Tartalomjegyzék ek és szakmódszertani felvetések 1. Szakmódszertani felvetések, javaslatok! 2 2. Fizika tanmenet 9. osztály (heti 2 óra) 5 3. Fizika tanmenet 9. osztály (heti 1,5 óra) 18 1
Bevezetô szakmódszertani felvetések, javaslatok Az Út a tudáshoz természettudományos tankönyvcsalád Fizika 9. tankönyvének alkalmazásához szeretnénk lehetőségeinkhez mérten segítséget nyújtani ezzel a tanári kézikönyv-dvd-vel. A tankönyv számtalan lehetőséget kínál arra, hogy a különböző típusú iskolák eltérő hozzáállású, képességű osztályait, diákjait az érdeklődésüknek, szükségleteiknek és meglevő készségeiknek, képességeiknek megfelelő szinten és formában taníthassuk. A differenciált oktatásban három fő szintet különíthetünk el, melyek között további, alszintek vannak. A differenciálást egész osztályok között, de egy osztályon belül is végezhetjük. Ez utóbbi nagyobb gyakorlatot, több előkészítő munkát, erőteljesebb odafigyelést igényel a tanártól, és a tanítványokról is nagyobb önállóságot, igyekezetet tételez fel. Az első szinten a család bevezető beszélgetései, a probléma felvetése és a közvetlenül hozzá kapcsolódó egyszerű ismeretközlés már egyfajta választ is ad a kérdésekre. Nevezhetjük ezt egy ismeretterjesztő szintnek. Ha az adott csoporttal nem igazán akarunk a mélyebb, elvontabb, tudományosabb magyarázatok irányába elmozdulni, akkor csak a gyakorlati érdekességek, példák, alkalmazások, illetve az élet egyéb területeivel való kapcsolódási pontok megvilágítása, az egyszerű ismeretek elmélyítése marad a feladatunk. Ebben a körben nem kell minden részletében megtanítanunk a tankönyv ismereteit. Többet ér, ha a minimális tudásanyagot sokféle szempontból közelítjük meg, otthoni és iskolai környezetben is egyéni és csoportos gyűjtőmunkára, jelenségek megfigyelésére, magyarázatára, kísérletek elvégzésére, poszterek, prezentációk készítésére, projekt jellegű feladatok elvégzésére biztatjuk a fiatalokat. Ezek segítségével erősítjük meg a tudásukat, illetve nyerjük meg a pozitív hozzáállásukat. Kiemelt feladat lehet, hogy a környezettudatos magatartáshoz szükséges munícióval ellássuk a tanítványokat, képessé tegyük őket a napjainkban jellemzően előforduló népszerű, áltudományos hírek helyes megítélésére. Vagy legalább a kétkedés, a tudományos magyarázat igénylésének gondolatát beléjük kell ültetnünk a hangzatos bejelentésekkel kapcsolatban. Fontos, hogy ebben az esetben is munkára, a tananyaghoz kötődő tevékenységre serkentsük a diákokat. (Nekik természetesen nem kell feltétlenül tudniuk, hogy most éppen dolgoznak! Azt is hihetik, hogy tök jó játékos feladatokat kaptak!) Ebben is segít a könyv színességével, szerteágazó szöveges feladataival, gyakorlati példáival és a képi elemek szinte képregényszerű mozgalmasságával, illetve a fizikatörténeti érdekességek bemutatásával, olykor a nagy tudósok esendő emberi tulajdonságaira, gyengeségeire is rávilágítva. A tudósok életútjával kapcsolatban nem mondhatunk le arról a nevelő erőről, amely a múlt nagy egyéniségeinek elhivatottságából, állhatatos munkájából sugárzik. Azt kell tudatosítanunk a fiatalokban, hogy az értelmesen, jó hangulatban végzett munka nem árt meg senkinek, és nélküle az ember nem lehet teljes Ember. 2
Bevezetô A következő szint lényegében a középszintű érettségi vizsga követelményrendszerének felel meg. Itt az előzőek mellett (és olykor azoknak bizonyos elemei helyett) dominánsabb a szakmai tartalmak rögzítése, az érettségi vizsgán is számon kérhető kompetenciák kialakítása. Ezen a szinten már nagyon fontos, hogy a fizikai ismeretszerzés lehetőségeit az induktív és a deduktív utak megfelelő kombinációjával tudatosan mutassuk be a diákoknak. A természettudományos gondolkodásmódot a maga komplexitásában kell a fiatalok elé tárnunk akkor is, ha nem követeljük, követelhetjük meg ennek teljes körű alkalmazását. Az elméleti tudásnak egy biztos, minimális alapját jelentik az egyes leckék végén sárga kiemeléssel szereplő összefoglalások, ezek tartalmát számon kérhető módon és mértékben meg kell tanulni. A középszinten érdeklődő fiataloknak már nyílt végű numerikus feladatokat is meg kell oldaniuk. Ezek általában egy fizikai jelenség értelmezésén, egyszerű leírásán alapulnak. Nem igényelnek komolyabb matematikai apparátust, nem kell több, egymástól viszonylag független részproblémát együtt, egymással összefüggésben kezelni. A tankönyvben a leckék végén a sorszám növekedésével egyre nehezedő feladatok vannak. Ezek közül a legutolsók, illetve a kék alapon szereplő, emelt szintre utaló példák természetesen már kissé összetettebb feladatok. A kidolgozott példák egy része is bonyolultabb, ezek esetében igyekeztünk nagyon egyértelműen olyan részekre bontani a feladatot és a megoldást is, hogy az ne jelentsen problémát a közepesen érdeklődő tanulóknak, de rávilágítson arra, hogy van lehetőség a további fejlődésre. Az előtérbe kerülő szöveges jelenségleírásokat gyakorolniuk kell a fiataloknak. Meg kell szokniuk, hogy a szöveges megfogalmazásokat mennyiségi kel alá kell támasztani, ki kell egészíteni, illetve megfordítva: a számolásos feladatokat szövegesen is értelmezni kell. Ezen a szinten már gyakorlatot kell szerezni a diákoknak a kísérletezésben, mérésben, méréskiértékelésben is. Javasoljuk a tankönyvben, illetve a tanári kézikönyvben szereplő kísérletek, mérések órai, vagy az egyszerűbbek otthoni elvégzését. Fontos minden szinten, hogy a fiatalok nyitott szemmel járva észleljék a természetes és mesterséges környezetükben megjelenő fizikai problémákat, és legyen igényük ezek megfelelő mélységű értelmezésére. Ezt is kívánjuk erősíteni a családi beszélgetésekkel és a könyvben gyakran előforduló mindennapi jelenségeket elemző, értelmező kérdésekkel, feladatokkal is. A tanulóktól meg kell követelnünk, hogy a könyv egész anyagát elsajátítsák. Kivételt képeznek az emelt szintűnek jelölt tartalmak. (Ezek megértése is erősíti a középszintű vizsgára készülő tanuló tudását, fejleszti a szemléletét, de nem találkozik velük az érettségi vizsgán, illetve csak úgy, hogy bizonyos részinformációkat például képleteket közöl a feladat. Néhány helyen nem jelöltük szigorúan az emelt szintű tartalmakat kék aláfestéssel, mert például ilyen lenne a súrlódás erőtörvénye, mely nem szerepel a középszintű követelményrendszerben, de a jelenség mennyiségi leírása akkor sem kerülhető meg még az érettségi vizsgán sem, ha a követelményrendszerből kimaradt.) A szövegértési és tanulási problémák megoldásában is igyekszik a könyv saját eszközeivel segíteni. A szövegrészek és a hozzájuk tartozó képi elemek, feladatok egymást 3
Bevezetô erősítve fejtik ki a hatásukat. Egyre nagyobb gond, hogy a tanulók a megértés állapotát összekeverik a tudással. Ilyen esetben kimarad a rögzítés folyamata. Ez oda vezet, hogy hosszú távon már alig-alig tudnak valamit egy-egy hosszabb anyagrészről. Ezért is igyekeztünk a kérdések, feladatok sokrétűségéről gondoskodni. Ami az ismeretterjesztő szinten puszta érdekesség volt, az itt kissé mélyebb értelmezéssel már messzebb vezet a megismerési folyamatban. Ez az osztályon, csoporton belüli differenciálást is lehetővé teszi, hiszen a tanulók egyik része ugyanazt a kérdést, keresési feladatot, modellezést felszínesebben, másik részük alaposabb értelmezéssel, esetleg mennyiségi vonatkozások leírásával végezheti el. A tanmenetjavaslatunk egy lehetséges feldolgozási ütemet kínál a heti két, illetve másfél órás kerethez igazodva. A tanári kézikönyvben szereplő részletesebb feladatmegoldásokkal, a kísérletekkel, mérések jegyzőkönyvének megadásával is a kollégák munkáját szeretnénk segíteni, megkönnyíteni. A kísérletezőóra elvileg bármikor beilleszthető az éves programba, motivációs hatása jelentős lehet. A mérések az adott témakör tárgyalásának a végén vagy az adott jelenség elméleti tárgyalásával összhangban akár korábban is elvégezhetőek. Mindenképpen elméleti megalapozást és technikai előkészítést, összeállítást igényelnek (még akkor is, ha viszonylag egyszerű, minden iskolában rendelkezésre álló eszközöket alkalmaztunk). A témazáró feladatsor-javaslatokkal az érettségire is emlékeztető, variálható anyagot kívántunk a kollégák kezébe adni. Egy-egy ilyen teljes feladatsor többnyire hosszabb időt igényelne, ezért is javasoljuk ezeknek az adott viszonyokhoz, osztályhoz, tanulókhoz való átalakítását, bizonyos kérdések kihagyását. A tankönyv lapozható formában való megjelenítése a DVD-n a digitális táblán vagy kivetítőn való alkalmazási lehetőségek sorát nyitja meg. Már ez a legegyszerűbb lehetőség is segítheti a tanítási óra megszervezését. A teljes oldalból azokat a tartalmakat (képi elemeket, megfogalmazásokat, feladatokat, feladatmegoldásokat) lehet megfelelő formában előhívni, kivetíteni, amelyekre az óra felépítésében éppen szükségünk van. A megfelelő helyen beillesztett interaktív feladatok, animációk és videók segíthetnek a szóródó tanulói figyelmet tananyagra összpontosítani. Tankönyvünk és az Önök munkáját segíteni igyekvő tanári kézikönyv-dvd használatához is sok sikert kívánnak: a Szerzők és a Kiadó 4
Fizika tanmenet 9. osztály (heti 2 óra) A fejezetek címei I. MOZGÁSTAN Minden mozog, a mozgás viszonylagos a mozgástan elemei Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró), mérés II. ERŐTAN Ok és okozat (Arisztotelésztől Newtonig) A newtoni mechanika elemei Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró), mérés III. MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY Erőfeszítés és hasznosság. Energia munka teljesítmény hatásfok Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró), mérés IV. FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKÁJA Folyadékok és gázok mechanikája Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró), mérés A tanév végi összefoglalás, az elmaradt órák pótlása, szabad felhasználású óra Az óraszámok összege Óraszámok 16 30 15 8 3 72 5
Óraszám 1-2. Fogalmak, Tanulói tevékenység Kinematika, vonatkoztatási test, vonatkoztatási rendszer, anyagi pont, pálya, út, elmozdulás, helyvektor. Skalár- és vektormennyiség. A testek helyének megadása, (különböző vonatkoztatási rendszerekben), helyváltoztatásának vizsgálata. Hétköznapi jelenségek értelmezése. A hely meghatározása (13/1.3.). Ábrák készítése (14/1.7.; 15/1.8.). Sebesség (pillamilyen gyorsan haladunk? natnyi és átlag). A mozgás időbeli Relatív sebesség. jellemzése, a sebesség fogalma Hétköznapi jelenségek felidézése, értelmezése. Relatív sebességek vizsgálata. Sebességek számolása (pl. menetrend alapján; illetve előre kiadott feladat: saját út és idő mérések eredményét felhasználva). Hétköznapi jelenségek felidézése, értelmezése. A gyorsulás iránya és előjele közötti kapcsolat vizsgálata. Egyszerű feladatok. Hosszúság és idő mérése. Sebesség és út mérése kilométerórával, (esetleg kerékpár sebességmérővel). Tananyag Nagy a nyüzsgés Mozgástani alapfogalmak Hol járunk? A mozgás hely szerinti jellemzése 3. Gyorsuljunk fel! A gyorsulás fogalma 4. 6 Gyorsulás. (Pozitív és negatív gyorsulás.) Szemléltetés A felhajított test mozgásának vizsgálata (20/1.23.; 21/1.24.).
5-6. 7-8. Ez a legegyszerűbb! Az egyenes vonalú egyenletes mozgás Hétköznapi jelenségek megfigyelése, elemzése. Mikola-csöves mérésben való részvétel. Az vizsgálata. Grafikonok rajzolása, elemzése. Feladatok. Nyomkép készíegyenes vonalú Csak a változás tésében való akállandó egyenletesen változó mozgás tív részvétel. Az Egyenes vonalú út-idő, sebességegyenletesen vál- fogalma. Az útidő, sebesség-idő, idő, gyorsulástozó mozgás idő összefüggégyorsulás-idő sek vizsgálata.. Grafikonok rajzografikonok. lása elemzése. Úttörvény. Feladatmegoldás. Jól esik Szabadesés 9-10. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás fogalma. Nyomkép, Mikola cső. Az út-idő, sebesség-idő, gyorsulás-idő. Grafikonok. Szabadesés, hajítások fogalma. Nehézségi gyorsulás: g. Összetett mozgás. Mikola-csöves kísérlet, táblázatok, grafikonok (24/2.3., 25/2.4.; 26/2.7.; 27/2.9., 2.10.). Lejtős kísérlet, sorozatfelvétel, animáció, ejtőzsinór. Táblázatok, grafikonok (32/3.3; 33/3.4., 3.5., 3.6.; 34/3.8., 3.9.; 35/3.11., 3.12.; 36/3.13., 3.14., 3.15.; 37/3.16., 3.17.). Kísérlet: ejtés Ejtés levegőben levegőben és és vákuumban. Hajítások vizsgá- vákuumban (40/4.1.). lata. Sorozatfelvétel, Az egyenes vonyomkép elemzénalú mozgások összefüggéseinek se (43/4.3.). Vízszintes haalkalmazása. Feladatok. jítás felbontása (44/4.5., 45/4.6., 4.7.). 7
Körbe-körbe, karikába Egyenletes körmozgás 11-12. 13. 14. 16. 17. 18. 8 Hétköznapi jelenségek elemzése, analógiák felfedezése. Feladatok. Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. A tehetetlenség törvénye. Az inerciarendszer. Newton élete és munkássága. A testek tehetetlenségének bemutatása. Hétköznapi jelenségek értelmezése. Lemezjátszós kísérlet (48/5.1., 5.2., 5.3.). Radián fogalmának kiépítése (49/5.5., 5.6.). Grafikonok megrajzolása analógiás alapon. 1. Mérés Összefoglalás 15. Egyenletes körmozgás, szögelfordulás, radián fogalma, ívhossz, kerületi sebesség, szögsebesség, centripetális gyorsulás, periodikus mozgás, periódusidő, fordulatszám. Feladatok megoldása 1. Témazáró dolgozat Egyedül nem megy A tehetetlenség törvénye Kölcsönkenyér visszajár! Párkölcsönhatások Visszanyeri az alakját Vagy talán mégsem?! A testek rugalmassága A testek rugalmassága. Rugalmas és rugalmatlan alakváltozás. A tehetetlenség bemutatása papírhenger és papírlap segítségével (58/1.2.), illetve pohár, papír, és pénzérme segítségével (60/1.7.). Kölcsönhatások A rugalmas és létrehozása. rugalmatlan alakjelenségek meg- változás vizsgálafigyelése és elem- ta lufi, különböző zése. rugók, gumiszál, és fogpiszkáló segítségével (65/2.5.).
19. 20. Visszapattan? Vagy talán mégsem?! Ütközések Tehetetlenek vagyunk?! A tömeg Lendüljünk bele! Lendület, lendületmegmaradás Hogyan mozog? 21-22. Miért úgy? A lendület A lényeg megmarad A lendületmegmaradás törvénye 23. Légy erős! Az erő Gyorsítsunk! Newton II. törvénye 24-25. Párkölcsönhatás. Ütközések. Rugalmas és rugalmatlan ütközések. Tökéletesen rugalmatlan ütközés. A tömeg. A dinamikai tömegmérés. Kölcsönhatások létrehozása. Jelenségek megfigyelése és elemzése. Ütközések vizsgálata (könnyen guruló kiskocsik gyurmával, laprugóval, sínen). (66/2.9.). Kölcsönhatások létrehozása. Jelenségek megfigyelése és elemzése. Lendület, lendületmegmaradás. Zárt rendszer. Hétköznapi jelenségek megfigyelése, elemzése. Feladatok megoldása. Ütközések vizsgálata (könnyen guruló, különböző tömegű kiskocsik, laprugóval, sínen ütközőkkel) (70/3.6, 3.7.). Lufis autó (74/4.6.), Newton bölcső (74/4.5.). Az erőhatás. Az erő. Támadáspont. Hatásvonal. Newton II. törvénye. Az erő, a tömeg és a gyorsulás kapcsolata. Az erő mértékegysége: m 1 N = 1 kg 2. s Az erő mérése. Az erő ábrázolása. Különböző tömegű kiskocsik gyorsítása. Az összefüggés alkalmazása. Vektorábrák készítése. Különböző tömegű kiskocsi gyorsulásának vizsgálata. 9
26. 6ás-ellen6ás Newton III. törvénye Alap 27. LET E A dinamika alapegyenlete Törvényes ez? Erőtörvények 28. 10 Hétköznapi jelenségek elemzése, a hatás és ellenhatás beazonosítása. A dinamika alapegyenlete. Több erő együttes hatása. Két vagy több erő eredője. Vektormennyiségek összeadása. Erőtörvények. Szabad és kényszererők. Erők eredőjének ábrázolása, meghatározása. Az alapegyenlet alkalmazása. Az alapfogalmak megértése az általános iskolában megismert erőfajták segítségével. Tömeg és súly mérése. Erők ábrázolása. Legyünk túl a nehezén! A nehézségi erő A nehézségi erő. Súly. Súlytalanság. A nehézségi erő és súlyerő közti különbség. Rúg pedig lába sincs A rugóerő A rugóerő. A ru- A rugó megnyúgóállandó. A line- lásának vizsgálaáris erőtörvény. ta, elemzése. 29. 30. Newton III. törvénye. A hatás-ellenhatás bemutatása rugós erőmérőkkel, görkorcsolyás diákokkal, házi Segner kerékkel (89/7.5.). Erők eredőjének meghatározása rugós erőmérőkkel, zsinórokkal. Hétköznapi jelenségekben fellépő szabad és kényszererők beazonosítása. A nehézségi erő, súlyerő bemutatása rugós erőmérővel. A súlytalanság bemutatása (szabadon eső, vízzel telt lyukas doboz). Súlymérés fürdőszobai mérleggel. Különböző eszközökben található rugók erősségének ös szehasonlítása.
31. Nyújtom, nyújtom, nem szakad. Rugalmas nyújtás, Hooke-féle törvény 33. 34. 35. Vékony dróthuzal Huzal nyúlásányújtásának kínak vizsgálata sérleti vizsgálata. (106/9.26.), megnyúlás-erő grafikon (107/9.29.). A súrlódási erő vizsgálata (csúszási súrlódás, tapadási súrlódás, gördülési ellenállás) különböző talpú cipőkkel (110/9.37., 9.38.), egymásba hajtogatott két könyvvel (112/9.42.). A közegellenállás A közegellenaz örök hátrálta- A közegellenálállási erő kísérlás, a közegellen- kísérleti vizsgátók... II. lata. A közegelleti vizsgálata A közegellenállá- állási erő. A közegellenállá- lenállás növelése papírlapokkal si erő si erőt befolyáso- és csökkentése a (119/9.49.). A járművek tergyakorlatban. ló tényezők. vezése (különböáramvonalas ző profilok hajtestek. szárító által fújt gyorsan áramló levegőben). Feladatok Az eddig tanult Ismétlés, rendmegoldása szerezés, feladaátismétlése és tok megoldása. alkalmazása. Általános vonzó- Gravitációs erő- Chavendish dás. törvény, mérése. Newton gravitá- Isaac Newton. ciós erőtörvénye (kiegészítő anyag) Az örök hátráltatók I. A súrlódási erő 32. Rugalmas megnyúlás, Hookeféle törvény, rugalmassági együttható, relatív megnyúlás, mechanikai feszültség, rugalmassági határ. A súrlódás, a súrlódási erő; a súrlódási erőt befolyásoló tényezők. A súrlódás jelenségének kísérleti vizsgálata. A súrlódási erő növelése és csökkentése a gyakorlatban. 11
36. Középre nézz! Az egyenletes körmozgás dinamikai leírása Az egyenletes körmozgás dinamikai leírása. És mégis mozog a Föld. Az égitestek mozgása Geocentrikus és heliocentrikus világkép, Kepler törvényei, kozmikus sebességek, mesterséges égitestek, geostacionárius műhold, GPS. Borul vagy nem borul? A pontszerű és a merev test egyensúlya Mitől forog? A forgatónyomaték A pontszerű és A alapfogalmak merev test egyen- és súlya. megértése hétköznapi példák segítségével. Az erő forgató Az erő forgató hatása. Az erőkar. hatásának vizsa forgatónyoma- gálata. A forgatónyomaték kiszáték. molása. 37. 38. 39. 40. 12 Ezt add össze! Az eredő erő meghatározása Egyenletes körmozgás felismerése. A dinamikai feltétel értelmezése. Fizikatörténeti kiselőadás (Ptolemaiosz, Kopernikusz, Tycho Brahe, Galilei, Kepler, Newton). Pohár körbeforgatása (124/10.1.), a jelenség értelmezése. Okos telefongps. Az ablakok és ajtók nyitása kilinccsel vagy tapadókorongos erőmérővel. Egyensúly létrehozása vonalzón gyufásdobozok segítségével (139/12.4.). Az eredő erő Az eredő erő Az eredő erő meghatározása meghatározása kísérleti megha(egymást metsző, különböző irányú tározása erőméilletve párhuzaés nagyságú erők rőkkel és rögzímos erők, erőpár esetén. tett tengely körül eredője). forgó vonalzóval.
41. 42. 43. Stabil vagy nem stabil? Egyensúlyi helyzetek Egyensúlyi hely- Az egyensúlyi zetek (stabil, labi- helyzetek értellis, indifferens). mezése. Már ezek is gépek?! Egyszerű! Emelők, csigák, lejtő Egyszerű gépek: egykarú és kétkarú emelő, álló és mozgócsiga, csigasor, hengerkerék, a lejtő, a csavar és az ék. Egyszerűgépek alkalmazása a gyakorlatban. A különböző egyszerű gépek működésének értelmezése. Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. 2. Mérés Összefoglalás 44. 45. 46. 47-48. Feladatok megoldása 2. Témazáró dolgozat Dolgozzunk! A munka A különböző egyensúlyi helyzetek szemléltetése gyufásdobozzal, ceruzával, keljfeljancsival, labdával és egy pohárral. Az egyszerű gépek egyensúlyi helyzeteinek vizsgálata. Feladatok megoldása. A munkavégzés és a munka fogalma. Állandó és változó erő munkája. A mindennapi munka-fogalmak elemzése. Az erő és az elmozdulás irányának viszonya és a munka kapcsolata elemzés. Az erő-elmozdulás grafikon jelentősége. Feladatok. Az állandó erő munkája, vektorábrák vizsgálata (151/1.6.; 152/1.7., 1.8., 1.9., 1.10.). Változó erő munkája, erő-elmozdulás grafikonok (153/1.11., 1.12., 1.13., 1.14.). Golyó emelése rugóval. Tanulói aktivitásra épülő elemzés. 13
Töltődjünk fel! Az energia 49. 50. 51. 52. 14 Az energia fogalma. Az energia fajtái és megmaradása. Munkavégzőképességek a világban gyűjtőmunka. Gyakorlati példák, egyszerű kísérletek. Az emberiség energiafelhasználási szokásai. (161/2.6., 2.7., 2.8.). Mi lesz belőle? Gyorsítási munka Jelenségek meg- Az egyes munfigyelése és elem- kafajták eredméa munkák fajtái, (munkatétel). a mozgási energia Haladó és forgó zése. nyének vizsgálata Feladatmegoldás. (162/3.1.- 3.2.; mozgás energiája. Emelési, 164/3.6.; 165/3.10.; 166/3.11.). A súrlódási munka. Konzervatív és mozgásállapotból származó enerdisszipatív erők. giák (163/3.4.; 164/3.5.). A magassámiből lesz a cse- Magassági (hely- Kölcsönhatások gi energia rebogár? zeti) energia, megfigyelése és Kölcsönhatási gravitációs ener- elemzése (erőtör- hasznosítása, energiák gia, II. kozmikus vények feleleve- viszonylagossága (171/4.3.; nítése). (H)egyre megy? sebesség. 176/4.13.). Feladatok. Magassági enera II. kozmikus gia sebesség kapcsán A kölcsönös vonkisfilm, animáció zás egymáshoz megtekintése. köt Két pontszerű test közötti gravitációs kölcsönhatás energiája (kiegészítő anyag) Pattanásig feszül- A rugó energiája. A rugóerő ábrágrafikonok készíve... zolása a megnyú- tése, rugók nyújrugalmas energia lás függvényében tása, összenyo(rugóenergia) (erőtörvény felmása (173/4.7.; elevenítése). Vál- 177/4.18.). tozó erő munkája. Feladatok.
Raktározzuk el! A mechanikai energia- megmaradás törvénye* Függőleges hajítás felelevenítése. Kiskocsik ütköztetése. 53-54. Az összefüggés alkalmazása numerikus feladatokban. Siessünk az idő Pillanatnyi és Gyűjtőmunka. pénz! átlagteljesítmény. Kiselőadás. Fel55-56. A teljesítmény adatok megoldása. 57. 58. A hatásfok fogalhatékonyság = energiatakarékos- ma. ság. A hatásfok 3. Mérés Összefoglalás 59. 60. 61. 62. 63. A mechanikai energia megmaradási törvénye. Rugalmas ütközés. Feladatok megoldása 3. Témazáró dolgozat Nyomás utánam! A nyomás fogalma, a hidrosztatikai nyomás, a légnyomás és mérése Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Nyomás, hidrosztatikai nyomás, közlekedőedény, nyomásmérő, manométer, légnyomás, barométer. Heuréka! HeuIdeális folyadék, réka! Pascal-törvény, Nyomásviszohidraulikus sajtó, nyok folyadékok- oldalnyomás, Arban, felhajtóerő, khimédész törvéúszás nye, felhajtóerő. Az emberiség energia szükségletével kapcsolatos gyűjtőmunka. Feladatok. A hajítások (rugós kilövőszerkezet) illetve különböző tömegű kiskocsi ütközésének vizsgálata (174/4.10., 4.11.; 175/4.12.). Történeti és technikai érdekességek. Grafikon-elemzés (182/5.8.). Az energia-hatékonyság jelentősége (video). Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. Feladatok megoldása. Egyszerű kísérletek elvégzése és megfigyelése, alkalmazások. Közlekedőedény (187/1.4.), folyadékos manométer (188/1.7.). Blaise Pascal és munkássága, Arkhimédész élete és munkássága, alkalmazások, sűrűségmérés. Vízi buzogány (193/2.2.), Arkhimédészi hengerpár (199/2.18.). 15
64. Feszültség a felületen Folyadékok modellje, a folyadékrészecskék között fellépő erők (adhéziós- és kohéziós erők), felületi feszültség, hajszálcsövesség A folyadék lehet ideális, meg nem is, és még áramolhat is. Áramló folyadékok és gázok 65. 66. 4. Mérés Összefoglalás 67. 68. 69. 16 Feladatok megoldása 4. Témazáró dolgozat Adhéziós erő, kohéziós erő, hatótávolság, felületi feszültség, kapilláris emelkedés és süllyedés, hajszálcső, a folyadékfelület görbültsége, Jurinféle törvény, cseppképződés, detergens. Áramlási tér, áramlási vonal, áramlási cső, kontinuitási egyenlet, Bernoulli-féle törvény, statikus nyomás, torlónyomás, nyomásesés, HagenPoiseuille-féle törvény, viszkozitás, Stokes-féle súrlódási törvény, szárnyprofil, aerodinamikai felhajtóerő. Folyadék-modell, egyszerű kísérletek a folyadékmolekulák közötti erőkre, minimál-felületek, kapilláris, cseppentő szerepe, Eötvös Loránd. Folyadékhártya (201/3.5.-3.6.), kapilláris emelkedés (202/3.7.-3.8.), sztalagmométer (202/3.9.), cseppentő, Grüllféle eszköz (205/3.18.). Áramvonalak kimutatása, Bernoulli-féle család bemutatása, kiselőadás a repülésről. Aerodinamikai paradoxon (207/4.7.). Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. Feladatok megoldása.
A tanév végi ös szefoglalás, az elmaradt órák 70-72. pótlása, szabad felhasználású óra 17
Fizika tanmenet 9. osztály (heti 1,5 óra) A fejezetek címei I. MOZGÁSTAN Minden mozog, a mozgás viszonylagos a mozgástan elemei Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró) II. ERŐTAN Ok és okozat (Arisztotelésztől Newtonig) A newtoni mechanika elemei Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró) III. MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY Erőfeszítés és hasznosság. Energia munka teljesítmény hatásfok Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró) IV. FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKÁJA Folyadékok és gázok mechanikája Összefoglalás, gyakorlás, számonkérés (témazáró) Szabad felhasználású óra Mérés, a tanév végi összefoglalás, az elmaradt órák pótlása Az óraszámok összege 18 Óraszámok 13 23 9 6 3 54
Óraszám Tananyag Fogalmak, Tanulói tevékenység A testek helyének megadása, (különböző vonatkoztatási rendszerekben), helyváltoztatásának vizsgálata. Hétköznapi jelenségek értelmezése. Hétköznapi jelenségek felidézése, értelmezése. Relatív sebességek vizsgálata. Sebességek számolása (pl. menetrend alapján; illetve előre kiadott feladat: saját út és idő mérések eredményét felhasználva). Hétköznapi jelenségek felidézése, értelmezése. A gyorsulás iránya és előjele közötti kapcsolat vizsgálata. Egyszerű feladatok. 1. Nagy a nyüzsgés Mozgástani alapfogalmak Hol járunk? A mozgás hely szerinti jellemzése Kinematika, vonatkoztatási test, vonatkoztatási rendszer, anyagi pont, pálya, út, elmozdulás, helyvektor. Skalár- és vektormennyiség. 2. Milyen gyorsan haladunk? A mozgás időbeli jellemzése, a sebesség fogalma Sebesség (pillanatnyi és átlag). Relatív sebesség. 3. Gyorsuljunk fel! A gyorsulás fogalma Gyorsulás. (Pozitív és negatív gyorsulás.) Szemléltetés A hely meghatározása (13/1.3.). Ábrák készítése (14/1.7.; 15/1.9.). Hosszúság és idő mérése. Sebesség és út mérése kilométerórával, (esetleg kerékpár sebességmérővel). A felhajított test mozgásának vizsgálata (20/1.23.; 21/1.24.). 19
4-5. 6-7. 8-9. 20 Ez a legegyszerűbb! Az egyenes vonalú egyenletes mozgás Hétköznapi jelenségek megfigyelése, elemzése. Mikola-csöves mérésben való részvétel. Az vizsgálata. Grafikonok rajzolása, elemzése. Feladatok. Nyomkép készícsak a változás ál- Egyenes vonalú tésében való aktív landó Egyenes vo- egyenletesen részvétel. Az nalú egyenletesen változó mozgás út-idő, sebességváltozó mozgás fogalma. Az útidő, sebesség-idő, idő, gyorsulás-idő gyorsulás-idő. vizsgálata. Grafikonok rajzografikonok. Úttörvény. lása elemzése. Feladatmegoldás. Jól esik A szabadesés Az egyenes vonalú egyenletes mozgás fogalma. Nyomkép, Mikola cső. Az út-idő, sebesség-idő, gyorsulás-idő. Grafikonok. Mikola-csöves kísérlet, táblázatok, grafikonok (24/2.3., 25/2.4.; 26/2.7.; 27/2.9., 2.10.). Lejtős kísérlet, sorozatfelvétel, animáció, ejtőzsinór. Táblázatok, grafikonok (32/3.3.; 33/3.4., 3.5., 3.6.; 34/3.8., 3.9.; 35/3.11., 3.12.; 36/3.13., 3.14., 3.15.; 37/3.16.,3.17.). Szabadesés, hají- Ejtés levegőben Kísérlet: ejtés tások fogalma. és vákuumban. levegőben és Nehézségi gyor- Hajítások vizsgá- vákuumban sulás: g. lata. Az egyenes (42/4.1.). Összetett mozgás. vonalú mozgások Sorozatfelvétel, összefüggéseinek nyomkép elemalkalmazása zése (43/4.3.). Feladatok. Vízszintes hajítás felbontása (44/4.5., 45/4.6., 4.7.).
10-11. Körbe-körbe, karikába Egyenletes körmozgás 12. Összefoglalás Feladatok megoldása, gyakorlás 13. 1. Témazáró dolgozat Egyedül nem megy A tehetetlenség törvénye 14. 15. Egyenletes körmozgás, szögelfordulás, radián fogalma, ívhossz, kerületi sebesség, szögsebesség, centripetális gyorsulás, periodikus mozgás, periódusidő, fordulatszám. Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Hétköznapi jelenségek elemzése, analógiák felfedezése. Feladatok. Lemezjátszós kísérlet (48/5.1., 5.2., 5.3.). Radián fogalmának kiépítése (49/5.5., 5.6.). Grafikonok megrajzolása analógiás alapon. Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. A tehetetlenség bemutatása papírhenger és papírlap segítségével (58/1.2.), illetve pohár, papír, és pénzérme segítségével (60/1.7.). Kölcsönkenyér A testek rugalkölcsönhatások A rugalmas és visszajár! massága. Rugal- létrehozása. rugalmatlan Párkölcsönhatások mas és rugalmat- Jelenségek alakváltozás Visszanyeri az lan alakváltozás. megfigyelése és vizsgálata lufi, alakját Vagy Párkölcsönhatás, elemzése. Kölkülönböző talán mégsem?! Ütközések. csönhatások lét- rugók, gumiszál, A testek rugalmas- Rugalmas és rehozása. Jelensé- és fogpiszkáló sága rugalmatlan ütkö- gek megfigyelése segítségével Visszapattan zések. Tökélete- és elemzése. (65/2.5.). ÜtköVagy talán mégsen rugalmatlan zések vizsgásem?! ütközés. lata (könnyen Ütközések guruló kiskocsik gyurmával, laprugóval, sínen). (66/2.9.). A tehetetlenség törvénye. Az inerciarendszer. Newton élete és munkássága. A testek tehetetlenségének bemutatása. Hétköznapi jelenségek értelmezése. 21
16. Tehetetlenek vagyunk?! A tömeg 17-18. Lendüljünk bele! Lendület, lendületmegmaradás Hogyan mozog? Miért úgy? A lendület A lényeg megmarad A lendületmegmaradás törvénye 19. Légy erős! Az erő 22 20. Gyorsítsunk! Newton II. törvénye 21. 6ás-ellen6ás Newton III. törvénye A tömeg. A dinamikai tömegmérés. Lendület, lendületmegmaradás. Zárt rendszer. Az erőhatás. Az erő. Támadáspont. Hatásvonal. Newton II. törvénye. Az erő, a tömeg és a gyorsulás kapcsolat. Az erő mértékegysége: m 1 N = 1 kg 2. s Newton III. törvénye. Kölcsönhatások létrehozása. Jelenségek megfigyelése és elemzése. Ütközések vizsgálata (könnyen guruló, különböző tömegű kiskocsik, laprugóval, sínen ütközőkkel 70/3.6, 3.7.). Hétköznapi jelen- Lufis autó ségek megfigye- (74/4.6), Newton lése, elemzése. bölcső (74/4.5.). Feladatok megoldása. Az erő mérése. Az erő ábrázolása. Különböző tömegű kiskocsik gyorsítása. Az összefüggés alkalmazása. Hétköznapi jelenségek elemzése, a hatás és ellenhatás beazonosítása. Vektorábrák készítése. Különböző tömegű kiskocsi gyorsulásának vizsgálata. A hatás-ellenhatás bemutatása rugós erőmérőkkel, görkorcsolyás diákokkal, házi Segner kerékkel (89/7.5.).
22. Alap LET E A dinamika alapegyenlete A dinamika alapegyenlete. Több erő együttes hatása. Két vagy több erő eredője. Vektormennyiségek összeadása. Erőtörvények. Szabad és kényszererők. Erők eredőjének ábrázolása, meghatározása. Az alapegyenlet alkalmazása. Erők eredőjének meghatározása rugós erőmérőkkel, zsinórokkal. Az alapfogalmak megértése az általános iskolában megismert erőfajták segítségével. Tömeg és súly mérése. Erők ábrázolása. Hétköznapi jelenségekben fellépő szabad és kényszererők beazonosítása A nehézségi erő, súlyerő bemutatása rugós erőmérővel. A súlytalanság bemutatása (szabadon eső vízzel telt lyukas doboz). Súlymérés fürdőszobai mérleggel. A rugó megnyú- Különböző lásának vizsgála- eszközökben ta, elemzése. található rugók erősségének ös szehasonlítása. Vékony dróthuzal Huzal nyúlásányújtásának kínak vizsgálata sérleti vizsgálata. (106/9.26.), megnyúlás-erő grafikon (107/9.29.). 23. Törvényes ez? Erőtörvények 24. Legyünk túl a nehezén! A nehézségi erő A nehézségi erő. Súly. Súlytalanság. A nehézségi erő és súlyerő közti különbség. 25. Rúg, pedig lába sincs A rugóerő A rugóerő. A rugóállandó. A lineáris erőtörvény. 26. Nyújtom, nyújtom, nem szakad Rugalmas nyújtás, Hooke-féle törvény Rugalmas megnyúlás, Hookeféle törvény, rugalmassági együttható, relatív megnyúlás, mechanikai feszültség, rugalmassági határ. 23
27. Az örök hátráltatók A súrlódási erő és a közegellenállási erő A súrlódás, a súrlódási erő; a súrlódási erőt befolyásoló tényezők. A közegellenállás, a közegellenállási erő. A közegellenállási erőt befolyásoló tényezők. Áramvonalas testek. A súrlódás jelenségének kísérleti vizsgálata. A súrlódási erő növelése és csökkentése a gyakorlatban. A közegellenállás kísérleti vizsgálata. A közegellenállás növelése és csökkentése a gyakorlatban. 28. Feladatok megoldása Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. 29. Általános vonzódás Newton gravitációs törvénye Középre nézz! Az egyenletes körmozgás dinamikai leírása Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Gravitációs erőtörvény, Isaac Newton. Az egyenletes körmozgás dinamikai leírása. Egyenletes körmozgás felismerése. A dinamikai feltétel értelmezése. 30. 24 A súrlódási erő vizsgálata (csúszási súrlódás, tapadási súrlódás, gördülési ellenállás) különböző talpú cipőkkel (110/9.37., 9.38.), egymásba hajtogatott két könyvvel (112/9.42.). A közegellenállási erő kísérleti vizsgálata papírlapokkal (114/9.49.). A járművek tervezése (különböző profilok hajszárító által fújt gyorsan áramló levegőben). Chavendish mérése Pohár körbeforgatása (124/10.1.), a jelenség értelmezése.
31. És mégis mozog a Föld... Az égitestek mozgása 32. Borul vagy nem borul? A pontszerű és merev test egyensúlya Mitől forog? A forgatónyomaték 33. Ezt add össze! Az eredő erő meghatározása Stabil vagy nem stabil? Egyensúlyi helyzetek Geocentrikus és heliocentrikus világkép, Kepler törvényei, kozmikus sebességek, mesterséges égitestek, geostacionárius műhold, GPS. A pontszerű és merev test egyensúlya Az erő forgató hatása. Az erőkar. A forgatónyomaték. Az eredő erő meghatározása (egymást metsző illetve párhuzamos erők, erőpár eredője). Egyensúlyi helyzetek (stabil, labilis, indifferens). Fizikatörténeti kiselőadás (Ptolemaiosz, Kopernikusz, Tycho Brahe, Galilei, Kepler, Newton). Okos telefon, GPS. A alapfogalmak és megértése hétköznapi példák segítségével. Az erő forgató hatásának vizsgálata. A forgatónyomaték kiszámolása. Az eredő erő meghatározása különböző irányú és nagyságú erők esetén. Az egyensúlyi helyzetek értelmezése. Az ablakok és ajtók nyitása kilinccsel vagy tapadókorongos erőmérővel. Egyensúly létrehozása vonalzón gyufásdobozok segítségével (139/12.4.). Az eredő erő kísérleti meghatározása erőmérőkkel és rögzített tengely körül forgó vonalzóval. A különböző egyensúlyi helyzetek szemléltetése gyufásdobozzal, ceruzával, keljfeljancsival, labdával és egy pohárral. 25
34. Már ezek is gépek?! Egyszerű! Emelők, csigák, lejtő 35. Összefoglalás Feladatok megoldása, gyakorlás 36. 2. Témazáró dolgozat Dolgozzunk! A munka 37. 38. 26 Töltődjünk fel! Az energia Egyszerű gépek: egykarú és kétkarú emelő, álló és mozgócsiga, csigasor, hengerkerék, a lejtő, a csavar és az ék. Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Egyszerűgépek alkalmazása a gyakorlatban. A különböző egyszerű gépek működésének értelmezése. Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. Az egyszerű gépek egyensúlyi helyzeteinek vizsgálata. A munkavégzés és a munka fogalma. Állandó és változó erő munkája. A mindennapi munka-fogalmak elemzése. Az erő és az elmozdulás irányának viszonya és a munka kapcsolata elemzés. Az erő-elmozdulás grafikon jelentősége. Feladatok. Az energia fogalma. Az energia fajtái és megmaradása. Munkavégzőképességek a világban gyűjtőmunka. Az állandó erő munkája, vektorábrák vizsgálata (151/1.6.; 152/1.7., 1.8., 1.9., 1.10.). Változó erő munkája, erőelmozdulás grafikonok (153/1.11., 1.12., 1.13., 1.14.). Golyó emelése rugóval. Tanulói aktivitásra épülő elemzés. Gyakorlati példák, egyszerű kísérletek. Az emberiség energiafelhasználási szokásai (161/2.6., 2.7., 2.8.).
39. Mi lesz belőle? Gyorsítási munka A munkák fajtái, a (munkatétel). mozgási energia Haladó és forgó mozgás energiája. Emelési, súrlódási munka. Konzervatív és disszipatív erők. 40. Miből lesz a cserebogár? Kölcsönhatási energiák (H)egyre megy? Magassági energia A kölcsönös vonzás egymáshoz köt Két pontszerű test közötti gravitációs kölcsönhatás energiája Pattanásig feszülve... Rugalmas energia (rugóenergia) Raktározzuk el! A mechanikai energia megmaradási törvénye* 41. 42. Jelenségek megfigyelése és elemzése. Feladatmegoldás. Magassági (hely- Kölcsönhatások zeti) energia. megfigyelése és elemzése (erőtörvények felelevenítése). Feladatok. A rugó energiája. A rugóerő ábrázolása a megnyúlás függvényében (erőtörvény felelevenítése). Változó erő munkája. Feladatok. A mechanikai energia megmaradási törvénye. Rugalmas ütközés. Függőleges hajítás felelevenítése. Kiskocsik ütköztetése. Az összefüggés alkalmazása numerikus feladatokban. Az egyes munkafajták eredményének vizsgálata (162/3.1., 3.2.; 164/3.6.; 165/3.10.; 166/3.11.). A mozgásállapotból származó energiák (163/3.3., 3.4.; 164/3.5. A magassági energia hasznosítása, viszonylagossága (171/4.3.; 176/4.13.). Grafikonok készítése, rugók nyújtása, ös szenyomása (170/4.1.; 173.4.7.; 177/4.18.). A hajítások (rugós kilövőszerkezet), illetve különböző tömegű kiskocsi ütközésének vizsgálata (174/4.10., 4.11.; 175/4.12.). 27
43. Siessünk az idő pénz! A teljesítmény Hatékonyság = energiatakarékosság A hatásfok Pillanatnyi és átlagteljesítmény. A hatásfok fogalma. 44. Összefoglalás Feladatok megoldása, gyakorlás Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. 45. 3. Témazáró dolgozat Nyomás utánam! A nyomás fogalma, a hidrosztatikai nyomás, a légnyomás és mérése 46. 47. 48. 28 Nyomás, hidrosztatikai nyomás, közlekedőedény, nyomásmérő, manométer, légnyomás, barométer. Heuréka! Heuré- Ideális folyadék, ka! Pascal-törvény, Nyomásviszonyok hidraulikus sajtó, folyadékokban, oldalnyomás, felhajtóerő, úszás Arkhimédész törvénye, felhajtóerő. Feszültség a Adhéziós erő, felületen kohéziós erő, Folyadékok hatótávolság, femodellje,a folya- lületi feszültség, dékrészecskék kapilláris emelközött fellépő kedés és süllyeerők (adhéziós- és dés, hajszálcső, kohéziós erők), a folyadékfelület felületi feszültség, görbültsége, hajszálcsövesség Jurin-féle törvény, cseppképződés, detergens. Gyűjtőmunka. Kiselőadás. Feladatok megoldása. Az emberiség energia szükségletével kapcsolatos gyűjtőmunka. Feladatok. Ismétlés, rendszerezés, feladatok megoldása. Történeti és technikai érdekességek. Grafikon-elemzés (182/5.8.). Az energia-hatékonyság jelentősége (video). Egyszerű kísérletek elvégzése és megfigyelése, alkalmazások. Közlekedőedény (187/1.4.), folyadékos manométer (188/1.9.). Blaise Pascal és munkássága, Arkhimédész élete és munkássága, alkalmazások, sűrűségmérés. Vízi buzogány (193/2.2.), Arkhimédészi hengerpár (199/2.18.). Folyadék-modell, egyszerű kísérletek a folyadékmolekulák közötti erőkre, minimálfelületek, kapilláris, cseppentő szerepe, Eötvös Loránd. Folyadékhártya (201/3.5., 3.6.), kapilláris emelkedés (202/3.7., 3.8.), sztalagmométer (202/3.9.), cseppentő, Grüll-féle eszköz (205/3.18.).
49. A folyadék lehet ideális, meg nem is, és még áramolhat is Áramló folyadékok és gázok 50. Összefoglalás Feladatok megoldása, gyakorlás 51. 4. Témazáró dolgozat Mérési gyakorlat A tanév végi összefoglalás Az elmaradt órák pótlása 52. 53. 54. Áramlási tér, áramlási vonal, áramlási cső, kontinuitási egyenlet, Bernoulli-féle törvény, statikus nyomás, torlónyomás, nyomásesés, HagenPoiseuille-féle törvény, viszkozitás, Stokes-féle súrlódási törvény, szárnyprofil, aerodinamikai felhajtóerő. Az eddig tanult átismétlése és alkalmazása. Áramvonalak kimutatása. Bernoulli-féle család bemutatása, kiselőadás a repülésről. Aerodinamikai paradoxon (207/4.7.). 29