4. Методика формирования понятия силы. Изучение силы тяжести, упругости, трения в курсе физики 7 класса.

Сила. Анализируя опыты по взаимодействию тел, учащиеся убеждаются в том, что действие одного тела на другое может быть большим или меньшим. Это дает возможность ввести физи­ческую величину, получившую название силы. Сначала делают вы­вод: сила является причиной изменения скорости движения тела. Если ввести эту характеристику взаимодействия, то можно в опи­сании физических явлений, где имеет место изменение скорости тел или частей тела, перейти на другой язык: вместо выражения «на тело подействовало другое тело» говорить: «на тело подействова­ла сила». Причем говорят только о числовом значении силы (модуле). То, что сила — вектор, т. е. обладает направлением, со­общают учащимся несколько позднее, когда они уже ознакомятся с конкретными видами сил (силами тяжести и упругости). Обозна­чают силу буквойF,причем значка вектора не дают, т. е. уча­щиеся в VII классе с обозначением не знакомятся. Способ из­мерения силы(F=ma)в VII классе не рассматривают (это делают в IX классе). Учащимся сообщают единицу силы — 1 Н. Не­которая конкретизация этой единицы осуществляется через ут­верждение: 1 Н приблизительно равен силе тяжести, действующейна тело массой 0,1 кг.

5. Методика формирования понятия давления. Изучение закона Паскаля и гидростатического давления.

Давление. Формирование этого понятия можно начать с рас­смотрения примеров, хорошо известных учащимся из их жизнен­ного опыта (хождение по снегу без лыж и на лыжахи др.). При анализе этих примеров необходимо подвести учащихся к выводу: резуль­тат действия силы одного тела на другое (деформация) зависит от значения силы и площади той поверхности, перпендикулярно которой эта сила действует. Этот вывод целесообразно подтвер­дить экспериментально.

Для обоснования необходимости введения новой физической величины семиклассникам можно задать следующие вопросы:

1) Ученик стоял на снегу сначала на лыжах, а затем—без лыж. В каком случае снег под ним деформировался больше?

2) Трех­летний ребенок и его папа по очереди вставали на одни и те же лыжи. В каком случае деформация снега была большей?

Эти во­просы обычно не вызывают затруднений у учащихся. А на вопрос «На лыжи встали папа и сын. У папы лыжи длиной 210 см, у сы­на— 70 см. Под кем из них снег деформируется сильнее?» ребя­та уже ответить не могут. Возникает необходимость уравнять ус­ловия сравнения — рассмотреть силу, действующую на единичную площадь. Сообщают, что эту новую физическую величину назы­вают давлением, обозначают ее буквой р и записывают способее измерения в виде математического выражения:p=F/S (здесьF— модуль силы, но надо обязательно подчеркнуть, что эта сила действует перпендикулярно поверхности соприкосновения тел: ее не следует называть «силой давления», иначе у учащихся возни­кает путаница в терминах «давление» и «сила давления»). Далее устанавливают единицу давления — 1 Па.

Конкретизацию единицы давления можно осуществить с по­мощью таблицы и фронтального экспериментального задания, где учащиеся определят давление, которое производит: а) стиральная резинка, положенная на тетрадь разными гранями; б) сам ученик, стоя на полу одной и двумя ногами; в) стул. Система заданий должна быть подобрана так, чтобы школьники- научились пра­вильно определять площадь соприкосновения взаимодействую­щих тел.

Закон Паскаля. Этот закон является теоретической основой для изучения практически всех вопросов, связанных с давлением в жидкости и газе. Его вводят вначале на основе мысленного экспе­римента. С учащимися разбирают вопрос о распределении частиц газа при изменении его объема. Для этого теоретически рассмат­ривают сосуд с газом (или жидкостью). Первоначально частицы газа (жидкости) распределены по всему объему сосуда равно­мерно. Обсуждают с ребятами, какие изменения произойдут в расположении частиц, если объем сосуда уменьшить (сдвинуть, например, поршень). Подчеркивают, что благодаря подвижности частицы будут перемещаться по всем направлениям, вследствие чего возникшее в первый момент при сжатии неравномерное рас­положение частиц вновь станет равномерным, но более плотным. Следовательно, давление газа (жидкости) на стенки сосуда долж­но возрасти. Это рассуждение подготавливает к формулировке закона Паскаля: «Давление, производимое на жидкость (газ) из­вне, передается без изменения в каждую точку жидкости или га­за». После этого показывают опыты с шаром Паскаля.

Следует обратить внимание на то, что закон Паскаля — коли­чественный закон, но на первом этапе его изучения это нельзя ' показать учащимся убедительно, так как они еще не знают уст­ройство и принцип действия манометров. Но после того как они ознакомятся с манометрами, необходимо еще раз вернуться к за­кону Паскаля и экспериментально показать его количественную сторону.

Хорошей иллюстрацией практического применения закона Пас­каля являются гидравлические и пневматические машины и инст­рументы. По программерекомендуют изучить гидравлический пресс и гидравлический тормоз. Однако эти вопросы изучают не­сколько позднее, после рассмотрения сообщающихся сосудов.