Урок Модель жидкости. Поверхностное натяжение и смачивание

Приложение
ООО Учебный центр «ПРОФЕССИОНАЛ»











План-конспект занятия
по Естествознанию (физика).
на 1 курсе
филиала государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Уфимский колледж индустрии питания и сервиса г. Салават Республики Башкортостан
на тему «Модель жидкости. Поверхностное натяжение и смачивание»






Разработал: Салмиярова Л. М.
ФИО
слушатель курсов профессиональной переподготовки «Естествознание: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Проверил: Мухаметшина А. Н.
ФИО руководителя практики









Салават, 2017
Тема урока: Модель жидкости. Поверхностное натяжение и смачивание.
Дисциплина: Естествознание (физика).
Преподаватель: Салмиярова Лилия Маратовна.
Курс I, группа № 7, профессия: повар, кондитер.
Тип урока: комбинированный.
Цель урока: выяснить причину возникновения силы поверхностного натяжения. Повторить явления смачивания. Научиться определять коэффициент поверхностного натяжения методом отрыва капель.
Задачи:
образовательные: повторить свойства жидких тел; дать понятие о силах действующих в верхних слоях жидкости; ознакомить студентов с практическим применением поверхностного натяжения жидкости, сформулировать принципы смачивания и несмачивания;
развивающие: развивать умение студентов сравнивать и делать выводы; выполнять лабораторную работу исследовательского характера; развивать навыки самостоятельности;
воспитательные: сформировать научное мировоззрение у студентов и интереса к физике.
Планируемые результаты:
личностные: готовность самостоятельно добывать новые для себя естественнонаучные знания с использованием для этого доступных источников информации; умение управлять своей познавательной деятельностью, проводить самооценку уровня собственного интеллектуального развития; умение выстраивать конструктивные взаимоотношения в команде по решению общих задач в области естествознания;
метапредметные: овладение умениями и навыками различных видов познавательной деятельности для изучения разных сторон окружающего естественного мира; умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства для их достижения на практике;
предметные: владение знаниями о свойствах жидких тел, силах поверхностного натяжения, о явлении смачивания; сформированность умения применять естественно-научные знания для объяснения окружающих явлений, сохранения здоровья, обеспечения безопасности жизнедеятельности, бережного отношения к природе, рационального природопользования, а также выполнения роли грамотного потребителя.
Формируемые компетенции:
ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности, применительно к различным контекстам.
ОК 02. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности.
ОК 04. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами.
ОК 05. Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке с учетом особенностей социального и культурного контекста.
Междисциплинарные связи: химия «Вода», «Типы химических связей», «Поверхностно-активные вещества», математика «Векторы», биология «Приспособленность», МДК 04.02 «Приготовление и подготовка к реализации холодных и горячих сладких блюд, десертов, напитков различного ассортимента».
Оборудование: медиа оборудование для демонстрации презентации и видео, стаканы: с водой, с мыльной водой, монеты, проволочный каркас с ненатянутой нитью, шприцы (все это в 15 экземплярах), демонстрационный столик.
Технологическая карта урока

наименование этапа урока

дидактическая задача этапа
содержание этапа

используемые методы и приёмы
деятельность преподавателя
деятельность студентов


Организационный этап
Эмоциональный настрой
Создание у студентов рабочего настроя на урок. Проверка посещаемости.
Фронтальная беседа со студентами
Даёт инструкции для подготовки к уроку. Обеспечивает студентов всем необходимым для урока.
Готовятся к уроку. Слушают преподавателя.


Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности студентов
Осознание студента-ми неполноты име-ющихся знаний; организация само-стоятельное форму-лирование проблемы и постановку цели.
Демонстрационный опыт с полным водой стаканом и монетами. Демонстрация видео с вопросами о воде.
Создание проблемной ситуации.
Демонстрирует опыт. Задает проблемный вопрос: Сколько монет необходимо, чтобы вода пролилась? Обращает внимание на поверхность воды, принимаемую форму.
Помогает формулировать тему урока, цели и задачи урока.
Наблюдают опыт, делают предположения. Смотрят видео. Пытаются сформу-лировать тему урока, цели и задачи урока.

Актуализация знаний
Вызвать познаватель-ный интерес к проблеме
Актуализация знаний студентов о структуре воды и ее свойствах
Фронтальный опрос
Задает вопросы:
1. Какие агрегатные состояния вещества вы знаете?
2. В чем заключаются особенности строения жидкости?
3. Какие свойства жидкости вы можете назвать?
Отвечают на вопросы

Изучение нового материала
Ознакомить студентов с новыми понятиями
Поверхностное натяжение.
Сила поверхностного натяжения. Коэффициент поверхностного натяжения. Смачивание. Применение явлений в природе, жизни человека, профессии
Беседа, объясне-ние нового мате-риала с проведе-нием фронталь-ных опытов
1. Поверхностное натяжение. Проблемный вопрос студентам: Почему вода не проливается? Почему поверхность воды принимает форму шляпки гриба?
Показ видео. Пояснение преподавателя с использованием презентации.
Вопрос: мы пришли к выводу, что жидкость стремится сократить площадь свободной поверхности. А можно ли это проверить?
Фронтальный опыт 1.
Видео «Поверхностное натяжение» (до 2.40)
Мы узнали, что на поверхности воды действует сила поверхностного натяжения. А куда она направлена?
Фронтальный опыт 2.
Механизм возникновения поверхностного натяжения, коэффициент поверхностного натяжения – объяснение с использованием презентации.
Смачиваемость. Проверка домашнего задания, объяснение с использованием презентации.
Капиллярные явления – беседа, объяснение с использованием презентации.
1. Отвечают на вопрос. Смотрят видео. Делают записи в тетради.









Проводят фронтальный опыт. 1. Делают выводы.





Проводят фронтальный опыт. 2. Делают выводы.
Делают записи в тетради




Показывают свое домаш-нее задание. Объясняют проделанную работу.
Слушают, делают записи. Приводят примеры.

Первичное закрепление
Обеспечить применение полученных знаний для объяснения новых фактов.
Проведение лабораторной работы «Измерение поверхностного натяжения жидкости»
Фронтальный опрос.
Лабораторная работа
1. Задает на вопрос: Что называют поверхностным натяжением и от чего оно зависит?
2. Проводит инструктаж по технике безопасности. Корректирует работу студентов. Помогает делать выводы.
Отвечают на вопросы.



Выполняют лабораторную работу по инструкции, рассчиты-вают коэффициент поверхностного натя-жения, делают выводы..

Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция
Выявить первичное понимание основных характеристик движения для дальнейшей корректировки.
Тест «Поверхностное натяжение»
Самостоятельная работа с тестами в парах
Дает задание, комментирует и корректирует полученные ответы.
Выполняют задание.

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению
Дать интегрированное домашнее задание
Мякишев 10, § 72,73, исследовательская работа. Сочинить познавательные задачи о свойствах поверхности жидкости, оформить их на картонных карточках с решением или в электронном виде, указав Интернет-ссылки, если материал к задаче был найден в Интернет  (по желанию).
Беседа
Поясняет домашнее задание.
Записывают домашнее задание.

Рефлексия
Подведение итогов занятия

Беседа
Преподаватель оценивает совместную работу «учитель-ученик» на уроке
Студенты определяют:
- что они узнали на уроке,
- как полученная информация пригодится им в профессиональной деятельности,
- что бы они еще хотели узнать по данной теме?



Ход урока
Организационный этап (2 мин).

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности студентов (3 мин).
Видео 1 «Несколько вопросов о воде».
Демонстрационный опыт.
Проблемный вопрос: Сколько монет необходимо, чтобы вода пролилась? Обратите внимание на поверхность воды, принимаемую форму.
Формулировка темы урока, цели и задач.

Актуализация знаний (2 мин).
Вопросы:
1. Какие агрегатные состояния вещества вы знаете?
2. В чем заключаются особенности строения жидкости?
3. Какие свойства жидкости вы можете назвать?
Вспомним основные свойства жидкостей:
а) не имеют формы
б) имеют объем
в) несжимаемы, т. к. молекулы жидкости находятся на малых расстояниях друг от друга.
Поэтому для сжатия жидкостей надо преодолевать силы молекулярного отталкивания
Из-за того, что расстояние между молекулами в жидкости малы, увеличиваются силы притяжения молекул друг к другу. Образно говоря, при переходе из газообразного состояния в жидкое молекулы как бы слипаются.
Специально поставленные эксперименты показали, что в жидкостях вблизи каждой молекулы другие молекулы располагаются в определенном порядке. Однако в масштабе больших областей порядка в расположении молекул нет. Поэтому говорят, что в расположении молекул жидкости имеется ближний порядок и отсутствует дальний порядок.

Изучение нового материала(17 мин).
1. Поверхностное натяжение
Проблемный вопрос студентам: Почему вода не проливается? Почему поверхность воды принимает форму шляпки гриба?
Объяснение - видео 2 «Презентация».
Пояснение преподавателя с использованием презентации.
Жидкость, в отличие от газов, не заполняет весь объем сосуда, в который она налита. Между жидкостью и газом (или паром) образуется граница раздела, которая находится в особых условиях по сравнению с остальной массой жидкости. Молекулы в пограничном слое жидкости, в отличие от молекул в ее глубине, окружены другими молекулами той же жидкости не со всех сторон. Силы межмолекулярного взаимодействия, действующие на одну из молекул внутри жидкости со стороны соседних молекул, в среднем взаимно скомпенсированы. Любая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости (силами, действующими на данную молекулу жидкости со стороны молекул газа можно пренебречь). В результате появляется некоторая равнодействующая сила, направленная вглубь жидкости. Если молекула переместиться с поверхности внутрь жидкости, силы межмолекулярного взаимодействия совершат положительную работу.
Способность жидкости сокращать свою поверхность называют поверхностным натяжением.
Преподаватель: мы пришли к выводу, что жидкость стремится сократить площадь свободной поверхности. А можно ли это проверить?
Фронтальный опыт 1. (работают в парах). Взяв проволочное кольцо с привязанной к нему в двух точках нитью, получим на нём мыльную плёнку (рис.1, а). На плёнке нить лежит свободно. Прорвём плёнку с одной стороны нити. Оставшаяся часть плёнки сократилась, натянув нить (рис.1, б).




1. Кольцо затянуто мыльной плёнкой, нить свободна.

2. Нить натянута, приняв форму дуги окружности


Видео3. «Поверхностное натяжение».
Мы узнали, что на поверхности воды действует сила поверхностного натяжения. А куда она направлена?
Фронтальный опыт 2.
Смочите поверхность предметного стекла водой, закройте его другим стеклом. Попробуйте их разделить, приложив усилие перпендикулярно слою воды и вдоль.
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415


13 EMBED Equation.3 1415
а) б)
Каков механизм возникновения поверхностного натяжения?
Если в мыльный раствор опустить проволочную рамку, одна из сторон, которая подвижна, то на ней образуется пленка жидкости.
Силы поверхностного натяжения стремятся сократить поверхность пленки и направлены наверх.
Определение.
Силы, действующие вдоль поверхности жидкости, перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, называют силами поверхностного натяжения.
Прибор для изменения поверхностного натяжения называется тензиометром.

Коэффициент поверхностного натяжения – это физическая величина, равная отношению силы, с которой поверхностный слой жидкости действует на ограничивающий его контур. К длине этого контура.
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.

От чего зависит поверхностное натяжение жидкости?
Видео 4. «Опыты по физике».
Таблица «Поверхностное натяжение различных жидкостей».
Добавление мыльного раствора – понижает поверхностное жидкости (помогает стирке), натяжение (сахара в раствор - повышает поверхностное натяжение (приготовление сиропов, варенья, соусов).
Поверхностное натяжение зависит:
А) от рода жидкости
Б) наличия примесей
В) от температуры (при высокой температуре коэффициент поверхностного натяжения стремится к нулю.)

3. Смачиваемость.
Как жидкости ведут себя на различных поверхностях?
Домашняя работа студентов: фотографии капли воды на стеклянной пластине, на медной пластине, на парафиновой пластине.
Объяснение – слайды в презентации.
Рисунки: Капля воды
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
При смачивании мениск – искривление свободной поверхности жидкости вследствие ее соприкосновения с поверхностью твердого тела – вогнутый, краевой угол острый. При несмачивании – мениск выпуклый, а краевой угол тупой.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Объяснение причин: если силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше чем между молекулами жидкости, то возникает смачивание и наоборот.

4. Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах. Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, несмачивающие – опускаются. Подъем жидкости в капилляре продолжается до тех пор, пока сила тяжести действующая на столб жидкости в капилляре, не станет равной по модулю результирующей Fн сил поверхностного натяжения, действующих вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра. Fт = Fн.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Первичное закрепление (12мин).
Ответить на вопрос: Что называют поверхностным натяжением и от чего оно зависит?
2. Лабораторная работа «Измерение поверхностного натяжения жидкости».
Студенты выполняют лабораторную работу по инструкции, рассчитывают коэффициент поверхностного натяжения, делают выводы.

Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция (5 мин).
Тест по теме «Поверхностное натяжение, смачивание».

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению (4 мин).
Конспект урока, исследовательская работа. Сочинить познавательные задачи о свойствах поверхности жидкости, оформить их на картонных карточках с решением или в электронном виде, указав Интернет-ссылки, если материал к задаче был найден в Интернет  (по желанию).

Рефлексия (4 мин).
Студенты отвечают на вопросы:
- Что нового они узнали на уроке?
- Как полученная информация пригодится им в профессиональной деятельности?
- Что бы они еще хотели узнать по данной теме?


Список литературы
1. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Изд.центр «Академия», 2015.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Изд.центр «Академия», 2015.
5. Физика: учебное пособие для 11 класса./В.В. Жилко, А.В. Лавриненко, Л.Г. Маркович. – Нар. Асвета, 2002.
6. Физика: 11 класс: Разноуровневые задания для поурочного контроля. В.Н. Поддубский.
7. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. – М.: Изд.центр «Академия», 2015.
Интернет-ресурсы
1. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР). http://fcior.edu.ru.
2. Сайт для преподавателей физики, учащихся и их родителей. http://www.fizika.ru.


















Приложение 1

Лабораторная работа
ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель.
Оборудование: сосуд с водой, шприц, сосуд для сбора капель.
Ход работы.
Начертите таблицу:

опыта
Масса капель
m, кг
Число капель
n
Диаметр канала шприца
d, м
Поверхностное натяжение

·, Н/м
Среднее значение поверхностного натяжения

·ср, Н/м
Табличное значение поверхност-ного натяжения

·таб, Н/м

1
1*10-3
 
2,5*10-3
 
 
 
0,072

2
2*10-3
 
2,5*10-3
 



3
3*10-3
 
2,5*10-3
 



Опыт
Наберите в шприц 1 мл воды («один кубик»).
Подставьте под шприц сосуд для сбора воды и, плавно нажимая на поршень шприца, добейтесь медленного отрывания капель. Подсчитайте количество капель в 1 мл и результат запишите в таблицу.
Вычислите поверхностное натяжение по формуле 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Результат запишите в таблицу.
Повторите опыт с 2 мл и 3 мл воды.
Найдите среднее значение поверхностного натяжения
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Результат запишите в таблицу.
Сравните полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом температуры.
Сделайте вывод.

Вариант выполнения лабораторной работы.
Результаты измерений:
Количество капель в 1 мл - 21
Количество капель в 2 мл - 40
Количество капель в 3 мл - 59



Тест по теме «Поверхностное натяжение, смачивание»

1. Способность жидкости сокращать свою поверхность называют:
а) смачиванием, б) поверхностным натяжением, в) капиллярными явлениями.
2. Поверхностное натяжение зависит:
а) от рода жидкости, б) от объема сосуда, в) от давления.
3. Чему равен краевой угол при полном смачивании:
а)
· = 0°,  б)
· = 90°,  в)
· = 180°.
4. Как направлены силы поверхностного натяжения относительно поверхности жидкости:
а) параллельно, б) перпендикулярно, в) вдоль.
5. Подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра называется:
а) капиллярными явлениями, в) смачиванием, в) диффузией.
а) на стеклянной б) на медной в) на парафиновой
пластине пластине пластине

Полное несмачивание Частичное смачивание Полное смачивание
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
Угол
· называется краевым углом.



Рисунок 3Рисунок 4

Приложенные файлы


Добавить комментарий