Физика — наука о природе. Физические тела и физические явления — Гипермаркет знаний

Об окружающем мире. Кроме обычного любопытства, это было вызвано практическими нуждами. Ведь, например, если знаешь, как поднять
и переместить тяжелые камни, то сможешь возвести прочные стены и построить дом, жить в котором удобнее, чем в пещере или зем­лянке. А если научишься выплавлять металлы из руд и изготавли­вать плуги, косы, топоры, оружие и т. п., сможешь лучше вспахать поле и получить более высокий урожай, а в случае опасности суме ешь защитить свою землю.

В древности существовала только одна наука - она объединя­ла все знания о природе, которые накопило к тому времени человечество. В наши дни эта наука называется естествознанием.

Узнаём о физической науке

Еще одним примером электромагнитного поля является свет. С некоторы­ми свойствами света вы познакомитесь при изучении раздела 3.

3. Вспоминаем о физических явлениях

Материя вокруг нас постоянно изменяется. Некоторые тела перемеща­ются относительно друг друга, часть из них сталкиваются и, возможно, разру­шаются, из одних тел образуются другие... Перечень таких изменений можно продолжать и продолжать - недаром еще в глубокой древности философ Герак­лит заметил: «Все течет, все меняется». Изменения в окружающем нас мире, то есть в природе, ученые называют специальным термином - явления.

Рис. 1.5 . Примеры природных явлений

Рис. 1.6. Сложное природное явление - грозу можно представить как совокупность целого ряда физических явлений

Восход и закат Солнца, сход снежной лавины, извержение вулкана, бег лошади, прыжок пантеры - все это примеры природных явлений (рис. 1.5).

Чтобы лучше понять сложные природные явления , ученые разделяют их на совокупность физических явлений - явлений, которые можно опи­сать с помощью физических законов.

На рис. 1.6 показана совокупность физических явлений, образующих сложное природное явление - грозу. Так, молния - огромный электричес­кий разряд - представляет собой электромагнитное явление. Если молния попадет в дерево, то оно вспыхнет и начнет выделять тепло - физики в таком случае говорят о тепловом явлении. Грохот грома и потрескивание пылающего дерева - звуковые явления.

Примеры некоторых физических явлений приведены в таблице. Взгля­ните, например, на первую строку таблицы. Что может быть общего между полетом ракеты, падением камня и вращением целой планеты? Ответ прост. Все приведенные в этой строке примеры явлений описываются одними и теми же законами - законами механического движения. С помощью этих законов можно вычислить координаты любого движущегося тела (будь то камень, ракета или планета) в любой интересующий нас момент времени.

Рис. 1.7 Примеры электромагнитных явлений

Каждый из вас, снимая свитер или расчесывая волосы пластмассовым гребнем, наверняка обращал внимание на появляющиеся при этом крохот­ные искры. И эти искры, и могучий разряд молнии относятся к одним и тем же электромагнитным явлениям и, соответственно, подчиняются одним и тем же законам. Поэтому для изучения электромагнитных явлений не стоит дожидаться грозы. Достаточно изучить, как ведут себя безопасные искорки, чтобы понять, чего следует ждать от молнии и как избежать возмож­ной опасности. Впервые такие исследования провел американский ученый Б. Франклин (1706-1790), который изобрел эффективное средство защиты от грозового разряда - молниеотвод.

Изучив физические явления по отдельности, ученые устанавливают их взаимосвязь. Так, разряд молнии (электромагнитное явление) обязательно со­провождается значительным повышением температуры в канале молнии (теп­ловое явление). Исследование этих явлений в их взаимосвязи позволило не только лучше понять природное явление - грозу, но и найти путь практиче­ского применения электромагнитных и тепловых явлений. Наверняка каж­дый из вас, проходя мимо строительной площадки, видел рабочих в защит­ных масках и ослепительные вспышки электросварки. Электросварка (способ соединения металлических деталей с помощью электрического разряда) - это и есть пример практического использования научных исследований.

4. Определяем, что же изучает физика

Теперь, когда вы узнали, что собой представляют материя и физичес­кие явления, пришла пора определить, что же является предметом изуче­ния физики. Эта наука изучает: структуру и свойства материи; физические явления и их взаимосвязь.

• подводим итоги

Окружающий нас мир состоит из материи. Существует два вида мате­рии: вещество, из которого состоят все физические тела, и поле.

В мире, который нас окружает, постоянно происходят изменения. Эти изменения называются явлениями. Тепловые, световые, механические, зву­ковые, электромагнитные явления - все это примеры физических явлений.

Предмет изучения физики - структура и свойства материи, физические яв­ления и их взаимосвязь.

• Контрольные вопросы

Что изучает физика? Приведите примеры физических явле­ний. Можно ли считать физическими явлениями события, кото­рые происходят во сне или в воображении? 4. Из каких веществ со­стоят следующие тела: учебник, карандаш, футбольный мяч, стакан, автомобиль? Какие физические тела могут состоять из стекла, металла, дерева, пластмассы?

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. - X.: Издательство «Ранок», 2007. - 192 с.: ил.

Нас окружает бесконечно разнообразный мир веществ и явлений.

В нем непрерывно происходят изменения.

Любые изменения, которые происходят с телами, называют явлениями. Рождение звезд, смена дня и ночи, таяние льда, набухание почек на деревьях, сверкание молнии при грозе и так далее – все это явления природы.

Вспомним, что тела состоят из веществ. Заметим, что при одних явлениях вещества тел не меняются, а при других – меняются. Например, если разорвать листок бумаги пополам, то, несмотря на произошедшие изменения, бумага останется бумагой. Если же бумагу сжечь, то она превратится в пепел и дым.

Явления, при которых могут изменяться размеры, форма тел, состояние веществ, но вещества остаются прежними, не превращаются в другие, называют физическими явлениями (испарение воды, свечение электрической лампочки, звучание струн музыкального инструмента и т. д.).

Физические явления чрезвычайно разнообразны. Среди них различают механические, тепловые, электрические, световые и др.

Давайте вспомним, как плывут по небу облака, летит самолет, едет автомобиль, падает яблоко, катится тележка и т. д. Во всех перечисленных явлениях предметы (тела) движутся. Явления, связанные с изменением положения какого-либо тела по отношению к другим телам, называют механическими (в переводе с греческого «механе» означает машина, орудие).

Многие явления вызываются сменой тепла и холода. При этом происходят изменения свойств самих тел. Они меняют форму, размеры, изменяется состояние этих тел. Например, при нагревании лед превращается в воду, вода – в пар; при понижении температуры пар превращается в воду, вода – в лед. Явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел, называют тепловыми (рис. 35).

Рис. 35. Физическое явление: переход вещества из одного состояния в другое. Если заморозить капли воды, вновь возникнет лед

Рассмотрим электрические явления. Слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон» – янтарь. Вспомните, что, когда вы быстро снимаете с себя шерстяной свитер, вы слышите легкий треск. Проделав то же в полной темноте, вы увидите еще и искры. Это простейшее электрическое явление.

Чтобы познакомиться еще с одним электрическим явлением, проделайте следующий опыт.

Нарвите маленькие кусочки бумаги, положите их на поверхность стола. Расчешите чистые и сухие волосы пластмассовой расческой и поднесите ее к бумажкам. Что произошло?

Рис. 36. Небольшие кусочки бумаги притягиваются к расческе

Тела, которые способны после натирания притягивать легкие предметы, называют наэлектризованными (рис. 36). Молнии при грозе, полярные сияния, электризация бумаги и синтетических тканей – все это электрические явления. Работа телефона, радио, телевизора, разнообразных бытовых приборов – это примеры использования человеком электрических явлений.

Явления, которые связаны со светом, называют световыми. Свет излучают Солнце, звезды, лампы и некоторые живые существа, например жуки-светлячки. Такие тела называются светящимися.

Мы видим при условии воздействия света на сетчатку глаза. В абсолютной темноте мы видеть не можем. Предметы, которые сами не излучают свет (например, деревья, трава, страницы этой книги и др.), видны только тогда, когда они получают свет от какого-нибудь светящегося тела и отражают его от своей поверхности.

Луна, о которой мы часто говорим как о ночном светиле, в действительности является лишь своеобразным отражателем солнечного света.

Изучая физические явления природы, человек научился использовать их в повседневной жизни, быту.

1. Что называют явлениями природы?

2. Прочитайте текст. Перечислите, какие явления природы называются в нем: «Наступила весна. Солнце греет все сильнее. Тает снег, бегут ручьи. На деревьях набухли почки, прилетели грачи».

3. Какие явления называют физическими?

4. Из перечисленных ниже физических явлений в первый столбик выпишите механические явления; во второй – тепловые; в третий – электрические; в четвертый – световые явления.

Физические явления: вспышка молнии; таяние снега; спуск с горы на санках; плавление металлов; работа электрического звонка; радуга на небе; солнечный зайчик; перемещение камней, песка водой; кипение воды.

За многие тысячелетия своего существования человечество накопило огромные научные знания об окружающем мире. Например, научно доказано, что Земля вращается вокруг оси; что свет в большинстве случаев распространяется прямолинейно; что гроза есть электрический разряд и т. д. Но в результате чего и как появились эти и другие знания? Каков метод научного познания окружающего мира?

Метод научного познания окружающего мира включает несколько этапов. Первый из них - это наблюдение явлений .

Наблюдение осуществляется с помощью органов чувств человека и приборов. Например, человек в результате повседневных наблюдений установил, что непрозрачные тела в солнечный день дают тень (рис. 13). Из наблюдений он накапливает факты (результаты наблюдений), говорящие о том, что размеры тени изменяются в течение дня (рис. 14). Ее длина самая большая утром и вечером, а самая малая - в полдень. Тень может быть размытой или отсутствовать вовсе. Как объяснить все эти факты? Для этого выдвигается гипотеза (предположение, догадка).

Рис. 13

Рис. 14

Гипотез может быть несколько. В рассмотренном примере гипотеза состоит в том, что свет распространяется прямолинейно. Гипотеза иногда может быть и ошибочной, неверной. Тогда выдвигается новая гипотеза.

Гипотеза объясняет известные факты и предсказывает новые, еще неизвестные. Например, что могут образовываться тень и полутень, если источников света несколько или источник один, но он большой (его размеры сравнимы с расстоянием до непрозрачного предмета, дающего тень).

Опыты с двумя источниками света (рис. 15) и с источником больших размеров (рис. 16) показали, что размеры тени, наличие тени и полутени подтверждают гипотезу о прямолинейном распространении света.

Рис. 15

Рис. 16

Если гипотеза подтвердилась, она становится законом . Гипотеза существует до тех пор, пока не появляются факты, ей противоречащие. Схематически научный путь познания можно представить так.

Подумайте и ответьте

1. Каковы источники наших знаний о физических явлениях? Приведите примеры.
2. Что является основанием для выдвижения гипотезы? Может ли гипотеза быть ошибочной? Приведите примеры, известные вам из других наук.
3. Какова роль опыта в научном познании?
4. Почему астрологию нельзя считать наукой?

Интересно знать!

Заставка к телевизионной передаче «Очевидное-невероятное» содержит слова А. С. Пушкина:

«О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог-изобретатель».

О чем это пишет Александр Сергеевич? Попробуйте расшифровать его высказывание. При необходимости обратитесь за помощью к учителю или родителям.

Домашнее задание

В физике известны имена гениальных мыслителей, таких, как Демокрит (рис. 17), Аристотель (рис. 18), Галилей (рис. 19) и др.

Рис. 17

Рис. 18

Рис. 19

Познакомьтесь с биографией любого из названных мыслителей (по вашему желанию) и напишите в тетради (на 0,5 страницы) наиболее интересные, на ваш взгляд, факты из их научной деятельности. Информацию можно получить из Интернета, энциклопедического словаря и других источников.

. Дать представление о различных явлениях природы, о взаимосвязи природных явлений, об их многообразии;

Расширить знания детей об изменениях в неживой природе;

Воспитывать эстетическое восприятие природы;

Обучение работы со словарем;

Развивать творческие способности учащихся;

Активировать познавательную деятельность учащихся, развивать навыки самостоятельной работы;

Развивать умение работать в команде;

Уметь излагать свои мысли, аргументировать свою точку зрения.

Планируемые результаты:

. Иметь представление о природных явлениях;

Учится формировать выводы на основе наблюдений;

Учится грамотно и связно излагать свои мысли, аргументировано отстаивать свою точку зрения;

Слушать и понимать речь других.

Оборудование: ПК, проектор, презентация по теме, репродукции картин И. Левитана "Весна. Большая вода", А Куинджи "Ранняя весна", Ф. Васильева "Мокрый луг", кластер, словарь Ожегова, карта путешествия, музыкальная запись, запись звуков природы, раздаточный материал.

Межпредметные связи : литература, ИЗО, музыка.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация

Учитель читает стихотворение В. Лукша "Живой барометр"

О чем говорится в стихотворении? (о природе)

Вы догадались, о чем пойдет речь сегодня на уроке? (о явлениях природы)

Вы уже знаете, что природа бывает живая и неживая. Я медленно прочитаю стихотворение еще раз. Ваша задача: если вы услышите слово, которое относится к неживой природе, вы поднимаете одну руку. Если слово будет относиться к предметам живой природы - поднимаете обе руки.

Работа с классом . Если допущены ошибки - заострить внимание, объяснить еще раз разницу между живой и неживой природой.

III. Постановка целей урока

Учитель: Сегодня на уроке мы с вами поговорим о явлениях неживой природы, узнаем: откуда берутся облака, почему дует ветер и почему во время грозы гремит гром.

Для этого я вам предлагаю перенестись в сказку.

Жила-была матушка-природа. И все у нее было в порядке. Весной журчали ручьи. Зимой землю укутывал снег, осенью лили дожди, а лето радовало теплым солнцем. Но однажды случилась беда. Появилась злая колдунья, и все явления заколдовала и спрятала в разных местах. Исчезли дожди и ветры, грозы и туманы.

Предлагаю вам на сегодняшний урок превратиться в отважных путешественников! Мы отыщем спрятанные сокровища и вернем природе все явления. Но путь к сокровищу долог и труден. Нужно будет решить немало головоломок и задач, ответить на многие вопросы, чтобы добраться до спрятанного клада. Вы согласны? Тогда - в путь!

IV. Объяснение темы

Учитель: Нам предстоит отыскать явления природы. Как вы думаете, что означает слово "явление". И что это такое "явление природы"? (Ответы учащихся)

Если мы с вами затрудняемся объяснить значение слова, нам стоит заглянуть в словарь.

Работа со словарем . Учитель объясняет, как работать со словарем, как искать слово.

В тетради запись: Явление - всякое проявление чего-либо, что можно увидеть, обнаружить. (Ожегов)

Явление природы - изменения в состоянии природы.

Учитель: Мы выяснили, что такое явление природы. Но где же нам их искать? К счастью, нам досталась карта, которую колдунья обронила, когда убегала.

Итак, остановка 1. Что это написано на указателе? Загадка. Но загадка зашифрована.

НЕСГ на полях,

ДЁЛ на реках,

ВГЮЬА гуляет,

Когда это бывает?

Переставьте буквы в словах так, чтобы получились правильные слова и отгадайте загадку.

Отгаданные слова в виде картинок крепятся на доску. Составляется кластер.(См. Приложение)

Учитель: Мы оказались в царстве зимы. А что вы знаете о снеге, вьюге и ледоставе? (Ответы учащихся)

Снег - это вид атмосферных осадков. Зимой воздух холодный, и капельки воды, которые скапливаются в тучах, зимой замерзают и превращаются в снежинки. Рассматривали ли вы когда-нибудь снежинки? Какие они по форме? На что похожи?

Ученые еще не могут объяснить, почему снежинки имеют такие правильные, чёткие линии. Но по их наблюдениям, в мире не существует двух снежинок, похожих друг на друга! Только представьте, миллионы, миллиарды снежинок - и все разные! Удивительные чудеса творит природа.

Демонстрация слайдов с изображением разных снежинок.

Как вы думаете, зачем нужен снег природе?

(Снег укутывает землю, сохраняет тепло и влагу)

Учитель: А что же происходит на реках?

(В сильные морозы вода замерзает)

Это явление называется ледостав.

Находит картинку с ледоставом и дополняет кластер.

Почему же вода замерзает?

Работа с наблюдениями : Вспомните, что произойдет с водой, если ее налить в бутылку и положить в морозильник? (Вода превратится в лед)

То же самое происходит и с водой в реках. Когда зимой температура воздуха опускается до нуля градусов, вода замерзает. И чем дольше стоят морозы, тем толще будет лед.

Но лед образуется не только на реках. Лед появляется и на улицах городов. И тогда очень трудно ходить по тротуарам, а машины по дорогам двигаются медленно-медленно. Как называется это явление природы? (Гололедица)

Дополнение кластера.

А вот еще одно явление природы, которое вы можете наблюдать зимой. Послушайте, что зашифровано в загадке?

Я живу под самой крышей,
Даже страшно глянуть вниз.
Я могла бы жить и выше,
Если б крыши там нашлись. (Сосулька)

Итак, мы нашли уже некоторые явления природы. Отправляемся дальше. Вот новый указатель. Что же нас ждет здесь?

Работа с картинами :

И. Левитан "Весна. Большая вода"

А. Куинджи "Ранняя весна"

Ф. Васильев "Мокрый луг".

Учитель: Перед вами три картины известных русских художников. Какое время года изображено на картинах?

По каким признакам вы это определили?

(Ответы учащихся)

Какие явления природы происходят весной? (Воздух прогревается, становится теплее, снег начинает таять, лед на реках ломается, начинается ледоход, первые грозы)

Дополняют кластер: ледоход, гроза

Самое грозное и самое радостное явление весной - это гроза.

Наблюдали ли вы когда-нибудь грозу?

Хорошим дополнением будет демонстрация записьи шума грозы.

Опишите, что происходит во время грозы? (Ветер, гремит гром, сверкает молния, идет дождь)

Во время ответов учащихся дополняется кластер.

Учитель: Вот сколько явлений мы отыскали здесь! Откуда же появляется дождь, и почему гремит гром? Как вы думаете? (Ответы учащихся)

Работа с презентацией :

Учитель: Весной солнце начинает пригревать землю. Снег тает, превращается в лужи и ручейки. А что происходит с водой, если ее нагревать? (Она испаряется)

То же происходит и в природе. Под действием солнечных теплых лучей вода начинает испаряться. Этот пар скапливается в небе. Так появляются облака. Они становятся все больше и больше. Из белых облачка превращаются в темные тучи. Это значит, что пара уже в них скопилось столько, что они не могут больше удерживать ее в воздухе. И вот края тучи темнеют, а скопившаяся вода начинает выливаться обратно на землю. И начинается дождь.

Кроме воды тучи накапливают еще и электричество. Ветер гонит тучи, сталкивает их друг с другом. И от этого столкновения происходит электрический разряд. Это очень похоже, если соприкоснуться два оголенных провода. Так возникает молния.

А гром - это тот звук, который получается в результате этого электрического разряда.

Мы нашли уже немало явлений природы. Отправляемся дальше. Что это у нас на указателе? Задание: прослушайте песню и найдите явления природы.

Звучит 1 куплет песни "Вот оно какое, наше лето"

Итак, мы оказались в летнем царстве. Какие явления природы упоминаются в песне? (Ветер и дождь)

Какие еще явления природы вы наблюдаете летом? (дожди, град, радуга)

Дополняют кластер.

Почему идет дождь, мы уже с вами знаем. Но летом очень часто вместе с дождем идет град. Град - это та же вода, которая скапливается в тучах. Но в высоких облаках часть воды замерзает. Градины не могут долго удерживаться в облаке и падают на землю. Видели вы когда-нибудь град? На что похожи градинки? (Ответы учащихся)

А что же такое ветер?

Ветер - это движение воздуха. Чем быстрее двигается воздух, тем сильнее дует ветер. Он может быть могучим и сильным. Помните как у Пушкина "Ветер, ветер, ты могуч, ты гоняешь стаи туч." А может быть ветер легкий и ласковый.

Какие ветры дуют летом? (Легкие)

В какое время года мы наблюдаем сильный ветер? (Весной и осенью)

А иногда ветер разгоняется с такой силой, что сметает все на своем пути. Такой ветер называют ураганом.

Физкультминутка.

Ветер тихо клен качает
Ветер тихо клен качает,
Вправо, влево наклоняет:
Раз — наклон и два — наклон,
Зашумел листвою клен. (Дети имитируют движение ветра)

Учитель: Мы нашли немало явлений природы. А впереди еще одна остановка. Посмотрите, что это зашифровано на указателе?

ПЛИОТСАД, МАНУТ, СОРА (Листопад, туман, роса)

В какое время года мы можем наблюдать это явление природы? (Осенью)

Почему деревья сбрасывают листья осенью?

Какого цвета туман? (Серый, молочный, белый)

Туман - то же облако. Просто оно еще не успело подняться до неба. Капельки воды собираются вместе и образуют облако у самой поверхности земли. Иногда таких капелек так много, что даже вытянутой руки не видно.

Туманы могут появляться в любое время года. Но чаще всего они образуются осенью.

А что такое роса? (Ответы учащихся)

Капельки росы - это вода, которая испаряется из растений с наступлением ночи. Ближе к утру роса самая обильная. По народной примете - если много выпало росы, то день будет ясный.

Чем ближе зима, тем меньше росы.

А с наступлением морозов роса замерзает - так появляется иней.

Дополнение кластера.

Учитель: Итак, мы нашли самые главные явления природы. Но явлений этих намного больше. Порой природа творит настоящие чудеса. Многие из этих явлений вы знаете.

* В помощь для подготовке к уроку будут интересны разделы на сайте:

Работа с презентацией . Демонстрация слайдов (радуга, северное сияние, падающие звезды, миражи, шаровая молния)

Учащиеся называют явления, рассказывают о своих наблюдениях. При необходимости учитель помогает с ответами.

V. Закрепление темы

Класс разделить на 4 группы. Каждая группа получает картинку с изображением одного времени года. Задание: Собрать пазл, объяснить, что за время года изображено на картине, подобрать явления природы, характерные для этого времени года. Объяснить свой выбор.

VI. Рефлексия

Что нового вы узнали на уроке?

Какие задания вам понравилось выполнять?

Что вам было непонятно?

VII. Оценивание учащихся

VIII. Домашнее задание

1. Записать, какие явления природы вы будете наблюдать в эти дни.

2. Творческое задание: подготовить сообщение о каком-либо явлении природы.