Проектно-исследовательская работа: «Приборы по физике своими руками и простые опыты с ними. Электроскоп»

Автор: Кириллова Анастасия Николаевна

Организация: ГБОУ Школа №1793

Населенный пункт: г. Москва

ВВЕДЕНИЕ

Данная исследовательская работа предназначена для учителей физики и учащихся 7-11 классов. Она направлена на привлечение школьников к изготовлению приборов и на выявление творческих способностей детей.

В процессе выполнения работы был проведен анализ литературы, посвященной изучаемой проблеме, изготовлен прибор - электроскоп, отсутствующий в лаборатории и проведён анализ опытов с использованием изготовленного прибора. Изучение большинства наук невозможно без постановки опытов. Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты.

Использование самодельных приборов в школьном курсе актуально. Актуальность заключается в том, что изготовление приборов ведет за собой не только повышение уровня знаний, но и мотивирует на изучение предмета, развивает у учащихся практические умения и навыки. Подобная работа является хорошим примером общественно-полезного труда: удачно сделанные самодельные приборы могут значительно пополнить оборудование школьного кабинета. Некоторые самодельные приборы могут оказаться удачнее промышленных, более наглядными и простыми в действии, более понятными учащимся. Актуальность, теоретическая значимость и недостаточная разработанность проблемы определили тему исследовательской работы: «Приборы по физике своими руками и простые опыты с ними. Электроскоп».

Цель исследования: изготовить самодельный электроскоп и пронаблюдать за его работой.

Задачи исследования:

1. изучить имеющуюся литературу по созданию самодельных приборов;

2. описать устройство, принцип действия и способ изготовления электроскопа;

3. научиться определять наличие электрического заряда;

4. провести анализ известных опытов по физике.

Объектом исследования: научно исследовательское творчество и изобретательство учащихся.

Предмет исследования: самодельные приборы для школьного кабинета физики на примере электроскопа.

Гипотеза: наличие самодельных приборов в школьном кабинете физики расширяет возможности совершенствования учебного эксперимента и улучшает постановку научно- исследовательских работ.

При написании исследовательской работы использовались следующие методы:

 изучение и анализ литературы, посвященной изучаемой проблеме;

 опрос;

 исследовательская работа

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ САМОДЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Этапы конструирования и изготовление самодельного пробора

Приступая к исследовательской работе, изучили научную и популярную литературу по созданию самодельных приборов.

Узнали, что при конструировании, изготовлении и применении самодельного прибора учащиеся должны:

 четко представлять его назначение;

 заранее рассчитать его отдельные элементы, сделать необходимые схемы, чертежи;

 хорошо представлять принцип действия прибора;

 уяснить, на использовании каких законов основана его работа;

 согласовать параметры намечаемого к изготовлению прибора с параметрами тех приборов, совместно с которыми он будет работать;

 уметь ответить на вопросы: какова природа физического явления, демонстрируемого с помощью этого прибора, где применяется и встречается это явление: от каких факторов зависит эффективность его демонстрации.

Были предложены следующие этапы конструирования и изготовления самодельного оборудования:

- накопление теоретических и практических знаний и умений;

- составление эскизных рисунков, чертежей, схем прибора;

- выбор наиболее удачного варианта и краткое описание принципа его действия

- предварительный расчет и приближенное определение параметров элементов, составляющих выбранный вариант прибора;

- принципиальное теоретическое решение и разработка самого проекта;

- подбор деталей, материалов, инструментов и измерительных приборов для материализации проекта;

- систематический контроль своей деятельности при изготовлении прибора (установки);

- снятие характеристик с изготовленного прибора (установки) и сравнение их с предполагаемыми (анализ проекта);

- перевод макета в завершенную конструкцию прибора (установки) (практическая реализация проекта);

- демонстрация прибора и его использование при проведении опытов.

 

 

 

1.2. Электризация тел. Электрический заряд.

 

 

Слово «электрический» происходит от греческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь».

Первые наблюдения электрических явлений относят к 5–6 вв до н. э., но впервые процесс электризации был объяснен только в 16 веке. Тогда стало известно, что существует два вида электричества, и они взаимодействуют друг с другом. Понятие электрического взаимодействия появилось в середине 18 века и связано с именем американского ученого Бенджамина Франклина. Именно он впервые ввел такое понятие, как электрический заряд.

Электрический заряд – физическая величина, которая характеризует величину взаимодействия заряженных тел.

То, что мы имеем возможность пронаблюдать на опыте с притяжение к наэлектризованной палочке, доказывает наличие сил электрического взаимодействия, а величину этих сил характеризует такое понятие, как заряд. То, что силы электрического взаимодействия могут быть различными, легко проверяется экспериментальным путем, например, при натирании одной и той же палочки с различными материалами.

Электризация – разделение электрических зарядов в результате тесного контакта двух или более тел.

Электризация может происходить несколькими способами: электризация трением и электризация прикосновением.

В конце 18 века ученые пришли к выводу, что деление заряда приводит к двум принципиально различным результатам, и было принято решение условно разделить заряды на два типа: положительные и отрицательные. Для того чтобы была возможность различать эти два типа зарядов и определять, какой является положительным, а какой – отрицательным, договорились использовать два базовых опыта: если потереть стеклянную палочку о бумагу (шелк), то на палочке образуется положительный заряд; если потереть эбонитовую палочку о мех, то на палочке образуется отрицательный заряд.

Кроме того, что было введено разделение зарядов на два типа, было замечено правило их взаимодействия:

– одноименные заряды отталкиваются;

– разноименные заряды притягиваются.

 

 

1.3. Электроскоп

Электроскоп (от греч. слов электрон и скопео – наблюдать, обнаруживать) – прибор, позволяющий определить наличие электрического заряда, даже самого маленького.

В основе работы электроскопа лежит закон о том, что одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются друг от друга. В электроскопе этими телами являются лепестки фольги или бумаги.

Электроскоп состоит из металлического стержня, к которому подвешены две полоски бумаги или алюминиевой фольги. Стержень укреплён при помощи эбонитовой пробки внутри металлического корпуса цилиндрической формы, закрытого стеклянными крышками.

При соприкосновении заряженного тела, например натёртой стеклянной палочки, со стержнем электроскопа электрические заряды распределяются по стержню и листочкам. Так как одноимённо заряженные тела отталкиваются, то под действием силы отталкивания листочки электроскопа разойдутся на некоторый угол. Причём чем больше величина заряда электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков и тем на больший угол они разойдутся. Следовательно, по углу расхождения листочков электроскопа можно судить о величине заряда, находящегося на электроскопе.

Если к заряженному электроскопу поднести тело, заряженное противоположным знаком, например, отрицательно, то угол между его листочками начнёт уменьшаться.

Полный текст статьи см. в приложении.

1. file0.docx (184,1 КБ)

Опубликовано: 11.06.2024