Методика преподавании физики. Задачи по физике (стр. 2 из 3)
Решение качественных задач включает три этапа: чтение условия, анализ задачи и решение.
При анализе содержание задачи используют прежде всего общие закономерности, известные учащимся по данной теме. После этого выясняют, как конкретно должно быть объяснено то явление, которое описано в задаче. Ответ к задаче получают как завершение проведенного анализа.
В качественных задачах анализ условия тесно сливается с получением нужного обоснованного ответа.
Пример:
Реактивный двигатель совершает работу при перемещении ракеты. В следствии этого энергия ракета возрастает.
Пусть Е1 - механическая энергия ракеты в начальный момент времени;
А - работа, совершенная двигателем за некоторый промежуток времени;
Е2 - механическая энергия ракеты конечный момент времени.
Тогда можно утверждать, что изменение механической энергии тела равно работе внешней силы.
Е2 - Е1 = А,
или
Е2 = Е1 + А.
В данном примере работа, совершенная двигателем, положительная. Поэтому энергия ракеты возрастала.
4. Методика решения количественных задач
Решение сложных количественных задач на уроке складывается обычно из следующих элементов: чтения условия задачи, краткой записи условия и его повторения, выполнения рисунка, схемы или чертежа, анализа физического содержания задачи и выявления путей (способов) ее решения, составления плана решения и выполнения решения в общем виде, прикидки и вычисления, анализа результата и проверки решения.
Чтение и запись условия задачи.
Текст задачи следует учителю читать неторопливо, четко. Затем кратко записать условие и сделать чертеж или схему. Условие нужно еще раз повторить.
Анализ условия.
При разборе задачи прежде всего обращают внимание на физическую сущность ее, на выяснения физических процессов, и законов, рассматриваемых в данной задаче, зависимостей между физическими величинами.
Нужно терпеливо, шаг за шагом приучать учащихся, начиная с седьмого класса, проводить анализ задачи для отыскания правильного пути решения, так как это способствует развитию логического мышления, учеников, и воспитывает сознательный подход к решению задач.
Разбор задачи на уроке часто проводят коллективно в виде беседы учителя с учащимися, входе которого учитель в результате обсуждения логически связанных м/у собой вопросов постепенно подводит учащихся к наиболее рациональному способу решения задач. Иногда полезно разобрать несколько вариантов решения одной и той же задачи, сопоставить их, и выбрать наиболее рациональный. Нужно систематически приучать учащихся самостоятельно анализировать задачи, требуя от них вполне сознательного и обоснованного рассуждения.
Решение задачи.
После разбора условия задачи переходят к ее решению. Решение задачи необходимо сопровождать краткими пояснениями.
Ответ задачи рекомендуется выделить, например подчеркнуть его. Все это приучать школьников к четкости и аккуратности в работе.
Проверка и оценка ответов.
Полученный ответ задачи необходимо проверить. Прежде всего нужно обратить внимание учащихся на реальность ответа. В некоторых случаях при решении задачи ученики получают результаты, явно не соответствующие условию задачи, а иногда противоречащие здравому смыслу. Происходит это от того, что в процессе вычислений они теряют связь с конкретным условием задачи.
Необходимо научит школьников оценивать порядок ответа не только с математической, но и с физической точки зрения, чтобы ученики сразу видели абсурдность таких, например, ответов: кпд какого либо механизма больше ста процентов, температура воды при обычных условиях меньше 0
или больше 100 , плотность железа 78 р/см3.Ученики должны усвоить, что правильность решения задачи можно проверить, решив ее другим способом и сопоставить результаты этих решений, а также выполнив операции с наименованиями единиц физических величин и сравнив ответ с тем наименованием, которое должно получиться в задаче. Чтобы проверить правильность найденного решения в общем виде над в формулу, выражающую решение, вместо буквенных обозначений величин подставить наименования единиц физических величин и произвести с ними те же операции, которые выполнялись бы с вычислениями. Пусть, например, мы нашли формулу для определения осадки "корабля, банки". Для проверки решения вместо букв подставляем единицы физических величин. В результате получаем (М) (метр), т.е. наименование единицы длины, что и соответствует условию задачи.
Пример:
Задача. С высоты h=2м над землей со скоростью v0=4м/с бросают шар в горизонтальном направлении. Определить время падения шара на землю: дальность полета, скорость тела через 0,2 секунд после начала движения.
Дано: v0 = 4 м/с, h = 2 м, t= 0,2 с, q = 9,8 м/с, t - ?, l - ?
Решение: Движение шара сложное: по горизонтали – равномерное, по вертикали – свободное падение. Воспользуемся принципом не зависимости движений. Найдем время, которое тело падало бы отвесно с высоты h = 2 м.
При свободном падении: =>= 0,63 с. Поскольку движение по горизонтали, в котором участвует шар, и по вертикали не зависимы, в то время падения шара окажется таким же:
За время падения шар, двигаясь равномерно по горизонтали, пролетит:
Smax= v* t=2.5 м
Принцип независимости движений позволит выполнить и третье задание – определить значение скорости шара через 02 с. Если бы тело двигаясь только вдоль оси ОХ, то его скорость осталось бы неизменной, равной vх=4м/с.Если бы тело лишь падало отвесно, то за время 0,2 с оно, согласно формуле свободного падения, набрало бы скорость:
vу=qt=9/8м/с2 0,2с=2м/с.
Результирующая же скорость шара находится по правилу сложения векторов.
Применив теорему Пифагора получаем:
5. Способы записи условия и решения задач
Можно применять различные формы записи условия задачи, но любая из них должна удовлетворять основным требованиям краткости и ясности.
В отношении записи решения задач по физике учителя предъявляют к учащимся различные требования. Одни, например, требуют проводить запись решения с планом, другие с кратким пояснением, а третьи ограничиваются только вычислениями.
Поясним сказанные на конкретных примерах задач, для 7-8 классов.
Задача 1
Прямоугольный бассейн площадью 250 м2 и глубиной 4 м наполнен морской водой. Каково давление воды на его дно?
Дано: S = 250 м2, h = 4 м,
= 1030 кг/м3, F - ? P - ?Решение: Сила, с которой вода давит на дно сосуда, равна силе тяжести, действующей на воду;
F = Fт;
Fт = qm;
m = PV; V = Sh = 250 м2* 4 м = 1000 м3;
m = 1030 кг/м3 * 1000 м3 = 1030000 кг.
F = Fт = 9,8 Н/кг * 1030000 кг = 10000000 H =107H
Давление Р = F/S = 10000000/150 м2 = 40000 Н/м2 = 4*104 Па.
Ответ: P = 4 * 104 Па.
Задача 2
Опорные башмаки шагающие экскаватора представляют собой две пустотелые банки длиной 16 см, и шириной 2,5 м каждая. Определите экскаватора на почву, если масса его составляет 1150 кг.
Дано:
, 
, 
, 
Решение:
1.
2.
3.
4.
.Ответ:
.Задача 3
Сколько сухих дров надо сжечь в кормозапарнике, чтобы нагреть воду массой 100 кг от 10̊C до кипения? КПД кормозапарнике 15
.Дано:
, 
, 
, 
Решение:
1. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
2. Количество теплоты, выделяемое при сгорании дров:
n=0,15 * Q=ggp * mgp
3. Запишем формулу для n и из полученного уравнения найдем
: 
Отсюда
.Вычисления:
Ответ:
Ответ задачи реален, опыт подсказывает, что примерно такую массу дров надо сжечь для нагревания воды нужной нам массы. Заметим ещё, что задачи, в которых задан КПД, лучше всего начинать решать с записи формулы КПД: