Брейн-ринг по теме:"Механика"

Учитель физики МОУ лицея № 51 г.о. Тольятти, Никифорова Наталья Владиленовна

Цели урока: сплочение коллектива, привитие навыка работы в команде, привитие интереса к физике, обобщение знаний учащихся.

Правила игры:

Учащиеся заранее делятся на три команды, придумывается название команде, выбирается капитан. Перед началом игры проводится жеребьевка. Две команды играют в первом гейме, выигравшая команда играет с оставшейся во втором гейме. Выигравшая во втором гейме команда - победитель всей игры - награждается дипломом, все ее участники получают пятерки по предмету. В каждом гейме игра идет до шести очков. За каждый правильный ответ на вопрос команда получает одно очко. Ведущий задает вопрос после наступления тишины, спрашивает, ясен ли вопрос. Только после удара молотка (можно использовать камертон) команда приступает к обсуждению ответа. Команда, первой нашедшая ответ, включает лампу (или электрический звонок): обе команды прекращают обсуждение. Если первая команда дает неверный ответ, у второй команды есть возможность ответить. Включение лампы до разрешения приступить к обсуждению ответа является фальстартом. У другой команды есть время для поиска ответа. Если обе команды не находят верного ответа, в игре разыгрывается уже два очка. А сам вопрос передается в зал. За правильное решение этих вопросов зрители получают жетоны. Учащиеся, набравшие наибольшее количество жетонов, получают пятерки по предмету.

Вопросы первого гейма:

1. Метеорит сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Что происходит при этом с его импульсом? Ответ: Передается молекулам воздуха и, в конечном счете, земному шару.
2. Хорошо известно, что на гладкой поверхности легче поскользнуться и упасть, чем на шероховатой поверхности, так как неровности увеличивают трение. Почему же тогда шероховатый лед более скользок, чем гладкий? Ответ: Если человек стоит на шероховатом льду, то он оказывает на опору большее давление, т.к. опирается лишь на немногие выступы и бугорки шероховатой поверхности. Чем больше давление на лед, тем обильнее плавление, и, следовательно, шероховатый лед более скользок, чем зеркально гладкий.
3. Если на движущемся по круговой орбите спутнике в сосуд с водой опустить железную гайку, то утонет ли она? Ответ: Нет. В спутнике тела невесомы.
4. Барон Мюнхаузен рассказывал про следующий случай, который произошел с ним. Он разбежался, чтобы прыгнуть через болото. Во время прыжка заметил, что не допрыгнет до противоположного берега. Тогда в воздухе он повернул обратно на берег, с которого прыгал. Могло ли это произойти? Ответ: Нет, конечно. Изменить направление движения можно только, взаимодействуя с другими телами.
5. Известно, что при падении тела скорость его все время возрастает. Можно ли это объяснить таким образом: по мере падения тело все больше и больше приближается к земле, а чем меньше расстояние между телами, тем притяжение сильнее, вместе с силой притяжения возрастает и скорость тела. Если нельзя, то почему? Ответ: F=Gm_зm_т/(R + h)², h – незначительно, т.е. F_тяг практически не меняется. Возрастание скорости при падении происходит потому, что на падающее тело действует постоянное земное притяжение (g = 9,8 м/с²), а согласно второму закону Ньютона, тело под действием постоянной силы должно двигаться равноускоренно.
6. Какая стрелка движется быстрее: секундная на ручных часах или минутная на башенных? Ответ: Угловая скорость минутной стрелки в 60 раз меньше, чем любой секундной. Но линейная скорость минутной стрелки башенных часов значительно превосходит линейную скорость секундной на ручных часах.
7. Как должен прыгнуть цирковой наездник, скачущий на лошади, чтобы, проскочив сквозь обруч, снова стать на лошадь? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ: Вертикально вверх.
8. Человек толкнул вагонетку. Вагонетка пришла в движение по горизонтальному пути. Совершил ли человек работу? Ответ: Да. За счет этой работы вагонетке сообщена кинетическая энергия.
9. Почему автомашина, шедшая с большой скоростью, может пройти довольно значительное расстояние с выключенным мотором? Ответ: Чем больше скорость, тем больше кинетическая энергия тела, тем больше и путь торможения его.
10. Артиллерийское оружие сообщает снаряду на Земле начальную скорость 900 м/с. Перенесите его мысленно на Луну, где все тела становятся в 6 раз легче. С какой скоростью снаряд покинет это орудие там (Различие, обусловленное отсутствием на Луне атмосферы, оставим без внимания) Ответ: а = F/m, m не изменилась, ускорение, сообщаемое силой взрыва, должно быть такое же, при a и s одинаковых, v будет одинаковым.
11. Чем объяснить, что при буксовании колес тепловоза или автомобиля сила тяги значительно падает? Ответ: Сила трения при скольжении меньше силы трения покоя.

Вопросы второго гейма:

1. Пружинные весы проградуированы на экваторе. Каковы будут показания этих весов на полюсе? Ответ: Показания весов на полюсе больше.
2. Действие силы на тело зависит от того, находится ли оно в покое или в движении. Камень, свободно падающий вертикально вниз с вершины мачты стоящего корабля, должен упасть по вертикали к основанию мачты. Следовательно, на равномерно и прямолинейно движущемся корабле камень должен был бы упасть не к основанию мачты, как это имеет место в действительности, а позади мачты на расстоянии, которое корабль успел пройти за время падения камня. Почему? Ответ: По закону независимости действия сил камень, свободно падающий с вершины мачты, перемещается под действием силы тяжести и одновременно продолжает равномерное и прямолинейное движение по инерции вперед вместе с кораблем. Значит, камень, притягиваемый землей, упадет у основания мачты на то место, на которое он упал бы при покоящемся корабле.
3. Как могли бы герои романа Жюля Верна «Путешествие на Луну», находящиеся в закрытом снаряде, обнаружить, что их корабль покинул пределы земной атмосферы и движется в космическом пространстве? Ответ: Наблюдая состояние невесомости на корабле.
4. Один из законов трения гласит: максимальная сила трения покоя прямо пропорциональна силе нормального давления тела на поверхность F=μF_д, где μ - коэффициент трения. Тогда на вопрос: «Какая сила трения действует на стол весом 300 Н, стоящий на полу, если коэффициент трения 0,4?» - следует ответить: - 120 Н. Правильно ли такое рассуждение? Ответ: Неверно. Сила трения равна нулю, иначе стол ехал бы в сторону действия силы трения, т.к. других горизонтальных сил нет.
5. В какой точке траектории летящий снаряд обладает наименьшей скоростью? Ответ: В наивысшей точке, так как вертикальная составляющая скорости равна нулю. Скорость снаряда в этой точке равна ее горизонтальной составляющей, которая во всех точках траектории одинакова.
6. Закрытый фонарь со свечей движется прямолинейно с ускорением. Можно заметить, что при этом пламя наклоняется в направлении ускорения движения. Как объяснить явление? Ответ: Плотность газов в пламени меньше, чем плотность окружающего его воздуха. Поэтому под действием одной и той же силы пламя получает большее ускорение, чем холодный воздух, и наклоняется вперед.
7. Можно ли с помощью пружинных весов, рассчитанных на 200 Н, взвесить чемодан весом 300 Н? Как это сделать? Ответ: Весы будут показывать половину веса чемодана.
8. Почему стальной шарик хорошо отскакивает от камня и плохо отскакивает от асфальта? Ответ: Взаимодействие шарика с камнем носит характер упругой деформации. Возникающие при этом упругие силы отбрасывают шарик от камня. Деформация асфальта пластическая. При этом силы упругости не возникают.
9. Может ли человек, стоящий на идеально гладкой горизонтальной (ледяной) площадке, сдвинуться с места, не упираясь острыми предметами в лед? Ответ: Может, отбрасывая от себя какие-либо предметы.
10. Почему пуля, вылетевшая из ружья, не разбивает оконное стекло на осколки, а образует в нем круглое отверстие? Ответ: Время столкновения пули со стеклом очень мало. За это время деформация, вызываемая давлением пули, не успевает распространиться на большие расстояния. Поэтому импульс, теряемый пулей, передается небольшому участку стекла, и пуля пробивает в нем круглое отверстие.
11. Монета, катящаяся в вертикальном положении (без наклона), движется по прямой, а наклоненная поворачивается в сторону наклона. Почему? Ответ: У монеты, катящейся прямо, сила тяжести и реакция опоры уравновешивают друг друга, поэтому ни одна из этих сил не может искривить путь монеты. У наклоненной монеты силы тяжести, трения и реакция опоры не уравновешиваются, и равнодействующая этих трех сил, направленная в сторону наклона монеты, искривляет ее путь.

PS: Я провожу эту игру по окончании изучения темы «Законы сохранения в механике» в 9-м классе. Уходит на брейн-ринг два урока, в команде по 4-5 учащихся. Ребятам этот урок нравится, их привлекает содержание задач.

Задачи софизмы дают возможность, отыскав ошибку, глубже понять смысл уже известных законов, теорий и практических приложений. Наличие парадокса стимулирует к новым исследованиям, более глубокому осмыслению теории, её «очевидных» постулатов и нередко приводит к пол-ному её пересмотру.

Такие задачи приучают учащихся осмысливать сообщаемые им знания, т.е. активизируют учебный процесс.

Никифорова Наталья Владиленовна