Właściwości ciał stałych

SCENARIUSZ ZAJĘC Z PRZYRODY

Cele:
A. ogólny - zapoznanie uczniów z właściwościami ciał stałych
B. szczegółowe:

Uczeń:
- umie na podstawie obserwacji podać cechy różnych ciał stałych
- wie co dzieje się, jeżeli chcemy zmienić kształt ciała stałego
- wie kiedy ciało jest plastyczne, sprężyste i kruche
- wie, że zmiana kształtu ciała stałego nie powoduje zmiany jego objętości
- wie, gdzie w praktyce wykorzystuje się właściwości ciał stałych

Pomoce dydaktyczne:
- menzurka
- plastelina
- szklana rurka
- miedziany drut
- przedmioty z tworzyw sztucznych
- sprężyna
- kreda
- przedmioty metalowe

Metoda:
- pokaz
- pogadanka
- doświadczenie

Przebieg lekcji:

I. Faza przygotowawcza

1. czynności organizacyjno - porządkowe.
2. przypomnienie wiadomości z poprzedniej lekcji:
- pogadanka nawiązująca do budowy cząsteczkowej ciał stałych, cieczy i gazów.

II. Faza realizacyjna

1. Postawienie problemu:
Jakie wspólne właściwości mają ciała stałe?
Co różni je od cieczy i gazów?

Doświadczenie I

Przygotować na stolikach różne ciała stałe np.: przedmioty z metalu, tworzyw sztucznych, plastelinę, sprężynę, kredę, szklaną rurkę itp.
Uczniowie oglądają każdy z przedmiotów, porównują ich twardość, ciężar. Próbują zmienić kształt tych przedmiotów.

Wniosek: Trudno zmienić kształt i objętość ciała stałego. Tym ciała stałe różnią się od cieczy i gazów.

Komentarz:
Zmiana kształtu jest możliwa,(można na przykład wygiąć sprężynę, wykuć podkowę ze stalowej sztaby), lecz jest to znacznie trudniejsze niż w przypadku cieczy. Nie można również zbadać zmiany objętości ciała stałego, ściskając je np. w strzykawce.

Czy objętość ciała stałego zmieni się zauważalnie, jeżeli zmienimy jego kształt?

Doświadczenie II

Do menzurki należy nalać wody i odczytać na podziałce jej objętość. Następnie zanurzamy w menzurce kulkę plastelinową i odczytujemy objętość wody i kulki. Wyjmujemy kulkę plastelinową z wody, zmieniamy jej kształt, a następnie ponownie zanurzamy w wodzie i odczytujemy objętość wody i kulki. Różnica między odczytami objętości z zanurzoną w wodzie plasteliną i samej wody, to w każdym przypadku objętość zanurzonej w wodzie plasteliny.

Doświadczenie III
Czy objętość ciała ulega zmianie, jeżeli je pokruszymy?
Zmierzymy w tym celu objętość bryłki węgla kamiennego w sposób opisany w doświadczeniu II. Następnie rozbijamy bryłkę młotkiem na drobne kawałki, wszystkie razem wrzucamy do menzurki i odczytujemy objętość. (zamiast węgla można użyć innej, nie rozpuszczalnej w wodzie substancji, np. szkła).

Wniosek: Trudno zmienić objętość ciała stałego. Nawet duże zmiany ich kształtu nie powodują zauważalnych zmian ich objętości. Ciała stałe są w tym podobne do cieczy.

Co dzieje się gdy chcemy zmienić objętość ciała stałego?

Doświadczenie IV

Przygotować na stoliku: sprężynę, wałeczek plasteliny, kawałek kredy do tablicy. Uczniowie wyginają każdy z tych przedmiotów w dłoniach. Co można zaobserwować?

Wniosek: zaobserwowaliśmy trzy różne przypadki zachowania ciał:

1. pod wpływem oddziaływania sprężyna się wygięła, ale puszczona swobodnie powróciła do dawnego kształtu. Mówimy, że jest ona sprężysta.
2. Plastelina także się wygięła, ale nie powróciła do dawnego kształtu - zachowała ten, który jej nadaliśmy. Mówimy, że jest ona plastyczna.
3. Kredy nie udało się wygiąć - rozpadła się na kawałki. Mówimy, że jest krucha.


Komentarz: Należy pamiętać o tym, że sprężystość, plastyczność czy kruchość nie są stałymi cechami danej substancji. I tak np. glina, z której garncarz wykonuje dzbanek, jest substancją plastyczną ale po wypaleniu staje się substancją kruchą. Stal w temperaturze pokojowej jest substancją sprężystą, natomiast w wysokiej temperaturze staje się substancją plastyczną.

Badanie zmiany kształtu ciał dla różnych substancji.

Doświadczenie V
1. przygotować kawałek drutu miedzianego. Na jednym końcu zrobić obcążkami "uszko", na którym można zawieszać obciążniki.
2. Umocować drugi koniec w imadle tak, aby bez dodatkowego obciążenia drut był poziomo.
3. Na końcu drutu zawiesić niewielki obciążnik. Jak zmienił się kształt drutu?
4. Następnie zdjąć obciążnik. Czy drut powrócił do dawnego kształtu?
5. Powtarzać badanie, kolejno zawieszając i zdejmując coraz więcej obciążników.

Doświadczenie VI
Powtarzać takie samo badanie dla szklanego pręcika.

Podsumowanie doświadczeń:
1. dla niezbyt silnych oddziaływań (niezbyt ciężkich obciążników) i drut miedziany i szklany pręcik zachowują się jak ciało sprężyste. Pod wpływem oddziaływań wyginają się, po usunięciu obciążników wracają do kształtu pierwotnego.
2. Gdy oddziaływanie jest dostatecznie silne, drut wygina się trwale, a więc jest plastyczny, natomiast szklany pręcik pęka, czyli jest kruchy.

III. Faza podsumowująca

Wykorzystanie różnych właściwości ciał stałych w praktyce:
1. Łuk może działać dlatego, że drewno jest sprężyste. Wygięte powraca do dawnego kształtu i przy okazji nadaje pewną prędkość strzale.
2. Plastyczność stali w podwyższonej temperaturze wykorzystuje kowal kujący podkowę.
3. Kruchość marmuru wykorzystuje rzeżbiarz wykuwając posąg.
4. Kiedy siedzimy wygodnie w fotelu wykorzystujemy sprężystość gąbki lub sprężyn znajdujących się w fotelu.

Opracowanie: Gabriela Widzisz
Szkoła Podstawowa nr 7 w Jaworznie

Wyświetleń: 9305