Разработка занятия авторского спецкурса «Методы решения физических задач» в 10 классе


Средняя общеобразовательная школа-гимназия №17 г.Актобе Казахстан









Разработка занятия авторского спецкурса по физике
в 10 классе

«Физическая задача. Классификация задач и их основные приемы решения»



подготовила

учитель физики

Макарова Елена Геннадьевна

























г. Актобе

2012


Занятие спецкурса в 10 классе


Тема: Физическая задача. Классификация задач и их основные приемы решения.


После изучения темы необходимо знать:

Что такое физическая задача. Состав физической задачи. Значение задач в обучении и жизни. Классификация физических задач по требованию, содержанию, способу задания, способу решения.

После изучения темы необходимо уметь:

Классифицировать физические задачи по требованию, содержанию, способу задания, способу решения. Приводить примеры задач всех видов. Составлять простейшие физические задачи. Определять типы задач по функциям, используя опорный конспект.

Физическая задача- небольшая проблема, которая в общем случае решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики.

Классификация задач

По содержанию

Физический материал (механика, молекулярная физика, электричество и т.д.)

1. Как можно вдвое уменьшить силу тока в проводнике?

2. Начертите ход лучей, которые падают на границу вода-воздух под углом 30º.

Информация (исторического, политехнического, межпредметного, занимательного, бытового и др. содержания)

1.Почему жара в местах с влажным климатом переносится труднее, чем в областях с сухим климатом?

2. В известных опытах О. Герике (1654 г.) с магдебургскими полушариями по изучению атмосферного давления, чтобы разнять два полушария, из которых был выкачан воздух, впрягали шестнадцать лошадей (по восемь к каждому полушарию). Можно ли обойтись в таком опыте меньшим количеством лошадей?

3. Барон Мюнхгаузен утверждал, что вытащил сам себя из болота за волосы. Обосновать невозможность этого.

По характеру и методам исследований

Качественные задачи— задачи, при решении которых устанавливают только качественную зависимость между физическими величинами. Как правило, вычисления при решении таких задач не производят.

Какой снег- рыхлый или плотный- лучше предохраняет озимые посевы от вымерзания?

Ответ: рыхлый, т.к. в нем содержится воздух- плохой проводник тепла.

Количественные задачи— задачи, при решении которых устанавливают количественную зависимость между искомыми величинами, а ответ получают в виде формулы или определенного числа.

Действуя силой 80 Н, человек поднимает из колодца глубиной 10 м ведро воды за 20 с. Какую мощность развивает при этом человек?

Ответ: N = Fs/t = 80Н ·10м/ 20с = 40 Вт

По способу решения задач

Устные

Почему глубокие водоемы не промерзают до дна?

Экспериментальные

Проградуируйте пружину и выразите формулой зависимость ее удлинения от приложенной силы.

Графические

Изобразите графически силу тяжести и вес гири массой 5 кг, стоящей на чаше весов.

Вычислительные

Определите работу тока в приборе мощностью 600 Вт за 3 ч.

Свежие документы:  Конспект урока для 1 класса "Утреник"

Типы задач по функциям

  • На определение статуса знания (понятий, законов, фактов, принципов). Например, задача с выбором правильного ответа.

Пример: «В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной. Это утверждение является:

А) определением явления;

Б) физическим законом;

В) опытным фактом;

Г) названием явления».


  • На использование моделей и моделирования при познании природы на функции моделей в физике.

Пример: «Можно ли считать математический маятник моделью?».


  • На выдвижение гипотез, их доказательство теоретическими и экспериментальными методами.

Пример: «Как без проведения эксперимента доказать гипотезу: я могу свободно сдвинуть с места шкаф с книгами?».


  • На использовании аналогии как приема научного познания.

Пример: «Мальчик из кинофильма «Матрица» говорит Нео: «Не пытайся согнуть ложку. Ее не существует». Можно ли аналогично утверждать: «Не пытайся потрогать массу, ее нет?».


  • На различные аспекты построения научного знания: структура теории, виды знания, функции знания и др.

Пример: «Чем отличается наблюдение от эксперимента?».


  • На закономерностях (особенностях) развития научного знания, науки: абсолютность и относительность знания, связь научного знания с практикой, роль теории в современном обществе, роль знаний в жизни человека и др.

Пример: «Каковы основные показатели развития физики?».


  • На конкретные методы и методики научного исследования: макроскопическое и микроскопическое описание объектов, статистические и динамические закономерности, системный анализ, математику, как язык физики, мысленный эксперимент и др.


  • На особенности экспериментального метода познания: связь теории и опыта, взаимодействие прибора и объекта, проблема точности экспериментальных данных, приемы расчета погрешностей др.

Пример: «Для чего в научных исследованиях стараются повысить точность измерений?».


  • На отделение объектов природы от объектов науки, т.е. средств описания: объекты природы и объекты науки (классификация), познаваемость объектов природы и др.

Пример: «Можно ли утверждать, что классическая механика ошибочна, ибо она не дает точного описания механического движения?».


  • На конструирование (теоретическое и экспериментальное) объектов, задач, проблем.

Пример: «Согласно распространенной модели «Большого Взрыва» Вселенной время ее существования оценивают в 1010 лет. Оцените размеры пространства Вселенной сейчас».


  • На комплексное исследование физического объекта: разные явления, разные средства описания и др.

Пример: «Опишите все физические свойства предложенного бруска».


Задание: Определите по содержанию, по характеру и методам исследований, по способу решения класс следующих задач:

      1. Вычислить дефект массы ядра изотопа неона.

      2. Средняя высота спутника над поверхностью Земли 1700 км. Определить его скорость и период вращения.

      3. Почему зимой заметно выделение тумана при дыхании, а летом нет?

      4. Написать уравнение гармонического колебания, если его амплитуда 5 см, период 4с. Построить график зависимости смещения от времени.

      5. На плитке мощностью 0,5 кВт стоит чайник, в который налит 1л воды при 16ºС. Вода в чайнике закипела через 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты потеряно при этом на нагревание чайника?

      6. Если поверхность воды колеблется, то изображение предметов в воде принимает причудливые формы. Почему?

Решение любой физической задачи может быть разбито на четыре этапа:

  1. На основе анализа физического процесса составляется система уравнений.

  2. Математическое решение системы уравнений. (Предварительно решить вопрос о совместности уравнений).

  3. Анализ полученных результатов с точки зрения физики процесса.

  4. Вычисления и оценка реальности результатов.

С другой стороны все задачи можно разделить на задачи двух типов:

  1. Тренировочные задачи. Условие такой задачи содержит все необходимые величины и четко сформулированный вопрос. Проблема решения такой задачи – проблема выполнения определенного алгоритма действий.

  2. Задачи, требующие анализа, результатом которого является разбиение условия на конечное число подзадач 1 типа. Уровень сложности такой задачи определяется соотношением между объемами аналитической и алгоритмической части.

Особое положение занимают «эвристические» задачи, решение которых не может быть сведено к выполнению конечного числа алгоритмов.

В данном материале мы будем рассматривать базовые алгоритмы раздела «Механика».

Решение тренировочных задач темы «Равноускоренное движение»

В идеале задачи этой темы должны решаться на основе только двух формул:

  • закона движения

  • определения ускорения

  • и вспомогательной формулы ,

которая используется, если скорость тела в интересующий нас промежуток времени не изменяла своего направления. Решение задачи начинаться с задания начальных условий (Н.У.) движения (r, v, a при t = 0) и с выбора системы отсчета (если она не задана в условии задачи).

Но это в идеале. За один, два урока при данном подходе с проблемой не справиться, тем более что задача отягощается математическими проблемами при выводе формул и заданием Н.У.

Решим проблему с начальными условиями:

Пример. Мячик бросили вертикально вверх с высоты h = 6 м со скоростью v = 20 м/с. Определите, через сколько секунд мячик окажется на высоте h = 1 м.

Опустим начало решения и запишем закон движения в проекции на ось Oy:

Зачеркиванием введем Н.У. и при необходимости К.У.



В итоге получаем частный случай закона движения для нашей задачи: .

Разрешить проблему времени позволяет алгоритм, в основе которого лежат шесть формул:



Формула №1 используется в редких случаях, если в условии задачи задается положение тела.

Формулу № 6 необходимо пробовать в первую очередь если выполняется условие . Для случая это очевидное следствие формулы №3. Для случая требует вывода.


  • Краткая запись условия.

  • Рисунок
    Анализ краткой записи условия.

  • Математическое решение.

  • Анализ полученного результата.

  • Вычисления.

  • Ответ.




При краткой записи условия необходимо обратить особое внимание на скрытые условия, т.е. величины заданные вербально. На первых этапах достаточно при чтении условия делать остановки в трудных местах условия.

Рисунок необходим для определения знака ускорения через выбор системы координат и проекцию. Проще на этом этапе рисунок заменить комментарием: «разгон», «торможение» или «равноускоренное движение», «равнозамедленное движение». Но во многих методических источниках не рекомендуется использовать термин «равнозамедленное движение» т.к. он сужает границы применения термина «равноускоренное движение» и приводит к невозможности единого описания некоторых видов движения, например движения под действием силы тяжести. При дальнейшей работе возникают следующие проблемы: учащиеся делят движение под действием силы тяжести на два участка и не воспринимают его как единое целое, описываемое с точки зрения математики одним уравнением, т.е. данный подход не удается обобщить и тему приходится изучать с «нуля».


Анализ полученного результата включает в себя:

  • проверку размерности как проверку правильности полученной формулы;

  • анализ зависимости искомой величины от данных особенно при их критических значениях;

  • оценку реальности результата.


К следующему занятию:

  1. Найдите и выпишите из любого сборника задачу исторического содержания и задачу межпредметного содержания.

Составьте качественную и количественную задачи по разделу «Механика» и предоставьте их решение.






Список использованной литературы


  1. Мясников С.П., Осанова Т.Н. Пособие по физике.-М.:Высшая школа, 1980г.

  2. Задачи и упражнения с ответами и решениями: Фейнмановские лекции по физике. — М.: Мир, 1969.

  3. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе. — М.: Просвещение, 1987.

  4. Усова А.В. и др. Практикум по решению физических задач. — М.: Просвещение, 1992.



Свежие документы:  Конспект урока обществознания в 11 классе по теме «Политический статус личности»

скачать материал

Хочешь больше полезных материалов? Поделись ссылкой, помоги проекту расти!


Ещё документы из категории Физика: