б) умения производить эквивалентные преобразования
формул (уравнений),
важных в повседневной практике.
в) элементы технического мышления
при изучении бытовой техники.
г) умения выдвигать идеи
технического воплощения физических законов.
2.
Развивать:
а) умения самостоятельно приобретать и применять знания.
б) творческие способности, умения
работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.
В процессе обучения учащиеся приобретают
следующие конкретные умения:
1. наблюдать и изучать явления и свойства веществ и тел;
2. выполнять измерения физических величин;
3. описывать результаты наблюдений;
4. вычислять погрешности прямых и косвенных измерений;
5.
находить функциональные зависимости между физическими
величинами;
6. определять динамику, взаимосвязь и взаимообусловленность физических процессов;
7. измерять параметры разной бытовой технике и выполнять расчеты на основе их измерений.
8. самостоятельно находить физические величины, характеризующие определенный объект, с целью составления задач, требующих соответствующих расчетов;
9. выдвигать гипотезы;
10. отбирать необходимые приборы;
11. представлять результаты измерений в виде таблиц;
12. интерпретировать результаты эксперимента;
13. делать выводы;
14. обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии;
15. пользоваться бытовыми измерительными приборами.
Перечисленные умения формируются на основе следующих знаний:
1. цикл познания в естественных науках: факты, гипотеза, эксперимент, следствия;
2. роль эксперимента в познании;
3. соотношение теории и эксперимента в познании;
4. правила пользования измерительными приборами;
5. происхождение погрешностей измерений, их виды;
6. абсолютная и относительная погрешности;
7. запись результата прямых измерений с учетом погрешности;
8. сущность метода границ при вычислении погрешности косвенных измерений;
9. индуктивный вывод, его структура.
В процессе изучения курса учащиеся знакомятся с именами таких ученых, как И. Ньютон, Г. Галилей, К. Э. Циолковский и другими, с их ролью в становлении физического знания и экспериментального метода исследования в физике.
Программа курса
1.Введение (1ч)
Экспериментальный метод исследования в физике. Алгоритмы выполнения наблюдений и экспериментальных работ.
2.Кинематика (7ч)
Методы измерения скорости движения тел. Скорости, встречающиеся в природе и технике. Построение и чтение графиков законов движения. Границы применимости классического закона сложения скоростей.
Лабораторные и практические задания:
№ 1. Измерение средней скорости неравномерного
движения тела
№ 2. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении
№ 3. Сравнение перемещений тела при равноускоренном движении.
№
4. Измерение конечной скорости и времени падения тела
№ 5. Измерение пути и перемещения тела при криволинейном движении
№ 6.
Наблюдение относительности движения тела в разных системах
отсчета
№ 7. Наблюдение равенства ускорений свободно падающих тел разной
массы.
№ 8. Оценка скорости движения указательного пальца при щелчке
3. Кинематика вращательного движения (2ч)
Угловая и линейная скорости тела при
равномерном движении по
окружности. Центростремительное ускорение тела при равномерном
движении по окружности
Лабораторные и практические задания:
№ 1
(9). Измерение угловой и линейной скоростей
тела при равномерном
движении по окружности.
№ 2
(10). Измерение центростремительного
ускорения тела при
равномерном движении по окружности.
4. Динамика (7ч)
Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
Принцип
относительности Галилея
Законы Ньютона.
Способы измерения масс и сил
Лабораторные
и практические задания:
№1 (11). Наблюдение зависимости
результата действия силы на тело
от ее числового значения,
направления и точки приложения
№ 2 (12). Наблюдение зависимости
ускорения от действующей силы
и массы тела
№ 3 (13). Экспериментальная проверка второго закона Ньютона.
№ 4 (14). Проверка третьего закона Ньютона
№ 5 (15). Сложение двух сил, действующих на тело под углом друг к другу
№ 6 (16). Наблюдение зависимости сил
натяжения нитей от угла между ними
при постоянной
равнодействующей силе
№ 7 (17). Установление зависимости силы, упругости от деформации тела
№ 8 (18). Определение плотности твердых тел с помощью рычажных весов.
№ 9 (19). Выяснение условий равновесия рычага и опыты с ним.
№10 (20). Определение коэффициента трения.
5. Законы сохранения в механике (2ч)
Законы сохранения импульса и энергии. Применение законов
сохранения при решении задач в механике.
Лабораторные и
практические задания:
№ 1 (21). Определение начальной скорости и начальной кинетической
энергии Еок шарика баллистического пистолета при неупругом соударении.
№ 2 (22).
Определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости
Методические рекомендации
Как показал опыт преподавания, в
школе избирают курс по физике не только те учащиеся, которые могут освоить
более сложные вопросы, но и школьники, интересующиеся физическими опытами,
конструированием, изготовлением приборов, наблюдениями явлений природы,
историей физики. Их познавательные возможности не обязательно превышают средний
уровень. Поэтому глубина изучения материала, математический аппарат,
применяемый при его изложении, подбор задач, методика преподавания здесь во
многом совпадают с принятыми в основном курсе.
Но отличаются значительно большей дифференциацией обучения, вниманием к
индивидуальным особенностям школьников.
Ряд основных положений методики преподавания физики применим и для курсов: проведение уроков преимущественно в виде беседы; обязательное выполнение демонстрационного и лабораторного физического эксперимента, его разнообразие; оптимальное чередование и определенная длительность разных приемов работы на курсах с целью сохранения внимания учащихся, их умственной работоспособности; широкое использование примеров из жизни, техники, природы как средство усиления доступности изложения материала, его наглядности, повышения интереса к занятиям.
На каждом занятии рекомендуется
проводить самостоятельную работу учащихся. Эта работа может занимать от 30 до
70% времени урока и включать в себя самостоятельный физический эксперимент,
предусмотренный программой, доклады по вопросам программы, рассказ о
проведенном домашнем опыте или решенной задаче, демонстрации опытов или
изготовленных приборов; решение задач, ответы на вопросы товарищей, обсуждение
сообщений, познавательные игры и др. Темы для докладов учащихся обычно
подбирает учитель, однако они могут быть выбраны и самими учащимися.
При необходимости можно отводить
самостоятельной работе целое занятие, но делать это в виде исключения, так как
рассказ учителя необходим для полноценного обучения на курсах по выбору. По
теме занятия должен быть показан демонстрационный эксперимент, даны
доказательства (экспериментальные или дедуктивные) изучаемых положений, приведены
наиболее важные и интересные примеры из техники, природы, других наук —
примеры, которые может подобрать и изложить должным образом только учитель;
прочитаны отрывки из книг и т. д.
Рассказ учителя может быть
подлинным украшением занятия, и часто именно он привлекает учащихся к посещению
курса по физике.
Домашнее задание на курсах по
выбору давать не обязательно. Однако многие их участники охотно выполняют дома
экспериментальные задания, решают задачи, готовят сообщения и опыты. Активность
учащихся в выполнении заданий зависит, конечно, от их содержания. Как показало
анкетирование, на одном из первых мест по проявлению интереса стоит домашнее
экспериментирование, часть учащихся охотно готовит демонстрационные опыты и
сообщения. Все это следует учитывать при проведении занятий.
Лабораторные работы могут
проводиться по готовым инструкциям или по устным указаниям учителя. Наиболее
удобна следующая форма организации работы
Учащиеся получают инструкцию по
проведению работы. Она может быть написана на доске, или продиктована, или
подготовлена заранее и роздана учащимся. Это позволяет спокойно провести
работу при разной степени подготовки к ней учеников и разной скорости ее
выполнения.
Инструкция сочетает в себе
элементы проблемного подхода и конкретные указания к проведению работы. В
проблемном плане в ней могут быть обсуждены пути достижения цели работы, подбор
приборов и оборудования, использование необходимых формул и закономерностей.
Конкретные указания позволяют избежать ошибок, приводящих к срыву работы,
содержат рекомендации по ее наиболее целесообразному и удобному проведению.
Особое место в данном курсе
занимают практические работы. Простое оборудование, удобное в использовании,
облегчает работу учителя и позволяет проводить разнообразные практические
работы, решать экспериментальные задачи.
На занятиях выполняются
практические работы по изготовлению физических приборов или технических
устройств и проводятся опыты с ними.
Домашнее экспериментирование
учащихся имеет свои особенности по сравнению с экспериментом, проводимым на
занятиях. Здесь больше проявляется самостоятельность учащихся в подборе оборудования,
его изготовлении, в осмысливании наблюдаемых явлений, формировании выводов;
теснее осуществляется связь обучения с жизнью. Для участников курсов по выбору
можно давать задания по домашнему эксперименту различной степени сложности.
Изготовленные учащимися приборы
могут быть использованы на занятиях.
В настоящее время важная задача образования — формирование умений учащихся самостоятельно пополнять знания. Актуальность этой задачи определяется тем, что трудовая деятельность учащихся будет осуществляться в условиях быстрого развития науки и техники, следствием которого являются сравнительно частые изменения техники и технологии производства.
В данном курсе
использован один из приемов выработки таких умений: в него включены задания по
самостоятельному изучению приборов и технических установок по готовым схемам,
рисункам, моделям или в процессе выполнения лабораторных работ. Так изучаются,
например, наклонная плоскость. В процессе самостоятельной работы могут быть
изучены такие приборы, как динамометр (экспериментально проверить его
постоянные точки, рассмотреть шкалу, правила измерения силы).
После самостоятельного изучения для закрепления и уточнения полученных знаний проводится обсуждение работы.
При подборе расчетных и качественных задач учет специфики факультативных занятий состоит в том, что предпочтение отдается интересным, оригинальным задачам и большую, чем в основном курсе, долю творческого характера — все это вытекает из необходимости сделать занятия на курсах интересными и привлекательными для учащихся данного возраста.
Данный курс предполагает не только изложение научных фактов, но и ознакомление с теми методами, с помощью которых они были получены. Особое место среди различных методов занимает в физике эксперимент.
Физика — наука экспериментальная. Наблюдения, опыты являются источником знаний о природе физических явлений. Наблюдения, измерения и анализ полученных результатов, которые производят учащиеся на практических занятиях, являются по существу воспроизведением основных методов физики как науки.
Участники
курса по содержанию и форме проведения занятий судят о характере деятельности
физика-исследователя. Ученики, которые имеют склонность к выполнению
эксперимента и не находят подкрепления и развития этих склонностей на занятиях,
постепенно утрачивают интерес к продолжению углубленных занятий физикой.
Преимуществами физического эксперимента в форме выполнения лабораторной работы являются высокая степень активности и самостоятельности школьников, выработка умений работы с физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самим учащимся. Не последним по значению является и такой фактор, как устранение посредника между учеником и изучаемым явлением природы.
Привычными для учителя и учащихся являются две существенно различные формы проведения лабораторных занятий — выполнение фронтальных лабораторных работ и физический практикум.
В пользу выполнения лабораторных работ на курсах по выбору
в форме физического практикума можно привести целый ряд доводов. Во-первых,
выполнение лабораторных работ физического практикума открывает большие
возможности для учета индивидуальных интересов и склонностей учащихся, развития
их творческих способностей. В практикуме можно поставить работы, различные по
уровню сложности и характеру заданий. Одни из них можно снабдить подробными
инструкциями, другие — краткими указаниями, в третьих — лишь сформулировать
задачу, для решения которой ученику необходимо самостоятельно подобрать оборудование
и разработать схему выполнения эксперимента, в четвертых могут быть предложены
задания конструкторского типа.
Широкие возможности, открываемые физическим практикумом для приобретения учащимися навыков самостоятельной постановки и выполнения лабораторного эксперимента, развития их творческих способностей с учетом индивидуальных особенностей, являются важным преимуществом этой формы проведения лабораторного эксперимента на курсах перед фронтальными лабораторными работами.
Вторым достоинством физического практикума является возможность обеспечения рабочих мест для учащихся группы с использованием значительно меньшего количества приборов и оборудования, чем их понадобилось бы при проведении фронтальных работ.
Работа учащегося в лаборатории при выполнении физического практикума является следующим серьезным шагом на пути увеличения его самостоятельности при проведении эксперимента. В практикуме учащиеся с неодинаковым уровнем подготовки, с различными интересами могут при выполнении одной и той же лабораторной работы получать существенно отличающиеся друг от друга задания с учетом их интересов и способностей.
На занятиях по выбору нет нужды ограничивать время, отводимое на выполнение той или иной лабораторной работы. Нет никакой необходимости требовать от каждого участника курса выполнения всех работ. Ученик, проявивший особый интерес к одной из тем курса физики, должен иметь возможность для продолжения занятий интересующими его вопросами в экспериментальном плане при выполнении физического практикума. Такая возможность появится в том случае, если часть работ физического практикума курса будет поставлена в виде серии проблемных заданий, которые в зависимости от желания учащегося могут выполняться в течение 2 ч или более длительного времени на все более глубоком уровне.
При выполнении лабораторных работ физического практикума проблема организации самостоятельной и творческой деятельности учащихся заслуживает большого внимания. Существо дела должно заключаться в подборе для отдельных учащихся нестандартных заданий творческого характера.
Первый вариант задания творческого характера — постановка новой лабораторной работы. Хотя при этом ученик выполняет как будто те же самые действия и операции, какие будут выполнять впоследствии остальные учащиеся, характер его работы существенно изменяется, так как все это он делает первым. Результат, который будет получен при выполнении работы, неизвестен не только ему, но и учителю. Здесь по существу проверяется не физический закон, а способность ученика к постановке и выполнению физического эксперимента. Для достижения успеха обычно бывает необходимо, оценив их достоинства и недостатки, выбрать один из нескольких известных вариантов постановки опыта и, сообразуясь с возможностями кабинета физики, подобрать наиболее подходящие для эксперимента приборы. Проведя серию необходимых измерений и вычислений, ученик должен оценить погрешности измерений и, если они недопустимо велики, найти основные источники ошибок и испытать возможные варианты их устранения.
Помимо элементов творчества, при выполнении такого задания существенным для учащихся является интерес учителя к результатам, получаемым в опытах, обсуждение подготовки и хода эксперимента не в обычной форме контроля выполненного задания, а в форме обсуждения общего дела. Очевидна и общественная польза выполнения работы.
Не всегда и постановка новой лабораторной работы для некоторых учащихся
является привлекательной задачей,
поскольку оставляет неудовлетворенной тягу к самостоятельному исследованию.
Таким учащимся можно предлагать индивидуальные задания исследовательского
характера.
К исследовательским, творческим следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые, неизвестные для него закономерности. Или для решения, которых он должен сделать какие-то изобретения. Такое самостоятельное открытие известного в физике закона или изобретение способа измерения физической величины не является простым повторением известного. Это открытие или изобретение, обладающее лишь субъективной новизной, для ученика является объективным доказательством его способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести необходимую уверенность в своих силах и способностях.
Опыт постановки
физического практикума на курсах по выбору убедительно свидетельствует о его
высокой эффективности в решении основных задач занятий. Однако попытки
проведения лабораторных занятий на курсе только в форме физического
практикума приводят к возникновению ряда серьезных проблем.
Для поддержания и развития интереса к предмету наряду с организацией физического практикума необходимо проводить фронтальные лабораторные работы.
Введение фронтальных лабораторных работ существенно расширяет возможности учителя при выборе форм проведения занятий. Оно позволяет значительно увеличить долю времени, отводимого на выполнение учащимися самостоятельных практических работ, обеспечивает связь физического эксперимента, проводимого самими учащимися, и только что изученным теоретическим материалом, так как фронтальная работа обычно выполняется на том же занятии, на котором обсуждается теоретический материал, используемый при ее выполнении.
Простоту и доступность лабораторной работы вовсе не следует
рассматривать как отрицательное качество.
Именно простые работы по наблюдению природных процессов и явлений позволяют воздействовать не только на разум, но и на чувства учащихся, помогают им понять, чем может физика заинтересовать человека на всю жизнь.
Постановкой ряда фронтальных работ можно показать учащимся, что получение принципиально важных физических результатов не обязательно требует применения сложного оборудования.
При фронтальном проведении лабораторной работы активизация
творческой деятельности учащихся осуществляется проблемной постановкой
экспериментального задания, коллективный поиск решения поставленной задачи
организуется в сочетании с индивидуальным подходом к учащимся при выполнении
задания. Благодаря этому самостоятельность и творческая активность воспитываются
и развиваются и при фронтальном выполнении физического эксперимента, когда
учащиеся делают одно и то же задание на одинаковом оборудовании.
Выполнять работы можно парами или группами по четыре человека. Во втором случае каждый из учеников получает по специальной карточке.
На каждой карточке есть рисунки.
Первый рисунок (мензурка, мерный сосуд) – это символ менеджера по оборудованию.
Второй рисунок (мензурка и напротив нее глаз) – это символ главного исследователя.
Третий рисунок (микроскоп) - символ директора – организатора.
Четвертый рисунок (таблица) – символ регистратора – репортера.
Каждый член группы выполняет соответствующую этой должности деятельность в эксперименте. На последующих экспериментах должности меняются.
Для того, что чтобы ребята узнали как надо вести наблюдение, из каких шагов оно должно состоять и как самостоятельно поставить эксперимент необходимо познакомить их с алгоритмом выполнения таких работ:
УЧУСЬ НАБЛЮДАТЬ
1 Мои 1.Что я увидел, 2. Что я увидел, услышал,
наблюдения услышал, ощутил, ощутил при следующем
в первые мгновения более внимательном
восприятии
3. Тела, участвующие в
событии
4. Что происходило с каждым
телом
2 Мои 5.
Причина события, процесса, явления
размышления
6.Следствие
(само событие, процесс, явление, закономерность)
3
Мои 7.
Я наблюдал явление (закономерность)…
выводы ----------------------------------------------------------------
8. Особенности явления
Отчет о работе №…
1. Мои наблюдения.
1. Что я увидел, услышал, ощутил в первые мгновения
_____________________________________________________________________________
2. Что я увидел, услышал, ощутил при следующем, более
внимательном восприятии
_____________________________________________________________________________
3. Тела, участвующие в событии
а)_________________________________________________________________
б)_________________________________________________________________
в)_________________________________________________________________
4.Что происходило с каждым телом
а)_________________________________________________________________
б)_________________________________________________________________
в)_________________________________________________________________
2. Мои размышления
5. Причина событий, процесса, явления
_____________________________________________________________________________
6.Следствие (само событие, процесс, явление, закономерность)
_____________________________________________________________________________
3. Мои выводы
Я наблюдал явление (закономерность)…
8.Особенности явления
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
УЧУСЬ СТАВИТЬ
ЭКСПЕРЕМЕНТ
1. Я хочу знать: 2. Я об этом уже знаю…
3.Предполагаю сделать (идея).
4. Необходимы приборы и материалы 5. План моих
действий
а)
б)
в)
г)
6. Делаю
Получаю
а)
а)
б) б)
в) в)
г) г)
7. Делаю выводы
8.Объясняю результаты
9.Анализирую результаты. В
связи с ними у меня возникли вопросы:
Отчет о работе №…
1.
Я
хочу знать:
________________________________________________________________________________________________________________________________
2.
2.
Я об этом уже знаю…
____________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Предполагаю сделать (идея).
____________________________________________________________________________________________________________________________________
4.Необходимы
приборы и материалы
__________________________________________________________________________________________________________________________________
5. План
моих действий
а)
б)
в)
г)
6. Делаю
Получаю
а)
а)
б) б)
в) в)
г) г)
7. Делаю
выводы
____________________________________________________________________________________________________________________________________
8.Объясняю
результаты
____________________________________________________________________________________________________________________________________
9.Анализирую результаты. В связи с ними у меня
возникли вопросы:
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Экспериментальное
задание 1 выполняют для введения понятия «средняя скорость неравномерного
движения». Время движения шарика учащиеся отсчитывают по общему для всего
класса метроному, настроенному на 120 ударов в минуту. Он должен обеспечить
удары, слышимые всему классу. Целесообразно воспользоваться усилителем или
электрическим метрономом. При этом важно научить школьников пользоваться
метрономом для отсчета времени. Удар в момент начала движения принимается за
нулевой, т. е. при пуске тела нужно считать: нуль, один, два, три и т. д.
Результат
измерения средней скорости учащиеся записывают в тетрадь с указанием
абсолютной погрешности измерения. Для этого вначале вычисляют
относительную погрешность измерения скорости 
по формуле:
а
затем находят абсолютную погрешность измерения скорости 
по формуле: 
Перемещение
измеряют с погрешностью 
= 0,5 см, а время — с погрешностью 
= 0,5 с (один промежуток времени между ударами метронома,
настроенного на 120 ударов в минуту).
Задание 2 учащиеся выполняют при изучении перемещения тела при равноускоренном движении. Ускорение тела а находят по формуле а= =2S/t2, где S — перемещение тела, t — время его движения.
Относительную
погрешность 
измерения ускорения
вычисляют по формуле: 
а абсолютную погрешность измерения ускорения 
а, по формуле: 
. Перемещение измеряют с погрешностью 
= 0,5 см, а время — с
погрешностью
=0,5 с.
Выполняя задание3, учащиеся убеждаются, что при равноускоренном движении тела перемещения за - одну, две, три и т. д. единицы времени относятся между собой как квадраты чисел натурального ряда, а перемещения, за последовательные равные промежутки времени относятся между собой как последовательный ряд нечетных чисел.
Задания
4 выполняют при изучении свободного падения тел. Цель задания — конкретизировать формулы скорости и
перемещения для свободно падающего тела. Конечную скорость и время падения
резинки рассчитывают по формулам: 
, 
.
он
при свободном падении будет отделяться от бруска, и двигаться с меньшим
ускорением, чем брусок.
Задание 5 выполняют при изучении криволинейного
движения. Его цель — познакомить учащихся со способом измерения пути и
перемещения тела при криволинейном движении. Рассматривается движение тела (шарика)
по параболе. При выполнении опытов внимание учеников следует обратить на сложность
криволинейного движения, при котором у тела непрерывно изменяются координаты,
модули и направления векторов скорости, ускорения и перемещения, причем вектор
скорости всегда направлен по касательной к траектории в данной точке. Пуск шарика
производят от руки, но можно воспользоваться и специальным лабораторным
прибором — лотком для пуска шарика.
Задания
6 выполняют для изучения свободного
падения тел. Основная цель задания —
убедить учащихся в равенстве ускорений падающих. тел разной массы. При его выполнении
следует обратить внимание учащихся на правильность установки листа бумаги
сверху металлического бруска, иначе он при свободном падении будет отделяться
от бруска и двигаться с меньшим ускорением, чем брусок.
Задание 7 выполняют
при изучении относительности механического движения.
Его цель — показать учащимся, что траектория, скорость
и перемещение тела (карандаша) относительно неподвижной (листа бумаги) и
вращающейся (линейки) систем отсчета
различны.
В задание 8 чтобы брусок летел не слишком далеко (размеры класса ограничены), следует придать ему не очень большую скорость, т.е. указательный палец должен двигаться не с предельной, а какой-то средней скоростью при ударе. Кроме того, масса бруска подобрана такой, что не позволяет значительно увеличивать его скорость. (Помните: гирю щелкать нельзя, иначе будет больно!)
Задание 9 выполняют при изучении движения тела по окружности. Его цель — закрепить понятия угловой и линейной скоростей и формулы для их расчета. Наибольшую трудность в задании представляет раскручивание шарика по окружности. Прием получения такого движения следует предварительно показать учащимся.
Задание 10
выполняют при решении задач на нахождение центростремительного ускорения.
Цель задания 11 — выяснить некоторые важные свойства силы как векторной физической величины. Учащиеся убеждаются в том, что результат действия силы зависит от ее числового значения, направления и точки приложения.
Задание 12 поможет учащимся лучше понять демонстрационный эксперимент по выявлению количественной зависимости ускорения от действующей силы и массы тела. Выполняя задание, учащиеся раскрывают лишь качественную связь между указанными величинами. Сила трения между поверхностями бруска и стола не мешает выяснению этой связи. (Так как сила упругости пружины динамометра в опыте — переменная величина, то по перемещению бруска можно лишь очень грубо судить об его ускорении.)
Задание 13 ученики выполняют, при изучении третьего закона Ньютона. Они убеждаются в том, что тела действуют друг на друга с равными по модулю и противоположно направленными силами. В тетради они изображают эти силы графически. Внимание обращают на тот факт, что силы взаимодействия между телами имеют одну природу.
Задание 14 выполняют после изучения второго закона Ньютона. Задание убеждает учащихся в том, что силы складываются как векторы (геометрически).
Задание 15 служит логическим продолжением предыдущего задания, поскольку дает возможность наблюдать зависимость составляющих сил от угла между ними при постоянной равнодействующей силе. Оба задания помогут школьникам более осознанно понять операцию сложения сил.
Задание 16 предлагают ученикам при изучении динамометра с целью проверки справедливости закона Гука, а также для раскрытия принципа действия динамометра. Вычисление отношения силы упругости к деформации шнура выполняют с указанием абсолютной погрешности, так как это позволит ученикам сделать вывод о постоянстве этого отношения (в пределах точности измерений). Силу упругости измеряют с точностью до 0,1 Н, а деформацию — до 0,001 м. При недостатке времени расчет погрешностей можно перенести на дом. После выполнения задания учащиеся строят график зависимости силы упругости от деформации шнура.
В задании 17 можно проверить изменятся ли результаты проведенных опытов, если вместо воды использовать другую жидкость (например, керосин или масло)?
Задание 18.Традиционные задания ориентируют учащихся на проверку условий равновесия рычага. Наши задания также предусматривают проверку, причем значительно более полную, поскольку проверяется случай, когда одна из сил направлена под углом к линии рычага, что позволяет хорошо отработать понятие «плечо силы». (Ведь ученики часто допускают ошибку, беря за плечо не расстояние от оси до линии действия силы, а расстояние от оси до точки приложения силы.) Кроме того, предлагаемые задания позволяют не только проверить условие равновесия рычага, но и (что очень важно) применить его для решения практических задач.
При
выполнении третьего пункта ученики
должны использовать динамометр (для определения величины силы F2) и лист бумаги на фанере для определения плеча этой силы.
Однако плечо силы F2 можно определить и более простым способом, если
использовать треугольник.
Учитель дает необходимые указания к
выполнению заданий, например: во всех случаях рычаг должен устанавливаться
горизонтально (иначе плечи сил трудно будет измерить); во втором задании при
измерении силы динамометр следует
располагать вертикально; во всех трех заданиях плечо силы F2 удобно выбирать равным
целому числу сантиметров (это упрощает расчеты).
В задании 19 если нет баллистического пистолета, то можно воспользоваться детским игрушечным пистолетом. Брусок подобрать заранее.
Для выполнения 20 задания можно взять любую доску, обстрогать и отшлифовать ее с одной стороны, что легко сделать в школьной мастерской.
Заключение:
В данном курсе по выбору экспериментальные работы достаточно
просты, но требуют от ребят осмысленного подхода к выполнению. Для этих работ
не нужно сложного оборудования. Но при их выполнении ребята приобретут
теоретические, практические, измерительные и вычислительные навыки.
Эти
занятия научат учеников:
выполнять задания осмысленно, т.е. действовать с пониманием процедуры, четко, логически последовательно, грамотно и в оптимальном варианте;
разграничивать известную и неизвестную информацию;
выдвигать идею и разрабатывать план её осуществления;
видеть причину события, явления;
связывать теорию и практику;
проводить анализ данных и синтез информации, делать выводы.
Литература для учителя:
Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарева А.В.
Факультативный курс физики. 8 класс. – М.: Просвещение, 1977
Кабардин О. Ф., Кабардина С.И., Орлов В. А. Методика
факультативных занятий по физике: пособие для учителя. М.: Просвещение, 1988.
Л. А. Горев. Занимательные опыты по физике. – М.:
Просвещение, 1974.
В. Ф. Шилов. Домашние экспериментальные задания по
физике. 7 – 9 классы М.: Школьная пресса, 2003.
М.И. Блудов. Беседы по физике - М.: Просвещение, 1984
Физика в школе.1995. №5 С.30-34, 41- 42
Физика в школе.1993. № 4 С.75 – 77
Физика в школе.1997. № 4 С.56 -57
Физика в школе.1985. № 5 С.60 - 61
Физика в школе.1998. № 4 С.57 -62
Физика в школе.1995. №4 С.39-41
Физика в школе.1980. №4 С.38-45
Физика в школе.1984. №6 С.56 -57
Литература для учащихся:
Билимович Б. Ф. Законы механике в технике. - М.:
Просвещение, 1975
Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарева А.В.
Факультативный курс физики. 8 класс. –
М.: Просвещение, 1977
Яворский Б. М. , Пинский А.А. Основы Физики. – М.:
Наука,1981.-Т. 1.
