Например:
Опыт 1. Кусок мела, состоящий из частиц, мела, разламывают на две части. Каждую из частей делят пополам до тех пор, пока же останется маленький кусочек мела, который еще можно удержать в руке. Этим кусочком мела проводят черту на доске. Каждая часть следа мела на доске состоит из частиц мела. Меловую черту последовательно делят на равные части. Каждая из оставшихся частей меловой черты содержит частицы мела.
Тела состоят из очень маленьких частиц.
Использование приборов постепенно, от урока к уроку, формирует убежденность в том, что приборы -- помощники органов чувств человека. Например, движение молекул пахучего вещества можно обнаружить по распространению запаха этого вещества как в опыте 2 или с помощью прибора, как в опыте 3.
Опыт 2. На классную доску выплескивают немного одеколона. Через некоторое время следы одеколона с доски исчезают, а запах жидкости начинает ощущаться во всем помещении.
Молекулы вещества движутся
Опыт 3. Вдоль стенки внутри высокого цилиндрического сосуда опускают узкую полоску фильтровальной бумаги, пропитанную смесью крахмального клейстера с раствором фенолфталеина. На дно сосуда помещают кристаллы йода. Сосуд плотно закрывают крышкой, к которой подвешена вата, пропитанная нашатырным спиртом (рис. 1).
По распространению по полоске бумаги вверх синей окраски можно судить о движении молекул йода. Одновременно вниз распространяется малиновая окраска -- движение молекул аммиака. Через несколько минут границы окрашенных участков бумаги встретятся, и далее синий и малиновый цвета смешиваются.
Явление, при котором вещества сами собой смешиваются друг с другом, называют диффузией
Рис. 1.1
Здесь уже не с помощью обоняния, а зрением обнаруживаются признаки движения невидимых молекул.
Формированию у учащихся представлений о движении материи способствуют и такие опыты, как демонстрация простейшей формы движения -- механического перемещения тел (опыт 4-5) и демонстрации особенностей теплового движения (опыты 6--9).
Опыт 4. По столу перемещают тележку. Мы говорим, что тележка движется, потому что она изменяет свое положение относительно указателя и других предметов (рис. 2).
Изменение положения тела относительно других тел называют механическим движением.
Рис 1.2
Опыт 5. Тележка находится на платформе (рис. 3). Платформу перемещают по столу. Положение тележки относительно указателя на платформе не меняется. Поэтому можно сказать, что она покоится. Но одновременно и движется, и покоится.
Говоря о движении, надо указать, относительно каких тел происходит движение.
Рис. 1.3
Опыт 6. Демонстрируется механическая модель газа.
В плоском прозрачном сосуде в потоке воздуха движутся поролоновые шарики, имитирующие молекулы. Обращается внимание на беспорядочное движение «молекул», на их удары о стенки сосуда (рис. 4). Поршень прибора поднимается выше, увеличивая объем воздуха, опускается ниже. Увеличивается и уменьшается скорость потока воздуха, вызывая увеличение и уменьшение скорости движения «молекул». Обращается внимание на частоту ударов «молекул» о стенки сосуда в зависимости от объема воздуха и скорости их движения. Давление газа на стенки сосуда вызывается ударами молекул газа.
Рис 1.4
Опыт 7. Под колоколом воздушного насоса подвешен резиновый шарик, частично наполненный воздухом (рис. 5).
Воздух из-под колокола откачивают, и резиновая оболочка раздувается, принимая форму шара.
газ давит на стенки по всем направлениям одинаково
Рис. 1.5
Опыт 8. Стеклянная трубка с поршнем соединена с цилиндром, имеющим резиновое дно. Вдвигая поршень, замечаем, что резиновое дно раздувается (рис. 6).
При уменьшении объема давление газа увеличивается.
Выдвигая поршень, замечаем, что резиновое дно вдавливается в цилиндр.
При увеличении объема давление газа уменьшается.
Рис. 1.6
Опыт 9. Цилиндр с резиновым дном соединяют шлангом со стеклянным шаром. Шар с воздухом нагревают. Резиновое дно раздувается (рис. 7).
При увеличении температуры давление газа увеличивается.
Рис 1.7
С превращениями одного вида энергии в другой учащиеся знакомятся на примерах таких опытов, как 10 и др.
Опыт 10. Мяч падает с некоторой высоты, приобретая кинетическую энергию. В момент удара кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию упруго деформированного тела, которая, в свою очередь, превращается в кинетическую энергию, и мяч подпрыгивает почти до первоначальной высоты.
явления природы сопровождаются превращением одного вида энергии в другой.
С переходом количественных изменений в качественные учащиеся наглядно знакомятся на опытах, посвященных изменению агрегатных состояний вещества (например, опыт 11).
Опыт 11. Кусок льда помещают в химический стакан. Обращается внимание на то, что лед имеет определенную форму. Стакан со льдом нагревают до тех пор, пока весь лед не растает. Уровень получившейся воды отмечается указателем, и нагрев продолжается. После того как вода закипит, следят за уровнем воды в стакане. Он понижается, так как вода переходит в газообразное состояние.
Вещества в природе могут находиться в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном.
Раскрытие единства и борьбы противоположностей осуществляется на протяжении всего изучения физики. В 7 классе натурный эксперимент позволяет показать существование и сил притяжения, и сил отталкивания между молекулами (опыты 15, 12--14).
Опыт 12. Разламывают кусок мела, переламывают лучину, разрывают нитку...
Для того чтобы разломить кусок мела, переломить лучину, разорвать нитку, требуется приложить усилие.
Опыт 13. Стеклянная пластина подвешена в горизонтальном положении на пружине. Снизу к пластине подносят широкую чашу с водой до соприкосновения пластины с поверхностью воды (рис. 8). Затем сосуд с водой медленно опускают. Стеклянная пластина опускается вместе с поверхностью воды вниз, растягивая пружину.
Рис. 1.8
Опыт 14. Два свинцовых цилиндра, плотно приложенные друг к другу свежими срезами, не разрываются даже при сравнительно большой нагрузке (рис. 9).
Между молекулами существует взаимное притяжение.
Рис. 1.9
Опыт 15. Металлический шарик свободно проходит через кольцо. После нагрева шарик застревает в кольце. Когда шарик охладится, он снова свободно проходит сквозь кольцо (рис.10).
Твердые тела изменяют свой объем при нагревании и охлаждении.
Рис 1.10
В 8 классе демонстрируются силы взаимодействия между электрическими зарядами (опыты 16--20) и одновременная электризация тел (опыты 21--22) равными и противоположными по знаку зарядами.
Опыт 16. Эбонитовую палочку, натертую о мех, подносят к металлической трубке, уравновешенной на острие (рис. 11). Трубка поворачивается, притягиваясь к палочке.
Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят, что оно наэлектризовано или что ему сообщен электрический заряд.
Рис.1.11
Опыт 17. Вместо эбонитовой палочки электризуют надутый резиновый шарик натиранием о пластину органического стекла. Трубка притягивается и к шарику, и к пластине органического стекла.
В электризации всегда участвуют два тела. При этом электризуются оба тела.
Опыт 18. Наэлектризованная эбонитовая палочка укреплена на подвесе. К ней приближают наэлектризованную стеклянную палочку (рис. 12). Эбонитовая палочка притягивается к стеклянной.
Рис.1.12
Опыт 19. К наэлектризованной эбонитовой палочке подносят такую же наэлектризованную эбонитовую палочку. Палочки отталкиваются друг от друга.
Опыт 20. Повторяется опыт 18, но теперь к наэлектризованной эбонитовой палочке подносят надутый резиновый шарик, наэлектризованный трением о пластину органического стекла. Эбонитовая палочка отталкивается от наэлектризованного резинового шарика. К эбонитовой палочке подносят пластину органического стекла. Эбонитовая палочка притягивается к пластине органического стекла.
Опыт 21. Два электроскопа с шарами. К одному из электроскопов подносят до соприкосновения ленту из синтетического материала. Стрелка электроскопа остается неподвижной. На ленте нет электрических зарядов. Затем лентой натирают стержень электроскопа (рис. 13).
Рис. 1.13
Электроскоп получает электрический заряд. Ленту вносят в шар второго электроскопа (рис. 14). Электроскоп отмечает появление электрического заряда
Рис 1.14
Опыт 22. Два электроскопа соединены проводником. К шару одного из проводников подносят наэлектризованную эбонитовую палочку. Оба электроскопа отмечают появление электрических зарядов. Когда заряженная палочка находится вблизи одного из электроскопов, соединительный проводник удаляется. Теперь заряды на электроскопах сохраняются и после удаления палочки. Исследуются знаки электрических зарядов на том и другом электроскопах заряды противоположны по знаку. Электроскопы соединяют проводником. Электрические заряды на обоих электроскопах исчезают.
При электризации тел заряды не создаются, а только разделяются. При соединении равных, но противоположных по знаку зарядов они взаимно нейтрализует друг друга.
В этом же классе простыми и убедительными опытами можно показать одновременное образование двух полюсов магнита и взаимодействие магнитных полюсов (опыты 23--25).
Опыт 23. Полоску из закаленной стали намагничивают в магнитном поле катушки с током. Намагниченную стальную полоску погружают в железные опилки (рис. 15).
Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита.
Рис. 1.15
Опыт 24. Полоску закаленной стали переламывают пополам. Каждая половина, опущенная в железные опилки, вновь обнаруживает наличие двух полюсов. Одну из образовавшихся половин стальной полоски еще раз переламывают пополам. Каждая часть с помощью железных опилок вновь обнаруживает наличие двух магнитных полюсов.
Путем деления постоянного магнита на части нельзя получить магнит с одним полюсом.