своими руками. Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.

ГИПОТЕЗА: Сделанный прибор, установка по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке. При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.

Задачи: Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся. Сделать приборы отсутствующие в лаборатории. сделать приборы вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.

ОПЫТ 1: Вынужденные колебания. При равномерном вращении ручки мы видим, что на груз через пружину будет передаваться действие периодически измененной силы. Изменяясь с частотой, равной частоте вращения ручки, эта сила заставит груз совершать вынужденные колебания Резонанс-это явление резкого возрастание амплитуды вынужденных колебаний.

Вынужденные колебания

ОПЫТ 2: Реактивное движение. На штативе в кольце установим воронку, к ней прикрепим трубку с наконечником. В воронку нальем воду, и когда вода начнет вытекать с конца, то трубка отклонится в противоположную сторону. Это и есть реактивное движение. Реактивное движение- это движение тела, возникающее при отделении от него с какой либо скоростью некоторой его части.

Реактивное движение

ОПЫТ 3:Звуковые волны. Зажмем в тисках металлическую линейку. Но стоит заметить, что если тисками будет выступать большая часть линейки, то, вызвав ее колебания, мы не услышим порождаемые ею волны. Но если укоротить выступающую часть линейки и тем самым увеличить частоту ее колебаний, то мы услышим порожденные Упругие волны, распространяясь в воздухе, а так же внутри жидких и твердых телах, не видимы. Однако при определенных условиях их можно услышать.

Звуковые волны.

Опыт 4: Монета в бутылке Монета в бутылке. Хотите увидеть закон инерции в действии? Приготовьте пол-литровую бутылку из-под молока, кольцо из картона шириной 25 мм и 0 100 мм и двухкопеечную монету. Поставьте кольцо на горлышко бутылки, а сверху точно напротив отверстия горлышка бутылки положите монету (рис. 8). Просунув в кольцо линейку, ударьте ею по кольцу. Если вы это сделаете резко, кольцо отлетит, а монета упадет в бутылку. Кольцо переместилось настолько быстро, что его движение не успело передаться монете и та по закону инерции осталась на месте. А потеряв опору, монета упала вниз. Если кольцо отвести в сторону медленнее, монета «почувствует» это движение. Траектория ее падения изменится, и в горлышко бутылки она не попадет.

Монета в бутылке

Опыт 5: Парящий шарик Когда вы дуете, струя воздуха поднимает шарик над трубкой. Но давление воздуха внутри струи меньше, чем давление окружающего струю «спокойного» воздуха. Поэтому шарик находится в своеобразной воздушной воронке, стенки которой образует окружающий воздух. Плавно снижая скорость струи из верхнего отверстия, нетрудно «посадить» шарик на прежнее место Для этого опыта понадобится Г-образная трубка, например стеклянная, и легкий шарик из пенопласта. Закройте верхнее отверстие трубки шариком (рис. 9) и подуйте в боковое отверстие. Вопреки ожиданию шарик не отлетит от трубки, а начнет парить над ней. Почему так происходит?

Парящий шарик

Опыт 6: Движение тела по "мертвой петле " С помощью прибора "мертвая петля" можно демонстрировать ряд опытов по динамике материальной точки по окружности. Демонстрация проводится в следующем порядке:1. Шарик скатывают по рельсам с наивысшей точки наклонных рельсов, где он удерживается электромагнитом, который питается от 24в. Шарик устойчиво описывает петлю и с некоторой скоростью вылетает с другого конца прибора2. Шарик скатывают с наименьшей высоты, когда шарик только описывает петлю, не срываясь с верхней точки ее3. Еще с меньшей высоты, когда шарик, не доходя до вершины петли, отрывается от нее и падает, описав в воздухе внутри петли параболу.

Движение тела по "мертвой петле

Опыт 7: Воздух горячий и воздух холодный На горлышко обыкновенной пол-литровой бутылки натяните воздушный шарик (рис. 10). Поставьте бутылку в кастрюлю с горячей водой. Воздух, находящийся внутри бутылки, начнет нагреваться. Молекулы газов, входящих в его состав, станут двигаться все быстрее и быстрее по мере повышения температуры. Они сильнее будут бомбардировать стенки бутылки и шарика. Давление воздуха внутри бутылки начнет повышаться, а шарик-раздуваться. Через некоторое время переставьте бутылку в кастрюлю с холодной водой. Воздух в бутылке начнет остывать, движение молекул замедлится, давление понизится. Шарик сморщится, будто из него выкачали воздух. Вот так можно убедиться в зависимости давления воздуха от окружающей температуры

Воздух горячий и воздух холодный

Опыт 8: Растяжение твердого тела Взяв паралоновый брусок за концы, растягиваем его. Хорошо видно увеличение расстояний между молекулами. Можно имитировать также возникновение в этом случае меж молекулярных сил притяжения.

Растяжение твердого тела

Опыт 9: Сжатие твердого тела Сжимают поролоновый брусок вдоль его большой оси. Для этого его кладут на подставку, накрывают с верху линейкой и производят давление на нее рукой. Наблюдают уменьшение расстояния между молекулами и возникновение сил отталкивания между ними.

Сжатие твердого тела

Опыт 4: Конусдвойной, катящийся вверх. Этот опыт служит для демонстрации опыта, подтверждающего, что свободно перемещающийся предмет всегда располагается таким образом, чтобы центр тяжести занимал наинизшее из возможных для него положений. Перед демонстрацией планки расставляются на определенный угол. Для этого двойной конус помещают концами в вырезы, сделанные в верхней кромке планок. Затем переносят конус вниз, в начало планок и отпускают. Конус будет передвигаться вверх, пока своими концами не попадет в вырезы. Фактически центр тяжести конуса, лежащий на его оси, будет при этом смещаются вниз, что мы и видим.

Конусдвойной, катящийся вверх

Интерес учащихся на уроке с физическим опытом

Заключение: Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне. А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

Введение

Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.
(Кант Эммануил. Немецкий философ 1724-1804г.г)

Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.

В данной работе описано 10 занимательных опытов, 5 демонстрационных экспериментов с использованием школьного оборудования. Авторами работ являются учащиеся 10 класса МОУ СОШ № 1 п. Забайкальск, Забайкальского края – Чугуевский Артём, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий. Ребята самостоятельно проделали данные опыты, обобщили результаты и представили их в виде данной работы

Роль эксперимента в науке физике

О том, что физика наука молодая
Сказать определённо, здесь нельзя
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.

Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания применять.
И важно помнить – роль эксперимента
Должна на первом месте устоять.

Уметь планировать эксперимент и выполнять.
Анализировать и к жизни приобщать.
Строить модель, гипотезу выдвинуть,
Новых вершин стремиться достигнуть

Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.

Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.

Занимательные опыты по физике

Описание опытов проводилось с использованием следующего алгоритма:

Название опыта
Необходимые для опыта приборы и материалы
Этапы проведения опыта
Объяснение опыта

Опыт № 1 Четыре этажа

Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт.

Этапы проведения опыта

Попробуем налить в стакан четыре разных жидкости так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся к верху бокал.

Налить на дно бокала солёной подкрашенной воды.
Свернуть из бумаги “Фунтик” и загнуть его конец под прямым углом; кончик его отрезать. Отверстие в “Фунтике” должно быть величиной с булавочную головку. Налить в этот рожок красного вина; тонкая струйка должна вытекать из него горизонтально, разбиваться о стенки бокала и по нему стекать на солёную воду.
Когда слой красного вина по высоте сравняется с высотой слоя подкрашенной воды, прекратить лить вино.
Из второго рожка налей таким же образом в бокал подсолнечного масла.
Из третьего рожка налить слой крашенного спирта.

Рисунок 1

Вот и получилось у нас четыре этажа жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности.

Объяснение опыта

Жидкости в бакалее расположились в следующем порядке: подкрашенная вода, красное вино, подсолнечное масло, подкрашенный спирт. Самые тяжёлые - внизу, самые лёгкие – вверху. Самая большая плотность у солёной воды , самая маленькая у подкрашенного спирта .

Опыт № 2 Удивительный подсвечник

Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.

Этапы проведения опыта

Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.

Рисунок 2

Утяжелить конец свечи гвоздём.
Рассчитать величину гвоздя так, чтобы свеча вся погрузилась в воду, только фитиль и самый кончик парафина должны выступать над водой.
Зажечь фитиль.

Объяснение опыта

Позволь, - скажут тебе, - ведь через минуту свеча догорит до воды и погаснет!

В том-то и дело, - ответишь ты, - что свеча с каждой минутой короче. А раз короче, значит и легче. Раз легче, значит, она всплывёт.

И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.

Опыт № 3 Свеча за бутылкой

Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички

Этапы проведения опыта

Поставить зажженную свечу позади бутылки, а самому стань так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см.
Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, будто между тобой и свечёй нет никакой преграды.

Рисунок 3

Объяснение опыта

Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом “Обтекается”: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.

Опыт № 4 Вертящаяся змейка

Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.

Этапы проведения опыта

Из плотной бумаги вырезать спираль, растянуть её немного и посадить на конец изогнутой проволоки.
Держать эту спираль над свечкой в восходящем потоке воздуха, змейка будет вращаться.

Объяснение опыта

Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.

Рисунок 4

Опыт № 5 Извержение Везувия

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода.

Этапы проведения опыта

В широкий стеклянный сосуд, наполненный водой, поставить пузырёк спиртовой туши.
В пробке пузырька должно быть небольшое отверстие.

Рисунок 5

Объяснение опыта

Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.

Опыт № 6 Пятнадцать спичек на одной

Приборы и материалы: 15 спичек.

Этапы проведения опыта

Положить одну спичку на стол, а на неё поперёк 14 спичек так, чтобы головки их торчали кверху, а концы касались стола.
Как поднять первую спичку, держа её за один конец, и вместе с нею все остальные спички?

Объяснение опыта

Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку

Рисунок 6

Опыт № 7 Подставка для кастрюли

Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля.

Этапы проведения опыта

Поставить три вилки в кольцо.
Поставить на данную конструкцию тарелку.
На подставку поставить кастрюлю с водой.

Рисунок 7

Рисунок 8

Объяснение опыта

Данный опыт объясняется правилом рычага и устойчивым равновесием.

Рисунок 9

Опыт № 8 Парафиновый мотор

Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.

Этапы проведения опыта

Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.

Раскалить спицу и воткнуть её их головками в свечку. Это будет ось нашего двигателя.
Положить свечу спицей на края двух стаканов и уравновесить.
Зажечь свечу с обоих концов.

Объяснение опыта

Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.

Рисунок 10

Опыт №9 Свободный обмен жидкостями

Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки.

Этапы проведения опыта

Осторожно разрезать апельсин пополам, очистить так, чтобы кожица снялась целой чашечкой.
Проткнуть в дне этой чашечки два отверстия рядом и положить её в бокал. Диаметр чашечки должен быть немного больше диаметра центральной части бокала, тогда чашечка удержится на стенках, не падая на дно.
Опустить апельсинную чашечку в сосуд на одну треть высоты.
Налить в апельсинную корку красного вина или подкрашенного спирта. Оно будет проходить через дырку, пока уровень вина не дойдёт до дна чашечки.
Затем налить воды почти до края. Можно увидеть, как струя вина поднимается через одно из отверстий до уровня воды, между тем как вода, более тяжёлая, пройдет через другое отверстие и станет опускаться ко дну бокала. Через несколько мгновений вино очутится на верху, а вода внизу.

Опыт №10 Певучая рюмка

Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода.

Этапы проведения опыта

Наполнить рюмку водой и вытереть края рюмки.
Смоченным пальцем потереть в любом месте рюмки, она запоёт.

Рисунок 11

Демонстрационные эксперименты

1. Диффузия жидкостей и газов

Диффузия(от лат. diflusio - распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов). Различают диффузию в жидкостях, газах и твёрдых телах

Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии»

Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии.

Этапы проведения эксперимента

Возьмём два кусочка ватки.
Смочим один кусочек ватки фенолфталеином, другой – нашатырным спиртом.
Приведём ветки в соприкосновение.
Наблюдается окрашивание ваток в розовый цвет вследствие явления диффузии.

Рисунок 12

Рисунок 13

Рисунок 14

Явление диффузии можно пронаблюдать при помощи специальной установки

Нальём в одну из колбочек нашатырный спирт.
Смочим кусочек ваты фенолфталеином и положим сверху в колбочку.
Через некоторое время наблюдаем окрашивание ватки. Данный эксперимент демонстрирует явление диффузии на расстоянии.

Рисунок 15

Докажем что явление диффузии зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.

Рисунок 16

Для демонстрации данного опыта возьмём два одинаовых стакана. В один стакан нальём холодной воды, в другой – горячей. Добавим в стаканы медный купорос, наблюдаем, что в горячей воде медный купорос растворяется быстрее, что доказывает зависимость диффузии от температуры.

Рисунок 17

Рисунок 18

2. Сообщающиеся сосуды

Для демонстрации сообщающихся сосудов возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками.

Рисунок 19

Рисунок 20

Будем наливать жидкость в один из них: мы сейчас же обнаружим, что жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне.

Объяснение этого опыта заключается в следующем. Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтали плои верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.

Рисунок 21

3.Шар Паскаля

Шар Паскаля – это прибор предназначен для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость или газ в закрытом сосуде, а также подъёма жидкости за поршнем под влиянием атмосферного давления.

Для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкости в закрытом сосуде, необходимо, используя поршень, набрать в сосуд воды и плотно насадить на патрубок шар. Вдвигая поршень в сосуд, продемонстрировать истечение жидкости из отверстий в шаре, обратив внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям.

Искусственный смерч. В одной из книг Н. Е. Жуковского описана следующая установка для получения искусственного смерча. На расстоянии 3 м над чаном с водой помещается полый шкив диаметром 1 м, имеющий несколько радиальных перегородок (рис. 119). При быстром вращении шкива навстречу ему поднимается из чана крутящийся водяной смерч. Объяснить явление. Какова причина образования смерча в природе?

«Универсальный барометр» М. В. Ломоносова (рис. 87). Прибор состоит из наполненной ртутью барометрической трубки, имеющей наверху шар А. Трубка соединена капилляром В с другим шаром, содержащим сухой воздух. Прибор служит для измерения ничтожных изменений силы атмосферного давления. Разобраться, как действует этот прибор.

Прибор Н. А. Любимова. Профессор Московского университета Н. А. Любимов был первым ученым, который экспериментально исследовал явление невесомости. Один из его приборов (рис. 66) представлял собой панель l с петлями, которая могла падать вдоль направляющих вертикальных проволок. На панели l укреплен сосуд с водой 2. Внутри сосуда с помощью стержня, проходящего через крышку сосуда, помещена большая пробка 3. Вода стремится вытолкнуть пробку, и последняя, растягивая пру. жину 4, удерживает указательную стрелку на правой стороне экрана. Сохранит ли стрелка свое положение относительно сосуда, если прибор будет падать?