Хостинг документов » 10 класс » Олимпиадный тренинг по физике (9-11 классы)

Олимпиадный тренинг по физике (9-11 классы)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Гимназия

Олимпиадный тренинг по физике

(Для учащихся 9-11 классов)

Учитель физики

Козловская Зоя Георгиевна

г. Урай,2010.

Пояснительная записка

Данный курс предназначен для учащихся 9-11 классов, рассчитан на 70 часов в каждом классе.

Современный этап развития науки и техники требует подготовки большого числа высококвалифицированных специалистов в области естественных и технических наук. Надлежащее решение этой задачи невозможно без существенного повышения уровня преподавания физики, усиления индивидуального подхода, раннего выявления и развития творческих способностей будущих специалистов.

Решение задач составляет неотъемлемую часть полноценного изучения физики на любом уровне – от первоначального, школьного, вплоть до специального физического образования.

Судить о степени понимания физических законов можно по умению сознательно их применять для анализа конкретных физических явлений, т.е. для решения задач. Умение выбрать путь решения задачи, т.е. умение определить какие именно физические законы, описывающие рассматриваемое явление, представляют для учащихся наибольшую трудность.

Процесс решения задачи похож на небольшое исследование. Как и в настоящем научном исследовании, заранее далеко не всегда ясно какой должна быть последовательность действий для получения результата. Никаких универсальных методов для этого не существует. Необходимое умение приходит только в результате упорного труда по мере накопления опыта. Решение задач требует от учащихся ясного понимания основных законов, подлинно творческого умения применять эти законы для объяснения физических явлений, развития ассоциативного мышления и сообразительности.

Особое значение имеют экспериментальные задачи. При выполнении всех экспериментальных заданий учащиеся получают новые для них результаты. Обычно задание имеет несколько способов решения. При его выполнении ученик должен провести анализ каждого из них, оценить точность соответствующих результатов и выбрать оптимальный способ. Кроме решения ученик должен сделать теоретическое обоснование работы, выбрать наиболее оптимальный метод ее выполнения, провести необходимые измерения и оценить погрешность измерений.

В программу подготовки к олимпиаде по физике обязательно должна быть включена программа по математике, Практика показывает, что занятия по математике лучше проводить циклами, опережающими занятия по физике.

Предлагаемые на олимпиадах задачи часто являются комбинированными, то есть сочетающими в себе законы физики, относящиеся к различным ее разделам. Поэтому рекомендуется при подготовке к олимпиадам рассматривать ситуации, требующие знания различных разделов физики, независимо от того, в каком классе эти разделы изучаются.

Очень важно познакомить учащихся с общими методами и приемами решения физических задач.

Цели курса:

Развитие логического и аналитического мышления, творческих способностей учащихся.
Обучение выбору наиболее рационального способа решения задачи, учитывая и альтернативные решения.
Формирование навыков исследовательской деятельности учащихся.
Подготовка к итоговой аттестации в форме ЕГЭ .
Подготовка учащихся к участию в городских, региональных, всероссийских и международных олимпиадах.

Задачи курса:

Научить учащихся самостоятельно проводить физический эксперимент.
Научить находить оптимальный метод выполнения работы, теоретически его обосновать.
Научить оформлять отчет о выполнении работы.
Научить пользоваться приборами, проводить необходимые измерения.
Научить рассчитывать погрешности измерений.
Научить решать сложные и нестандартные задачи.
Научить быстро и правильно определять путь решения и необходимость применения тех или иных законов.
Познакомить учащихся с общими методами и приемами решения физических задач.

Требования к подготовке учащихся.

В результате изучения курса учащиеся должны приобрести умения:

Находить оптимальный метод выполнения работы.
Теоретически обосновать работу.
Аккуратно и быстро проводить все измерения.
Определять погрешность измерений.
Пользоваться приборами.
Правильно оформлять отчет о работе.
Уметь построить физическую модель явления.
Уметь выбирать наиболее рациональный способ решения задачи.
Правильно записывать все законы и формулы, применять математику для решения физических задач.
Уметь оформить решение задачи и необходимыми пояснениями, выводами, рисунками и графиками.

Содержание курса

Экспериментальные задачи

Теоретическое обоснование работы. Планирование эксперимента. Методы выполнения работы. Процесс проведения измерений. Оформление отчета о проведенной работе. Приборы и способы измерения физических величин. Прямые и косвенные измерения. Точность измерений. Цена деления шкалы прибора. Класс точности приборов. Ошибки измерений систематические и случайные. Способы уменьшения ошибок.

Простые измерения массы, размеров и плотности. Определение давления. Определение коэффициента жесткости. Определение коэффициента трения. Определение плотности. Определение удельной теплоемкости. Определение атмосферного давления. Определение сопротивлений. Определение зависимости силы тока от величин электрической цепи. Определение ЭДС источника тока. Определение мощности. Определение ёмкостей, индуктивности. Определение параметров магнитного поля. Работы по оптике. Определение схемы, скрытой в «черном» ящике.

Нестандартные задачи

Задачи — оценки.

Комбинированные задачи. Графические задачи. Газовые законы и механическое равновесие. Фазовые превращения. Циклы. К.П.Д. циклов. Определение теплоемкости. Задачи с парами.

Электродинамика.

Способы решения задач на расчет электрических цепей. Бесконечные цепочки. Проводящие сферы в электрических цепях. Применение теоремы Гаусса. Конденсаторы с избыточным зарядом пластин. Переходные процессы в электрических цепях. Нелинейные элементы в электрических цепях постоянного тока. Конденсаторы в цепях постоянного тока. Катушки индуктивности в цепях постоянного тока. Магнитное поле , закон Био-Савара — Лапласа. Электромагнитная индукция. Электрические колебания. Переменный ток, построение векторных диаграмм.

Механика

Кинематические связи. Простые механизмы. Относительность движения. Вектора при решении задач кинематики. Сложение скоростей. Законы сохранения. Задачи на использование законов Кеплера. Вращательное движение. Движение по окружности равномерное и неравномерное. Неинерциальные системы отсчета. Принцип эквивалентности. Движение связанных тел. Движение жидкости. Жидкость в движущемся сосуде. Выбор системы отсчета. Задачи с распределенной силой и массой. Понятие центра масс. Комбинированные задачи.

Оптика.

Задачи на построение в зеркалах и линзах. Задачи на восстановление оптической схемы. Правило знаков в тонкой линзе. Оптические системы. Интерференция и дифракция. Ядерная физика в задачах. Постулаты Бора. Законы излучения абсолютно черного тела. Основы фотометрии. Задачи на применение закона радиоактивного распада. Элементы СТО и решение задач.

Математика для физиков.

Элементы векторной алгебры. Понятие производной, интеграла. Применение элементов математического анализа для решения физических задач. Линейные и квадратные уравнения , функции и их графики. Решение прямоугольных треугольников. Основные формулы тригонометрии. Нахождение объемов и площадей. Действия с приближенными числами, формулы для приближенных вычислений.

Распределение тем по классам.

№

Тема	Классы
Тема	8	9	10	11
	Относительность движения	+	+	+	+
	Системы отсчета. Переход из одной системы в другую	+	+	+	+
	Нормальная и тангенциальная составляющие ускорения			+	+
	Выбор системы координат		+	+	+
	Центр масс и его свойства	+	+	+	+
	Принцип суперпозиции в кинематике		+	+	+
	Принцип суперпозиции в динамике		+	+	+
	Принцип суперпозиции в электростатике			+	+
	Принцип суперпозиции в волновых и колебательных процессах				+
	Кинематика гармонических колебаний		+	+	+
	Динамика гармонических колебаний		+	+	+
	Элементы статики. Условия равновесия тел		+	+	+
	Закон сохранения импульса		+	+	+
	Закон сохранения и превращения энергии	+	+	+	+
	Упругий и неупругий удар		+	+	+
	Тепловые процессы и фазовые изменения вещества	+	+	+	+
	Основы термодинамики			+	+
	Законы состояния идеального газа			+	+
	Электростатическое поле и его характеристики			+	+

Магнитное поле и его характеристика			+	+
	Движение заряженной частицы в электрическом поле			+	+
	Движение заряженной частицы в магнитном поле			+	+
	Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном поле			+	+
	Расчеты электрических цепей	+	+	+	+
	Закон сохранения и превращения энергии в применении к электрическим явлениям			+	+
	Закон электромагнитной индукции				+
	Законы геометрической оптики		+	+	+
	Зеркала, линзы, оптические приборы		+	+	+

Тематическое планирование.

№

ТЕМА	Кол-во Часов.	Класс	Вид занятий	Что Усваивается.
1	Экспериментальные задачи.				Способы измерения. Навыки работы с приборами. Прямые и косвенные измерения. Точность измерений. Правила записи измеренных величин с указанием ошибок. Оформление отчета о работе.
1	Измерение физических величин. Меры и измерительные приборы.	1	9	Лекция
2	Погрешности прямых однократных измерений	1	9	Практикум Беседа.
3	Оценка границы погрешности косвенных измерений и случайных погрешностей.	1	9	Практикум. Беседа.
4	Планирование и выполнение эксперимента.	1	9	Практикум. Беседа
5	Обработка результатов измерений	1	9	Практикум
6	Построение графиков.	1 2	9 10	Практикум
7	Оформление отчета о работе.	1	9	Практикум
2	Темы экспериментальных задач.
1	Простые измерения массы, размеров и плотности тел.	1	9	Практикум
2	Оценка времени реакции экспериментатора.	1	9	Практикум
3	Измерение веса небольшого куска бумаги.	1	9	Практикум
1	Определение массы.	2	9	Практикум
2	Определение плотности.	2	9	Практикум
3	Определение коэффициента трения.	2	9,10,11	Практикум
4	Определение коэффициента жесткости.	2	9,10,11	Практикум
5	Определение давления.	2	10-11	Практикум
6	Определение удельной теплоемкости.	2	9,10,11	Практикум
7	Определение электрических параметров цепи.	2	10,11	Практикум
	Измерение сопротивлений, измерение больших сопротивлений, точное измерение сопротивлений.	2	9	Практикум
8	Определение параметров колебательных систем.	2	11	Практикум
9	Исследование тепловых свойств вещества.	2	9,10,11	Практикум
10	Исследование преломления света. Определение показателя преломления.	2	11	Практикум
11	Исследование линз. Определение фокусных расстояний.	2	11	Практикум
12	Определение емкости и индуктивности.	2	11	Практикум
3	Задачи – оценки.
1	Вводное занятие. Метод оценки как один из основных методов количественного анализа процесса.	0,5	9-11	Лекция	Построение физической модели явления. Правильное использование физических законов.
2	Приближенные вычисления. Оценка по порядку величины. Погрешность вычисления.	0,5	9-11	Практикум
3	Физическая модель. Оценка основных параметров выбранной физической модели.	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
4	Различные методы оценки одного и того же параметра. Выбор наиболее рационального метода оценки.	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
5	Метод размерностей при решении задач-оценок.	1,5	9-11	Беседа. Практикум.
6	Постановка задачи-оценки. Разработка плана решения задачи-оценки	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
7	Использование закона сохранения энергии в задачах-оценках	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
8	Методы оценки силы удара: при падении тела с некоторой высоты; при встрече с движущимся объектом.	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
9	Оценочные таблицы при расчете интервалов вертикального движения тела	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
10	Статистические методы оценки состояния микросистем	0,5	9-11	Беседа. Практикум.
4	Нестандартные задачи
1	Решение задач по кинематике при помощи векторов.	4	9	Практикум	Применение векторных формул кинематики для решения задач.
2	Сложение скоростей.	4	9	Практикум	Правило сложение скоростей. Относительная скорость.
3	Плоско — параллельное движение. Мгновенная ось вращения.	2	9	Практикум	Понятие мгновенной оси вращения и применении при решении задач
4	Вращательное движение твердого тела.	2 4 2	9 10 11	Практикум	Особенности вращательного движения твердого тела. Момент инерции. Основной закон динамики для вращательного движения
5	Кинематические связи .	4 2	9 10	Практикум	Установление связи между скоростями и ускорениями тел системы.
6	Неинерциальные С.О. Принцип эквивалентности.	2 2 2	9 10 11	Практикум	Понятие сил инерции. Суть принципа эквивалентности.
7	Законы сохранения.	4 4 2	9 10 11	Практикум	Универсальность законов сохранения.
8	Задачи на использование законов Кеплера.	4 2	10 11	Практикум	Применение законов для решения задач.
9	Решение задач с использованием понятия центра масс.	4 2 2	9 10 11	Практикум	Понятие центра масс и его применение для решения задач.
10	Жидкость в сосуде, движущемся с ускорением.	4 2 2	9 10 11	Практикум	Приемы решения
11	Условия равновесия. Равновесие в жидкости.	4 2	9 10	Практикум	Приёмы решения.
12	Газовые законы и механическое равновесие.	2	10	Практикум	Совместное применение газовых законов и условий равновесия.
13	Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Обратимые и необратимые процессы. Циклы.	4	10	Практикум	Применение закона сохранения энергии в механических и тепловых явлениях. Расчёт К.П.Д. циклов.
14	Фазовые превращения. Водяные пары.	4	10	Практикум	Особенности задач с парами.
15	Механические и электрические колебания	2 4	10 11	Практикум	Динамический и энергетический способы решения задач.
16	Проводящие сферы в электростатике.	4 2	10 11	Практикум	Нахождение напряженности и потенциала. Заземление.
17	Конденсаторы с избыточным зарядом пластин. Нестандартные конденсаторы.	4	11	Практикум	Научиться приемам решения задач с различными конденсаторами.
18	Переходные процессы в электрических цепях.	2	11	Практикум	Понятие процессов перехода и их законов.
19	Нелинейные элементы в электрических цепях.	2 2	10 11	Практикум	Расчёт электрических цепей с нелинейными элементами.
2	Катушки индуктивности в электрических цепях.	4	11	Практикум	Раcчёт электрических цепей с катушками.
21	Оптические задачи на построение.	2	9	Практикум	Способы решения задач на построение, особенности решения различных оптических систем.
22	Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.	4 2	10 11	Практикум	Применение законов механики и электродинамики для решения задач.
23	Ядерная физика в задачах. Использование законов сохранения.	2	11	Практикум	Применение законов сохранения.
24	Способы расчета электрических цепей. Правила Кирхгофа.	4 2 2	9 10 11	Практикум	Способы расчета сложных электрических цепей.
25	Расчет цепей переменного тока с помощью векторных диаграмм.	2	11	Практикум	Правила построения векторных диаграмм.
26	Квантовая физика. Тепловое излучение . Теория относительности	2	11	Практикум	Понятие абсолютно-черного тела, использование законов излучения и основ СТО при решении задач.
27	Симметрия в задачах физики	4	11		Применение понятия симметрии при решении физических задач.
	Математика для физиков
	методы решения линейных и квадратных уравнений, методы решения систем уравнений, математический анализ в решении физических задач, функции и их графики, действия с приближенными числами, решение прямоугольного треугольника, основы тригонометрии, основные теоремы планиметрии, площади геометрических фигур: прямоугольника, параллелограмма, треугольника, трапеции, круга, сектора, сегмента; объемы геометрических тел: шара, цилиндра, параллелепипеда, конуса, в том числе усеченного, пирамиды, в том числе усеченной; площади поверхности названных геометрических тел. действия над векторами		9 9-10 9-10 9-11 9 9 9-10 9 9 10 11 9 10 11 9-11 9	Лекция, семинар, практикум.	Различные методы решения систем уравнений, выбор наиболее рационального. Формулы , необходимые для решения задач по физике. Умение читать и строить графики, устанавливать функциональные зависимости между физическими величинами. Умение производить над векторами все необходимые действия и применять их для решения физических задач.

Литература:

В.И. Лукашик. Физическая олимпиада. «Просвещение», 1982 г.
И.Ш. Слободецкий, В.А.Орлов. Всесоюзные олимпиады по физике. «Просвещение», 1982 г.
Э.А. Довнар, Ю.А.Курочкин, П.Н.Сидорович. Экспериментальные олимпиадные задачи по физике, «Народная асвета», 1981 г.
С.М.Козел, В.П. Слободянин. Всероссийские олимпиады по физике. 1992-2004 г.
С.Д. Варламов, А.Р. Зильберман, В.И. Зинковский. Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах
И.Ш. Слободецкий, Л.Г. Асламазов. Задачи по физике.- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы,1980.
Физика. Школа решения олимпиадных задач. Часть 1,2.:Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Университетская гимназия»,2008.
Журнал «Квант» 1970 -2010 годы
Приложения к журналу «Квант»
Журнал «Потенциал» 2005-2010 годы.
Задачи Белорусских олимпиад. https://www.belpho.org/
Приморские заочные олимпиады