Решение текстовых задач на уроках физики



Скачать 84.86 Kb.
Дата05.11.2016
Размер84.86 Kb.
МБОУ «школа № 15» г.Ачинска

Учитель физики А.Р. Батурина



Из опыта работы по теме: Решение текстовых задач на уроках физики

Возможно ли найти универсальный способ решения задач, или наверное, его просто не существует. Однако можно попытаться составить рекомендации для решения отдельных групп задач.

Первое– это знание обозначений и размерностей физических величин и формул. Без этого двигаться вперед просто невозможно.


  • Понять предложенную задачу

  • Если можно выполнить схему, чертеж, рисунок – сделать это обязательно.

  • Проанализировать процессы, описанные в задаче, вспомнить и подобрать необходимые формулы. Начинать решение с той формулы, в которую входит искомая величина.

  • Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).

  • Реализовать найденную идею решения (“синтез”).

  • Решение проверить и оценить критически.

Так как все физические задачи по содержанию можно разделить на различные группы (задачи по кинематике, задачи по динамике и т.д.), то соответственно для каждого вида можно предложить свой алгоритм решения.

Например. Кинематика материальной точки.

1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).

2. Сделать чертеж или рисунок

3 .Анализ (построить математическую модель явления):

4. Выбрать систему отсчета (это предполагает выбор тела отсчета, начала системы координат, положительного направления осей, момента времени, принимаемого за начальный).

5.Определить вид движения вдоль каждой из осей и написать кинематические уравнения движения вдоль каждой оси – уравнения для координат и для скорости (если тел несколько, уравнения пишутся для каждого тела).

6. Определить начальные условия (координаты и проекции скоростей в начальный момент времени), а также проекции ускорения на оси и подставить эти величины в уравнения движения.

7. Определить дополнительные условия, т.е. координаты или скорости для каких-либо моментов времени (для каких-либо точек траектории), и написать кинематические уравнения движения для выбранных моментов времени (т.е. подставить эти значения координат и скорости).

Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.

7. Решение проверить и оценить критически.

Решение задач в курсе физике - необходимый элемент учебной работы. Довольно часто задачи решаются лишь для тренинга, используются для иллюстрации формулы, правила, закона. Некоторые учителя практически не используют задачи в своей преподавательской деятельности, а если и используют, то это в основном задачи для "троечников", с чем я и встретилась на практике. Поэтому теряется такая важная цель обучения, как развитие творческих способностей. Все решаемые задачи однообразные в своих решениях, практически все сводятся к элементарной подстановке данных в ранее выученную формулу. На практике школьников не знакомят с методами и способами решения физических задач, даже не всегда показывают алгоритм решения задач. В физике существует достаточно много оригинальных нестандартных методов решения задач, которые будут рассмотрены далее. Для развития творческих способностей, физического мышления важно уметь решать одну и туже задачу несколькими методами, а также уметь анализировать полученное решение.

Умение решать задачи поможет запомнить, вникнуть в суть физических законов. Кроме того, при решении нескольких задач одной темы учащиеся самопроизвольно запоминают формулы, законы, какие-либо определения и т.п.

Решение задач - одно из важных средств повторения, закрепления и проверки знаний учащихся.

Задачей считают проблему и определяют её как некую систему, связанную с другой системой - человеком (в широком смысле).

Физическая задача - это проблема, решаемая с помощью логических умозаключений, математических действий на основе законов и методов физики.

Условно структуру деятельности по решению задачи можно представить следующим образом:

анализ условия - поиск решения – решение - проверка результата - исследование решения

Решение любой задачи, и не только физической, начинается с анализа условия. Учащийся должен осознать условие, увидеть физическое явление, о котором идет речь в задаче.

На этапе поиска решения ученик вспоминает физические законы, определения, описывающие рассматриваемое в задаче физическое явление, строит его математическую модель.

На этапе решения производятся преобразования записанных формул, осуществляется намеченный план решения.

Проверка результата - это определение достоверности числового значения искомой величины или её размерности при отсутствии числовых данных.

Исследование решения - позволяет глубже проанализировать физическое явление. Никакую задачу нельзя исчерпать до конца, поскольку всегда остаётся что-то, над чем можно поразмышлять, найти другое решение задачи.

Известно два приема, применяемые при поиске решения задачи - это аналитический и синтетический приемы.

При использовании аналитического приема, начинают работу с анализа вопроса задачи и записи формулы, куда входит искомая величина. "Затем для величин, содержащихся в этой формуле, записывают уравнения, устанавливающие их связь с величинами, заданными в условии".

Также можно предложить несколько способов решения задач

Арифметический способ, предполагает решение задачи по действиям, по вопросам. Сначала записываем формулу, сразу же вычисляют содержащуюся в ней неизвестную величину. По сравнению с этим способом алгебраический более экономный, но он требует определенных знаний по математике. При решении геометрическим способом, школьники должны обладать знаниями в области геометрии. Объектом исследования в задачах решаемых графическим способом является график. В одних задачах нужно проанализировать график и условие в задаче задано графиком. В других задачах график необходимо построить по данным приведенным в задаче.

Метод - это способ познания, исследования явлений.

В широком смысле "метод - это способ действия, осуществление определенно деятельности, достижения какого-либо результата, решения задачи.

Существует много различных методов решения задач по физики. Рассмотрим один из методов координатный

С помощью этого метода решаются задачи по механики во всех её разделах: кинематике, динамике, статике.

Решение задач кинематики координатным методом.

Основной задачей кинематики является составление уравнений координат тела как функции времени.

В школьном курсе физики это уравнение вида:

Х=Х0+Vt+ахt2/ 2.

где Х0 - начальная координата материальной точки, V0x - проекция вектора начальной скорости на ось ОХ, аx - проекция вектора ускорения на ось ОХ.

Проекцией вектора на ось - скалярная величина, равная произведению модуля вектора на косинус угла, который этот вектор образует с положительным направлением оси.

В зависимости от угла α проекция вектора может быть положительной при 0о ≤ α < 90о, равной нулю при α = 90о, отрицательной при 90о < α ≤ 180о.

На рис.5 показано определение проекции вектора начальной скорости Voх на ось ОХ, на рис.6 - проекции вектора ускорения ах.

рис.5 рис.6

V0x = V0 cos α; ax = а cos (180o - α) = - a cos α.

Проекция вектора скорости положительна, а проекция вектора ускорения - отрицательна. Знак проекции вектора определяется знаком косинуса угла α. Из уравнения координат тела как функции времени можно получить уравнение для проекции на ось Х вектора скорости как функции времени путём его дифференцирования по времени. Vх =V+ ахt. Наиболее общей задачей на движение тела в поле силы тяжести (гравитационном поле) является задача о движении тела, брошенного под углом к горизонту.



Задача: Девочка бросает мяч с балкона, находящегося на высоте h от поверхности земли, под углом α к горизонту со скоростью V0. Определить время полета мяча до земли, дальность полёта (координату Xmax точки падения), наибольшую высоту полёта мяча над землёй (максимальное значение координаты Уmax мяча) и скорость мяча в момент его падения на землю. (рис 7)

рис.7


Решение задачи начинается с выбора начала отсчёта, с которым совмещают начало системы координат ХОУ. Удобно начало отсчета и связанное с ним начало координат выбрать на поверхности земли под балконом, направив оси Х и У соответственно горизонтально и вертикально. Отмечаем на оси У начальную координату мяча У0 = h, направляем вектор начальной скорости V0 под углом α к горизонту и изображаем траекторию полёта мяча, которая, представляет собой параболу. Точка пересечения параболы с осью Х определит координату Xmax, значение которой даст дальность полёта мяча. Наибольшая высота полёта мяча определится значением координаты Уmax вершины параболы. Для составления уравнений движения Х=Х (t) и У=У (t) имеет смысл записать составляющие этих уравнений:

Через время tп (время полёта мяча) координаты мяча примут значения: Х =Хmax, у = 0. Тогда уравнения примут вид:

Хmax=V0 (cosα) tп; 0=h+ (V0sinα) tп-gtп2/2.

Решая последнее квадратное уравнение, находим время полёта мяча tп.

tп= [V0sinα+ (V02sin2α+ 2gh) 1/2] /g,которое имеет только одно значение. Второе - отрицательное значение tп, которое следует из решения квадратного уравнения, не возможно. Здесь и далее корень квадратный из числа записывается как это число в степени ½.Подставив значение tп в уравнение определим дальность полёта мяча Хmax. Хmax=V0 (cosα) =V0 (cosα) [V0 sin α + (V02 sin2α + 2gh) 1/2] /g. В верхней точке траектории мяча высота его полёта максимальна, а проекция скорости на ось ОУ равна нулю. Для продолжения решения необходимо перейти к уравнениям проекций скорости V на оси Х и У как функциям времени. Взяв производные по времени от уравнений движения, получаем:Vx=V0cosα; Vy=V0sinα-gt. Первое уравнение показывает, что вдоль оси ОХ мяч летит равномерно с постоянной скоростью, не зависящей от времени. Движение мяча вдоль оси ОУ является равнопеременным (при движении до верхней точки полёта - равнозамедленным, а затем становится равноускоренным). В момент времени tв (время полёта мяча до верхней точки) проекция скорости Vy становится равной нулю, а координата У принимает максимальное значение уmax. 0=V0sinα-gtв; уmax=h+ (V0sinα) tв - gtв2/ 2.Определив время tв, tв= (V0sinα) /g, подставляем его значение в уравнение и определяем уmax - максимальную высоту полёта мяча. уmax=h+ (V02sin2α) /2g. Для определения скорости мяча в момент падения (время tп) необходимо определить значения проекций этой скорости Vx и Vy в этот момент. Vy =V0sinα-gtп =V0 sinα - g [V0 sin α + (V02 sin2α + 2gh) 1/2] /g

Скорость мяча в момент падения V определится по теореме Пифагора:V= (Vx2+Vy2) 1/2. Проекция Vy будет отрицательной, но будучи возведённой в квадрат даст положительное значение. Следует помнить, что вектор скорости в любой точке направлен по касательной к траектории движения.Решение задач на движение тела, брошенного вертикально вверх или вниз, или свободно падающее (здесь угол α = 90о) сводится к составлению только одного уравнения: У=h+V0t - gt2/2. Уравнение записано для случая бросания тела вертикально вверх с высоты h. Ось У направлена вверх, начало координат совпадает с уровнем земли. Если тело брошено горизонтально (α = 0о), то уравнения движения записанные в начале решения принимают вид:Х=V0t; У=h-gt2/2.

Если в задаче описывается движение двух тел, то нужно составлять уравнения движения для каждого тела. Если в какой-то момент времени одно тело догоняет другое или они встречаются (сталкиваются), то это означает, что в этот момент времени они приобретают одинаковые координаты Х и У.

На начальном этапе обучения очень полезно использовать карточки следующего типа каждая карточка содержит теоретический материал, образцы решения задач и задачи для самостоятельного решения. Для каждой изучаемой формулы приводится набор задач позволяющий хорошо понять взаимосвязь всех физических величин, задействованных в в формуле что является фундаментом знаний.



Кто-то утверждает, что главное знать определения, кто-то решает задачи только на факультативных занятиях и с учащимися которым необходимо сдать ЕГЭ. Про методы, способы, приемы решения физических задач на уроках вообще не упоминается ни слова. Решение задач способствует запоминанию определений, законов, правил, развитию логического мышления и таких мыслительных операций как анализ и синтез. Надо не просто решать задачи по теме, но и комментировать каким способом, методом, с помощью какого приема она была решена, какие ещё задачи мы сможем решить подобным образом, чтобы учащийся, увидев аналогичную задачу, смог сразу вспомнить алгоритм её решения. К сожалению на уроках не разберешь всех методов из-за нехватки времени, но уделить внимание основным стоит попробовать.



решение классификация


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница