Физика. 9 класс. Книга для учителя. Кабардин О.Ф., Кабардина С.И.

В пособии раскрываются основные концептуальные идеи учебника, показано, как организовать работу учителя при подготовке к каждому уроку и его проведению. С этой целью даны варианты изложения теоретического материала, рекомендации по подготовке к проведению экспериментальных заданий, примеры решения задач, варианты тестов для проверки усвоения учебного материала и т.д.

Физика. 9 класс. Книга для учителя. Кабардин О.Ф., Кабардина С.И.

 

Описание учебника

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Физика и физические методы изучения природы
Урок 1. § 1. Методы научного познания.
Законы механического движения
Уроки 2—3. §2. Система отсчёта и координаты точки.
Уроки 4—5. § 3. Мгновенная скорость. Ускорение.
Уроки 6—7. § 4. Путь при равноускоренном движении. Экспериментальное задание 4.1. Измерение ускорения свободного падения. Экспериментальное задание 4.2. Исследование равноускоренного движения.
Уроки 8—9. § 5. Равномерное движение по окружности. Экспериментальное задание 5.1. Определение центростремительного ускорения.
Уроки 10—11. §6. Относительность механического движения.
Уроки 12—13. § 7. Первый закон Ньютона. Экспериментальное задание 7.1. Исследование зависимости ускорения свободного падения тел от их массы.
Уроки 14—15. § 8. Второй закон Ньютона. Экспериментальное задание 8.1. Расчёт и измерение ускорения.
Уроки 16—17. § 9. Сложение сил. Экспериментальное задание 9.1. Сложение сил, направленных под углом.
Уроки 18—19. § 10. Третий закон Ньютона. Экспериментальное задание 10.1. Измерение сил взаимодействия двух тел.
Уроки 20—21. § 11. Закон всемирного тяготения. Экспериментальное задание 11.1. Измерение массы Земли.
Уроки 22—23. § 12. Движение тел под действием силы тяжести.
Урок 24. Тестовый контроль знаний и умений. Тест 1.
Законы сохранения
Уроки 25—26. § 13. Закон сохранения импульса. Экспериментальное задание 13.1. Измерение скорости истечения струи газа из ракеты.
Уроки 27—28. § 14. Кинетическая энергия. Экспериментальное задание 14.1. Определение кинетической энергии тела.
Уроки 29—30. § 15. Работа. Экспериментальное задание 15.1. Определение кинетической энергии и скорости тела по длине тормозного пути.
Уроки 31—33. §16. Потенциальная энергия гравитационного притяжения тел. Экспериментальное задание 16.1. Определение потенциальной энергии тела.
Уроки 34—35. §17. Потенциальная энергия упругой деформации тел. Экспериментальное задание 17.1. Измерение потенциальной энергии упругой деформации пружины.
Уроки 36—37. § 18. Закон сохранения механической энергии. Экспериментальное задание 18.1. Исследование превращений механической энергии.
Уроки 38—39. § 19. Закон сохранения энергии в тепловых процессах.
Уроки 40—42. §20. Принципы работы тепловых машин.
Урок 43. Тестовый контроль знаний и умений. Тест 2.
Квантовые явления
Уроки 44—45. § 21. Опыты Резер-форда. Планетарная модель атома. Экспериментальное задание 21.1. Измерение элементарного электрического заряда.
Урок 46. § 22. Линейчатые оптические спектры. Поглощение и испускание света атомами. Экспериментальное задание 22.1. Наблюдение линейчатого спектра излучения.
Урок 47. § 23. Состав атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра.
Уроки 48—49. §24. Радиоактивность.
Уроки 50—51. § 25. Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц. Экспериментальное задание 25.1. Наблюдение треков альфа-частиц в камере Вильсона.
Уроки 52—53. § 26. Ядерные реакции.
Уроки 54—55. § 27. Ядерная энергетика.
Урок 56. § 28. Дозиметрия.
Урок 57. Тестовый контроль знаний и умений. Тест 3.
Строение Вселенной
Урок 58. § 29. Геоцентрическая система мира.
Урок 59. § 30. Гелиоцентрическая система мира. Астрономические наблюдения. Экспериментальное задание 29.1. Знакомство с созвездиями и яркими звёздами. Экспериментальное задание 29.2. Обнаружение суточного вращения звёздного неба.
Урок 60. § 31. Физическая природа планет Солнечной системы.
Урок 61. § 32. Малые тела Солнечной системы. Происхождение Солнечной системы.
Урок 62. § 33. Физическая природа Солнца и звёзд.
Урок 63. § 34. Строение и эволюция Вселенной.
Урок 64. § 35. Как и зачем делаются научные открытия.
Урок 65. Тестовый контроль знаний и умений. Итоговый тест.
Резерв времени (5 ч).
Глава 2
Физика и физические методы изучения природы. Законы механического движения
§ 1. Методы научного познания
Наука, вера и суеверия. Большинство людей, родившихся в нашей стране после 1917 г., были воспитаны в уверенности, что ответ на вопрос о соотношении между верой и наукой очень прост: разумный человек, овладевший основами современных научных знаний о мире, не может верить в существование ничего сверхъестественного. Для него нет ни Бога, ни чёрта, ни ауры, ни переселения душ, ни определяемого астрологами по гороскопу влияния расположения планет на небе на судьбу человека.
Но вот в стране изменился общественный строй — и через довольно короткое время стало очевидно, что большая часть граждан страны с теми же самыми научными знаниями о мире верит в очень многое сверхъестественное. Почти каждый знает, под каким знаком зодиака он родился, и многих интересуют советы астрологов, что можно делать сегодня тельцам, а чего делать не следует. Загружены заказами умелицы «снимать порчу» и «привораживать», «экстрасенсы» сменяют один другого на телевизионных экранах, церковь ведёт борьбу за изменение конституции страны, стремясь ввести обязательное религиозное воспитание в школе.
Как же объясняются эти факты? Прежде всего эти факты показывают, что тот уровень научных знаний о мире и его законах, которым овладевают большинство выпускников российской общеобразовательной школы, не гарантирует их защищённости от влияния различных суеверий и шарлатанства. Не определяет он и однозначного отношения человека к вопросам, связанным с верой в Бога. Почти единодушное не-
верие в Бога и отрицательное отношение к суевериям на прошлом этапе развития общества были обусловлены в большей мере не уровнем умственного развития граждан, а активным воздействием государственных институтов на процессы религиозного влияния и распространения суеверий.
В настоящее время государство не только прекратило борьбу с церковью, но и активно её поддерживает. Вместе с тем государство практически сняло с себя обязанность ограждать граждан от влияния лиц, распространяющих различные суеверия с целью обмана и наживы. Какую же позицию следует занимать в этих условиях учителю физики в отношении вопросов веры и суеверий?
Отделим вопрос о вере от вопроса о суевериях и начнём с последних. Суевериями называют лишённые разумных оснований убеждения людей в том, что существуют сверхъестественные силы и что некоторые люди могут использовать эти силы, управлять ими. К числу распространённых с древности суеверий относятся представления о возможности предсказывать судьбу людей и влиять на неё какими-то сверхъестественными средствами, о возможностях бесед с душами умерших. Суеверия нового вида связаны с разговорами о встречах с пришельцами, о влияниях тёмных и светлых биополей одного человека на другого, о возможностях излечения тяжёлых болезней приложением листа бумаги с изображением целителя или какого-то магического знака и т. п. В большинстве случаев люди, распространяющие суеверия и использующие их в корыстных целях, пользуются современной научной терминологией, ссылаются на новейшие достижения науки, которые будто бы не признаны только самыми отсталыми людьми.
Отношение науки к всевозможным суевериям однозначно: наука борется с суевериями, так как суеверия приносят только вред людям, а ссылками на научную обоснованность своих методов распространители суеверий подрывают авторитет науки.
Отношения между религией и наукой значительно сложнее, их нельзя свести к простой формуле взаимного признания или взаимного отрицания. Для лучшего понимания современного состояния отношений между наукой и религией полезно сделать экскурс в историю этих отношений, которым насчитывается более двух с половиной тысячелетий.
Существует ли борьба между наукой и верой? Представления о существовании в мире сверхъестественных сил, о существовании у человека не только смертного тела, но и бессмертной души, о вечной жизни этой души в ином, потустороннем мире зародились у людей раньше, чем были созданы первые варианты научной картины мира. Верования в сверхъестественные силы привели во всех странах к возникновению особых ритуалов поклонения им и к появлению особых людей, служащих посредниками между богами и людьми. В одних странах их называли жрецами, в других — магами, шаманами.
Зарождение научных знаний о мире, в основе которых лежало отрицание влияния сверхъестественных сил на явления природы и судьбы людей, привело к столкновениям и борьбе мнений о мире. Поскольку мир уже был объяснён до зарождения физики и астрономии с помощью представлений о Боге (или богах), создавшем этот мир и управляющем им, попытки объяснить природные явления без привлечения сверхъестественных сил встретились в большинстве случаев с резким противодействием сторонников прежних взглядов.
Даже самые смелые гипотезы современных физиков, от гипотезы Большого взрыва и расширяющейся Вселенной до обсуждения возможности рождения звёзд и галактик в результате столкновения двух сверхэнергичных элементарных частиц, не удивили бы древнегреческого философа Анаксагора (V в. до н. э.), учителя выдающегося политического деятеля в Афинах Перикла. Анаксагор учил, что бесконечно не только разнообразие материальных частиц, но и каждая отдельная частица подобна целому, заключает в себе качества всего существующего и в этом смысле содержит в себе бесконечность. Таким образом, всё сущее не просто бесконечно, но бесконечно бесконечно. По представлениям Анаксагора, Вселенная непрерывно увеличивается в размерах, неограниченно расширяясь, а каждая отдельная частица может беспредельно делиться.
Анаксагора суд приговорил к смерти за то, что «афиняне признавали Солнце богом, [он] учил, что оно — огненный жернов». Заступничество Перикла спасло Анаксагора от смерти, но не от ссылки и запрещения всех сочинений.
И через две тысячи лет после суда над Анаксагором спор о природе небесных светил и месте человека в этом мире не был закончен. В 1600 г. в Италии по приговору суда инквизиции был сожжён Джордано Бруно за учение о множественности обитаемых миров, так как судьи считали такую гипотезу «неправильной».
Выдвижение гипотезы о существовании бесконечно малых частиц вещества, которые человек не может обнаружить непосредственно своими органами чувств, означало, что древнегреческие философы понимали, что одним непосредственным восприятием явлений природы с помощью органов чувств познание человеком природы не должно ограничиваться. Опираясь на показания чувств, человеческий ум должен идти дальше, глубже. От одной исходной точки возможные пути познания в форме построения гипотетических физических моделей расходятся в разные, часто противоположные стороны. Какой же из этих путей верен?
Можно ли только путём логических рассуждений доказать, что Солнце неподвижно, а Земля движется вокруг него? А можно ли доказать обратное? Может ли быть решён научный спор приговором суда?
Во времена Демокрита, Сократа, Аристотеля и затем на протяжении ещё двух тысячелетий большинство учёных считали возможным только рассуждениями доказать правоту своих гипотез о строении мира и законах, управляющих миром. Но такое предположение оказалось заблуждением. Хотя реальный мир один, количество мыслимых, в принципе возможных миров неограниченно велико. Единственный неоспоримый довод в пользу любой научной гипотезы — это соответствие её свойствам реально существующего мира.
Для установления соответствия теории практике необходимо после выдвижения научной гипотезы, основанной на уже известных фактах, вывести из неё теоретически, логически какие-то следствия, доступные опытной проверке. Эти следствия и нужно проверить в специально спланированном эксперименте. Галилей обосновал необходимость экспериментальной проверки следствий из теории тем, что «…наши рассуждения должны быть о чувственном мире, а не о бумажном мире». Если эксперимент даёт результат, согласующийся с предсказаниями теории, то теория может считаться подтверждённой экспериментом, соответствующей реальности. При расхождении предсказаний теории с результатами эксперимента теорию нельзя признать правильной, даже если она логически безупречна.
Это значит, что от простых наблюдений того, что Природа сама демонстрирует, открывает человеку, необходимо переходить к специально спланированным экспериментам, выполняющим роль вопросов, задаваемых Природе.
Многовековой спор о том, являются ли небесные тела идеальными телами, непохожими на Землю, или они подобны Земле, Галилей разрешил экспериментальным путём, направив изготовленный им телескоп сначала на Луну, а затем на Солнце. На Луне он обнаружил горы и долины, подобные земным, а на диске Солнца — тёмные пятна. Тем самым стиралась грань между земным и небесным, Земля получала права одной из планет Солнечной системы.
Лежащая в основе многих религий гипотеза о существовании у человека бессмертной души, способной существовать после смерти человека в ином мире, о существовании таких сверхъестественных существ, как Бог (или боги), ангелы, дьяволы, не может быть ни подтверждена, ни опровергнута методами науки — ни физикой, ни химией, ни биологией, поскольку свойства души и потустороннего мира согласно гипотезе изначально недоступны научному исследованию, лежат за пределами возможностей человека этого мира. Гипотезы такого типа не относятся к числу научных гипотез в силу невозможности их проверки методами науки. Непроверяемые научными методами гипотезы называют метафизическими гипотезами.
Невозможность научного доказательства или опровержения метафизической гипотезы не лишает её права на существование. Принятие или непринятие такой гипотезы является делом веры человека в её истинность или неверия в неё.
Может показаться, что науке и религии нечего делить, они действуют как бы в различных пространствах. Пространство науки — это область достоверных, проверяемых, воспроизводимых знаний человека о мире. Пространство религии — область веры или неверия человека в существование в мире явлений, которые невозможно обнаружить, проверить методами научного знания.
На практике дело обстоит иначе. Каждая религия провозглашает своей важнейшей задачей помощь человеку в обретении вечной жизни для его души. Но на практике всякая церковь борется за право управления действиями людей в настоящей жизни, за власть над людьми. Эта борьба начиналась с того момента, как зарождалась новая религия.
В Древнем Египте веками длилась борьба за верховную власть между фараонами и жрецами, объявляющими волю богов. Римские императоры не могли принять никакого серьёзного государственного решения, не выслушав от жрецов-авгуров волю богов, которую те узнавали по крику или полёту птиц, по ударам молний. Такое двоевластие часто завершалось соединением двух видов власти — светской и духовной — в руках одного человека (фараон и он же верховный жрец, король и глава церкви).
Но почему с возникновением науки, не претендовавшей на управление людьми, на власть над людьми, религия на протяжении двух с половиной тысячелетий вела с ней непрерывную борьбу? За что подвергались гонениям Демокрит, Анаксагор, Аристарх Самосский, Галилей? За что приговорены были к смертной казни Сократ и Джордано Бруно?
Главное обвинение против большинства философов и учёных заключалось в том, что они «богов не признают». Авторитет жрецов и других служителей религиозных верований основан на утверждении о том, что они находятся в более близких отношениях с Богом (или богами), чем обычные люди, что именно через них Бог выражает свои порицания или одобрения людям за их дела и даже помыслы. Анаксагор и другие философы, осмелившиеся в V в. до н. э. утверждать, что «…Солнце, Луна и все звёзды — горячие камни, охваченные круговращением эфира», вступали в спор с теми, кто отстаивал представления о Солнце, Луне, Венере, Марсе, Юпитере как о богах. С этим не могли смириться жрецы этих богов.
Учение Коперника о Земле, движущейся вокруг Солнца и вращающейся вокруг своей оси, противоречило картине мира, представленной в Библии — Священной книге христиан. Поэтому было запрещено распространение учения Коперника. Галилео Галилея суд инквизиции вынудил публично отречься от учения о движении Земли и отправил в ссылку, в которой он находился до своей смерти.
Наука не оспаривает права любого человека верить в то, что существует загробная жизнь, существуют боги и ангелы. Никогда учёные не приговаривали никого к смертной казни за веру в Бога, не отправляли за это в ссылки. Учёные
не призывают к тому, чтобы всем людям запретить верить в Бога. Так что говорить о борьбе между наукой и религией нет оснований. Фактически на протяжении всей истории человечества борьба и преследования ведутся с одной стороны: религия борется против распространения среди людей научных взглядов о строении и происхождении мира, о природе и происхождении человека. Борьба эта обусловлена тем, что, чем больше знает человек о мире и себе самом, тем труднее ему поверить в истинность любого религиозного учения.
Никто из учёных не подавал иск в суд на служителей церкви за распространение противоречащих научным данным сведений о происхождении мира и человека. А «обезьяньи процессы», в которых от суда требовали вынести приговор о запрете распространения дарвиновского учения о происхождении животного мира и человека, происходили по инициативе церкви во многих странах. Теперь состоялся первый такой процесс и в России. Так что позиции церкви по отношению к науке не изменились: наука для церкви остается противником, мешающим осуществлению её основных функций.
Государства, в которых церковь отделена, называются светскими государствами. По Конституции РФ (Статья 14) Российская Федерация — светское государство. Поэтому в

Физика. 9 класс. Книга для учителя