Тема: Физика – наука о природе. Понятие о величине и измерении

Цели:

1. Помочь усвоить основные представления о физической картине мира, понятия физической величины, измерении, виды измерений, величины таблицы СИ, плотности вещества.
2. Развитие научного мировоззрения, логического мышления, умения самостоятельно работать, навыков самоконтроля.
3. Воспитание трудолюбия, аккуратности.

Тип урока: Лекция.

Приборы: Таблица СИ.

План урока

1. Орг. момент.

1. Познакомиться с группой.
2. Объяснить требования, предъявляемые к изучению физики в лицее:

• Тетрадь для конспектов, для домашних и лабораторных работ. Оформление тетрадей.
• Учебник Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б, Сотского Н.Н. “Физика 10”
• Задачник Рымкевича
• Периодическое выполнение физических диктантов, самостоятельных и контрольных работ, зачетов.
• В конце обучения экзамен.

2. Объяснение нового материала

1. Физика – наука о природе.
2. Понятие о величине и измерении. Прямые и косвенные измерения.
3. Международная система единиц СИ. Правило вывода единиц физических величин из формул.
4. Что изучает механика?

 

3. Закрепление

4. Домашние задание: §1,2

Краткий конспект урока

1. Физика – наука о природе.

Физика – одна из наук о природе. Греческое слово “physis” “фюзис” в переводе означает “природа”, поэтому науку о природе стали называть физикой. В физике изучаются механические, тепловые, электрические и световые явления. Все эти явления называются физическими (таяние льда, падения капли).

Все окружающие нас предметы являются физическими телами. То, из чего состоит физическое тело, называют веществом.

(Железо, вода, соль, водород - вещество, капля - тело). Вещество - один из видов существования материи.

Материя – это объективная реальность, существующая помимо нашего сознания и данная нам в ощущении.

Материя существует в форме вещества и поля (вода - вещество, радиоволны - поле). Материя движется в пространстве и во времени. Материя может видоизменяться, но никогда не возникает и не исчезает. Движение материи может менять свою форму, но само движение материи не создается и не уничтожается. Таким образом, окружающий нас мир есть вечно движущаяся и развивающаяся материя. Всеобщей мерой движения материи во всех ее формах является энергия, а неуничтожимость движения материи выражается законом сохранения энергии.

Физика – наука экспериментальная. В основу изучения явлений в природе положен эксперимент: естественный (лунные и солнечные затмения) и лабораторный (изучение свойств твердых тел).

Современная физика изучает различные формы, движения материи, их взаимные превращения, а также свойства вещества и поля.

2. Понятие о величине и измерении.

Развитие наук о природе, в частности физики, идет по следующему пути. С помощью экспериментов (опытов) накапливается большой фактический материал об определенной группе явлений природы. На основе этого материала создается гипотеза (научное предположение), с единой точки зрения объясняющая эти явления. Справедливость гипотезы проверяется новыми экспериментами. Если правильность гипотезы подтверждается, то на ее основе создается теория, которая должна удовлетворительно объяснять наблюдаемые явления не только с качественной, но и с количественной стороны, а также предсказывать новые явления.

Это означает, что числовые расчеты величин с помощью формул, полученных из теории, должны совпадать с результатами измерений этих же величин в экспериментах. Следовательно, эксперименты сопровождаются измерением тех или иных величин.

Все то, что может быть выражено количественно, называют величиной.

Так, длина проволоки, скорость движения лодки, температура воды в стакане являются примерами величин различного рода. Нельзя сравнивать значения разнородных величин, например длину проволоки и скорость движения лодки. А вот сравнить длину проволоки с длиной стола можно.

Если при таком сравнении мы установили, что длина проволоки в пять раз больше длины стола, то длину стола можно принять за единицу измерения, так как с ней сравнивается длина проволоки.

Сравнение значений какой-либо величины называется измерением.

Чтобы результат измерения некоторой величины был понятен всем, необходимо эту величину сравнивать с одной и той же единицей измерения (например, длину предмета сравнивают с метром).

Значение величины, с которым сравниваются все другие значения этой же величины, называют ее единицей измерения. Так, метр является общепринятой единицей длины.

Для каждой величины должна быть установлена своя единица измерения.

Число, показывающее, сколько в измеренной величине содержится единиц, называют числовым значением этой величины.

Величины, характеризующие физические свойства материи или характерные особенности физических явлений природы, называются физическими величинами. (Например, длина, время, скорость, мощность и т. д.)

Числовые значения физических величин нужно писать с наименованиями их единиц, например: 2,4 метра, 4,5 секунды, или сокращенно: 2,4 м, 4,5 с.

Измерение, при котором значение величины определяется непосредственным сравнением с ее единицей, называют прямым измерением.

Однако прямое измерение далеко не всегда дает достаточно точный результат, кроме того, оно не всегда выполнимо и удобно.

Измерение, при котором числовое значение величины находится путем вычисления по формуле, называется косвенным измерением.

На практике (и в науке, и в технике) чаще всего приходится выполнять косвенные измерения.

3. Международная система единиц СИ. Правило вывода единиц физических величин из формул.

Сначала в каждой стране пользовались своими единицами измерения, но в конце XVIII в. во Франции была создана метрическая система мер, которая в настоящее время применяется во всем мире.

При создании этой системы были установлены единицы измерения: длины — метр, массы — килограмм, времени — секунда,

Правило вывода единиц физических величин.

1. подобрать формулу, содержащую эту величину, в которой единицы всех других величин известны;
2. алгебраически найти из формулы буквенное выражение этой величины;
3. в полученное выражение подставить все известные единицы с их размерностями;
4. выполнить все требуемые алгебраические действия как над числами, так и над размерностями;
5. принять полученный результат за искомую единицу и дать ей название.

1. подбираем формулу: A=Nt
2. находим из этой формулы N:N=A/t;
3. подставляем единицы работы и времени: N=1 Дж/1 с =(1 кгž м² /с²)/1 с;
4. выполняем действия: N=1 кгž м²с³;
5. принимаем этот результат за единицу мощности и даем ей название ватт

Единицы, которые устанавливаются произвольно и независимо друг от друга называются основными, а те, которые выводятся из формул, называются производными Совокупность основных единиц с выведенными из них производными единицами называется системой единиц.

В настоящее время при расчетах следует пользоваться Международной системой единиц, сокращенно — СИ (система интернациональная). Это единая универсальная система, связывающая единицы механических, тепловых, электрических и других физических величин. Она построена на семи основных единицах:

1) единица длины — метр (м);

2) единица массы — килограмм (кг);

3) единица времени — секунда (с);

4) единица температуры — кельвин (К);

5) единица силы тока — а м п е р (А);

6) единица силы света — кандела (кд);

7) единица количества вещества — моль (моль)

и двух дополнительных:

1) единица плоского угла — радиан (рад);

2) единица телесного угла — стерадиан (ср).

4. Что изучает механика?

Наш мир является изменчивым. Изменения в нём весьма разнообразны. Но чаще всего бросаются в глаза изменения положения тел.

Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.

Механика – наука об общих законах движения тел.

На протяжении многих лет учёные были уверены, что единственными основными (фундаментальными) законами природы являются законы механики Ньютона. Но со временем выяснилось, что они хорошо описывают движение больших тел, если их скорость мала по сравнению со скоростью света.

Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой.

Для микроскопических тел справедливы за коны квантовой механики. При движениях со скоростями, близкими к скорости света, тела обнаруживают свойства, о которых Ньютон и не подозревал.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ:

1. Что изучает физика?
2. Что такое физическое тело? Что такое вещество?
3. Какие физические величины являются основными?
4. Что изучает механика?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

§1,2