Как интересно провести урок физики: ВАУ-опыты для учеников

Показать эксперимент с неожиданным результатом — лучший прием для разжигания любопытства школьников. Делимся 5 увлекательными опытами, которые облегчат проведение уроков физики.

Содержание:

1. Опыт. Атмосферное давление
2. Опыт. Конвекция газа 
3. Опыт. Электризации
4. Опыт. Магниты
5. Опыт. Определение времени

1. Опыт. Атмосферное давление

Переворачиваем стакан с водой.

Что нужно

• стакан;
• лист бумаги;
• вода.

Что делать

1. Налейте воду в стакан, приблизительно наполовину. Положите сверху лист бумаги.
2. Накройте листок бумаги ладонью и, придерживая его, переверните стакан.
3. Аккуратно уберите ладонь — вода не выливается!

Как объяснить

Две причины, почему лист бумаги не падает:

1. Давление внутри перевернутого стакана складывается из давления запертого воздуха и столба жидкости. 
2. Снаружи на лист бумаги действует атмосферное давление.

2. Опыт. Конвекция газа

Надуваем воздушный шарик.

Что нужно

• столовая ложка пищевой соды;
• воздушный шарик;
• пустая бутылка с узким горлышком;
• уксус.

Что делать

1. Аккуратно насыпьте соду внутрь воздушного шарика. 
2. Налейте в бутылку уксус.
3. Наденьте воздушный шарик на горлышко бутылки.
4. Поднимите воздушный шарик так, чтобы сода высыпалась в уксус.
5. Смотрите, как надувается шарик.

Как объяснить

При взаимодействии пищевой соды и уксуса происходит химическая реакция. Выделяется достаточное количество газа для проведения физического эксперимента. 

Выделившийся газ не попадает в атмосферу, а надувает воздушный шарик. Мы наблюдаем увеличение объема, а газ, полученный химическим способом, совершает работу.

3. Опыт. Электризации

Создаем электроскоп.

Что нужно

• стеклянная баночка с пластиковой крышкой от шоколадно-ореховой смеси;
• шило;
• жесткая проволока (5–10 см);
• узкая полоска фольги (шириной 5–10 мм, длиной 6–8 см);
• кусок фольги (как от большой шоколадки);
• пластмассовая расческа.

Что делать

1. В пластиковой крышке сделайте отверстие. 
2. Проденьте в дырку жесткую проволоку.
3. На конце проволоки, который будет внутри банки, сделайте изгиб в виде «клюшки». 
4. Прикрепите к изгибу проволоки узкую полоску фольги так, чтобы получилось два одинаковых лепестка. 
5. «Клюшка» должна быть на расстоянии 1–2 см от крышки. Тот конец проволоки, который остался снаружи банки, загните так, чтобы своим краем он упирался в крышку банки и проволока держалась в крышке крепко. Можно закрепить проволоку клеем или герметиком. 
6. Закройте банку крышкой с проволокой, а на острие насадите шарик из большого кусочка фольги.
7. Потрите пластмассовую расческу о сухие чистые волосы и поднесите ее к шарику из фольги на крышке электроскопа.
8. Наблюдайте, как поднимаются лепестки электроскопа.

Как объяснить

Самый простой способ электризации тел — электризация при соприкосновении. Принцип действия электроскопа основан именно на этом. 

Само устройство электроскопа основано на явлении электрического отталкивания заряженных тел. При соприкосновении заряженного тела, например, натертой о шелк стеклянной палочки или пластмассовой расчески о мех, с шариком электроскопа электрические заряды распределяются по стержню из проволоки и листочкам. Так как одноименно заряженные тела отталкиваются, то под действием силы отталкивания листочки электроскопа расходятся. 

4. Опыт. Магниты

Делаем сердечную батарейку.

Что нужно

• пальчиковая батарейка АА;
• несколько неодимовых магнитов;
• кусок медной проволоки.

Что делать

1. Поместите батарейку отрицательным полюсом на три соединенных вместе неодимовых магнита. Важно: диаметр неодимовых магнитов должен быть таким же, как и у батарейки.
2. Согните проволоку пополам, а затем выверните в обратную сторону, чтобы получилась фигура в виде сердца. 
3. Оберните концы проволоки вокруг батарейки для того, чтобы придать им изгиб нужной формы.
4. Поместите заостренную часть «сердца», где находится середина проволоки, на положительный полюс батарейки. Нижняя часть должна находиться под отрицательным полюсом батарейки, оборачивая неодимовые магниты.
5.  На положительном полюсе батарейки можете сделать небольшое углубление — ударьте слегка острым тяжелым предметом.
6. Смотрите, как после легкого толчка сердце начнет вращаться.

Как объяснить

Обернутые вокруг батарейки концы проволоки выполняют роль щеток токосъемников. Контакт между ними и неодимовыми магнитами есть, но не жесткий, а позволяющий щеткам свободно крутиться вокруг магнитов.

Неодимовые магниты создают вокруг себя магнитное поле в форме бублика. В нем оказываются два участка медной проволоки, по которым проходит электрический ток. На проводники действует сила Ампера. Но пока эта сила мала, она не сможет сдвинуть рамку с места. Если уменьшить силу трения между проводником и батарейкой, на плюсовой контакт которой опирается проволока, то можно увидеть, что рамка начинает вращаться сразу после помещения на батарейку с неодимовыми магнитами.

После того как проволока раскрутится, скорость ее вращения сначала стабилизируется, а затем вращение рамки будет продолжаться по инерции и остановится, когда батарейка полностью разрядится.

5. Опыт. Определение времени

Определим время с помощью линейки.

Что нужно

• длинная деревянная линейка с сантиметровыми отметками;
• два участника эксперимента.

Что делать

1. Держите линейку вертикально двумя пальцами за нижний край, желательно за отметку 0.
2. Участники опыта договариваются, что определяют время от команды «старт» до команды «стоп». Команды должны подаваться быстро одна за другой.
3. На «старт» участник, который держит линейку, разжимает пальцы, на «стоп» — сжимает.
4. После этого участники опыта измеряют положения, до которого успела упасть линейка (отметка на линейке) и вычисляют время, которое прошло между командами по формуле:

    t= √ ^2h⁄₁₀

t — искомое время, а h — расстояние, на которое успела упасть линейка в метрах.

Как объяснить

Ученики узнают, что измерять физические величины можно приборами, изначально придуманных для измерения других величин. Такие измерения называются косвенными. 

В этом опыте применяется формула зависимости координаты тела от времени при его равноускоренном движении:

 x=x₀+v₀t+^at2⁄₂

 x — координата,

x₀ — начальная координата,

v₀ — начальная скорость,

a — ускорение, равное ускорению свободного падения (g = 10 м/с²),

t — время.

Начальную координату мы выбираем сами, ее можно приравнять к нулю, а начальная скорость и так равна нулю. Получим уравнение:

 x=^gt2⁄₂

из которого выражаем время:

 t= √ ^2h⁄₁₀