Методические рекомендации по самостоятельному освоению студентами курса Специальности
Скачать 342.41 Kb.
|
Базовые принципы решения задач по физикеФизика – очень интересный и в то же время очень непростой предмет. Причем основные затруднения возникают при решении задач. На сегодняшний день написано достаточно пособий и руководств на эту тему, определены основные подходы к решению, прописаны даже пошаговые планы, используя которые, можно научиться легко решать задачи по физике. Однако, подавляющая часть студентов так и не овладевает умением решать задачи. Непосредственное общение со студентами во время семинарских занятий и экзаменов дало возможность понять, какие трудности испытывает учащийся при выполнении заданий по физике. Большинство ребят умеет решать простые задачи, в которых необходимо в известную формулу подставить числовые значения физических величин. Решение же более сложных примеров, в которых формулу нужно вывести из других соотношений или использовать законы из других разделов курса физики, вызывает непреодолимые трудности. Для решения многих задач существуют определенные приемы и методы. Есть и такие задачи, к которым стандартные методы неприменимы; при их решении необходимо или ввести дополнительные условия, или составить несколько математических уравнений и затем их решить. Приступая к решению очередной задачи, пусть даже самой простой, нужно внимательно прочитать условие, попытаться распознать явление, представить его мысленно (уловить суть), обсудить его протекание (если есть с кем), определить основные законы, которые «работают» (применяются) в задаче, а уж затем приступать к поиску ответа на поставленный вопрос. Но все же при всем при этом мало кому удается получить решение, даже если учащийся знает все формулы и законы физики! В чем кроется основная проблема? Размышляя над этим вопросом, мы попытались определить, чем же руководствуется человек, хорошо решающий задачи, а также попытались выделить главное в ходе его мыслей, которые приводят к правильному решению. Проанализировав все эти моменты, вот что обнаружилось: на самом деле нужно хорошо владеть всего лишь двумя умениями – понимать физический смысл, отражающий суть задания, и правильно выстраивать цепочку мини-вопросов, ведущих к ответу на главный вопрос задачи, а затем и отвечать на них. На самом деле, столкнувшись с задачей, правильно начинать с вопроса: «Почему так происходит? Что за физический закон или физическое явление здесь присутствует?». Эти вопросы, по сути, и открывают цепочку мини-вопросов, ведущих к правильному решению. Решающий волей не волей задает себе такие вопросы, но не всегда правильно и в нужной последовательности. Безусловно, если вы не будете знать физический смысл законов, то уже первый и самый главный вопрос останется без ответа. Поэтому, только сочетая сразу два умения можно добиться успеха и найти правильный ответ. Определившись с законом, который «работает» в этой задаче (кстати, вовсе не обязательно, что неизвестная величина будет присутствовать в математической записи закона; более того, чаще всего так и бывает! и именно здесь у большинства начинаются все трудности!!!), нужно начинать задавать себе очень четкие, короткие вопросы (мини-вопросы), причем каждый следующий должен быть обязательно связан с предыдущим или с основным законом задачи (вы его определяете сразу). Постепенно у вас выстроится логическая цепочка взаимосвязанных мини-вопросов и мини-ответов к ним, появиться структурированность, некий каркас из мини-ответов, которые выразятся в формулах, связанных между собой. Наконец, получив такую структуру, нужно просто решить систему уравнений из нескольких переменных (это уже математическая сторона физической задачи) и получить ответ. Конечно, можно сказать, что все так просто только в теории. Но, не зная этих ключевых моментов вряд ли можно научиться решать задачи по физике. Более того, думаем, каждый из нас в разной степени и, скорее всего, интуитивно пользовался этими принципами, а, прочитав эти рекомендации, будет уже осознанно применять их в решении любых, не только физических задач. Но, не смотря ни на что, никакие теоретические знания не заменят вам практических умений, и только систематическая практика в решении задач приведет к успеху. Примерный алгоритм решения задач
Примеры решения задач по физике Задача 1 Над ямой глубиной h бросают вертикально вверх камень с начальной скоростью .  Через какое время камень упадет на дно ямы? Сопротивление воздуха не учитывать. Р  Рис. 1 ешение. Студенты часто начинали решение с того, что находили сначала время  , за которое камень поднимается до верхней точки траектории, затем высоту Н (рис. 1), после чего определяли время  , за которое камень упадет с высоты  . Тогда искомое время равно  . Такое решение длинное и нерациональное.Будем решать задачу координатным методом. Начало координат расположим на уровне земли, ось OY направим вертикально вверх (рис. 1). Обратим внимание на тот факт, что ускорение камня равно ускорению свободного падения  , модуль и направление которого постоянны в течение всего времени движения камня. Следовательно, независимо от того, движется ли камень вверх или вниз, его координата в момент времени t Так как  то  В момент  падения камня на дно ямы его координата  . Поэтому Решим это уравнение относительно  :  Значение  отбрасываем, так как  , что не имеет смысла. Итак, окончательный ответ:  Разумеется, можно было бы систему координат выбрать иначе, расположив, например, начало координат на уровне дна ямы. Тогда уравнение будет иметь другой вид:  В момент падения камня на дно ямы его координата  Подставив эти значения в последнее уравнение и решив его, читатель убедится, что для  получается то же значение, что и в первом случае.Студенты ошибочно считали, что кинематические уравнения, описывающие движение камня вверх и вниз, будут различными, потому что меняется направление движения. Задача 2 С  туденты, формально усвоившие третий закон Ньютона, не могли правильно объяснить ряд вопросов, которые мы сейчас рассмотрим.1 Рис. 2 . Человек передвигает по полу шкаф, толкая его вперед, в результате чего человек и шкаф движутся с некоторым ускорением. Но, согласно третьему закону Ньютона, с какой силой человек действует на шкаф, с такой же силой, но направленной противоположно, шкаф действует на человека. Почему же они движутся вперед? Здесь имеются три взаимодействия: человек – шкаф, человек – пол и шкаф – пол. Взаимодействие человека и шкафа характеризуют силы  и  , человека и пола – силы  и  , шкафа и пола – силы  и  (рис. 2) (точнее говоря, это горизонтальные составляющие сил взаимодействия). Системе человек – шкаф ускорение сообщает результирующая сила , и . По отношению к этой системе силы и взаимно уравновешиваются, поэтому результирующая сила  , а ее модуль, как видно из рисунка,  . Сила возникает вследствие того, что человек упирается ногами в пол. Если бы сила трения покоя между ступнями человека и полом оказалась меньше силы трения покоя между шкафом и полом, то человек не смог бы сдвинуть шкаф с места. Так что в данном случае сила трения, препятствуя проскальзыванию ступней, делает возможным движение человека со шкафом.Таким образом, если тела рассматривать как части одной и той же системы, то силы взаимодействия этих тел взаимно уравновешиваются и поэтому не могут сообщить ускорение системе в целом. Чтобы система двигалась с ускорением, необходимо, чтобы на нее действовали другие тела, не входящие в эту систему. Студенты обычно твердо уверены, что силы взаимодействия не могут уравновешивать друг друга. Задача 3 Некоторые студенты рассуждают, что если тело погрузить в жидкость, то уменьшится сила тяжести, так как на тело будет действовать архимедова сила. В действительности же сила тяжести не изменяется, а уменьшается вес тела. П  редположим, что тело подвешено на нити в жидкости (рис. 3). На него действуют три силы: сила тяжести  , сила натяжения нити  и архимедова сила  . Тело находится в равновесии, следовательно, сумма проекций этих сил на вертикально направленную ось OY равна нулю:  Отсюда Рис. 3  Согласно третьему закону Ньютона, тело действует на нить с такой же по модулю силой, т.е. вес тела  . Если это тело подвесить на нити в вакууме, то в этомслучае  , поэтому сила натяжения Следовательно, вес тела  Сравнивая выражения (1) и (2), находим, что уменьшение веса в жидкости равно по модулю архимедовой силе:  Задача 4 Некоторые студенты не могут раскрыть полностью физический смысл закона Кулона. В частности, не указывают, что сила взаимодействия двух точечных зарядов направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряда, при этом одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные притягиваются. Нередко забывают, что этот закон относится только к взаимодействию точечных зарядов, т.е. таких заряженных тел, размерами которых можно пренебречь (заряженных материальных точек). Это приводит к ошибкам в решениях задач. Точечный заряд  находится вблизи большой квадратной равномерно заряженной пластины напротив ее центра. Расстояние  от заряда до пластины мало по сравнению со стороной  квадрата. Поверхностная плотность заряда на пластине равна  , диэлектрическая проницаемость окружающей среды равна  . Найти силу, действующую на заряд.Многие ошибочно находили эту силу по закону Кулона:  где  – заряд пластины;  – электрическая постоянная. Приведем правильное решение.Решение. Электрическое поле вблизи большой плоской пластины можно считать однородным. Напряженность этого поля  На заряд  , находящийся в этом поле, действует сила Из последнего выражения видно, что эта сила не зависит от расстояния. Следует обратить внимание на то, что в тех случаях, когда размеры заряженных тел велики, для нахождения их силы взаимодействия нужно мысленно разбить эти тела на такие малые заряженные элементы, чтобы их можно было считать точечными зарядами, затем найти по закону Кулона силы взаимодействия каждой пары этих зарядов и произвести векторное сложение этих сил. Закон Кулона можно применять для нахождения силы взаимодействия двух равномерно заряженных сфер, при этом в формуле (3) и  – заряды этих сфер, – расстояние между их центрами, т. е. сила взаимодействия в этом случае такова, как если бы заряды были сосредоточены в центрах сфер.По формуле (3) можно также вычислить силу взаимодействия двух зарядов, один из которых точечный, а второй равномерно распределен по поверхности сферы. В этом случае – расстояние от точечного заряда до центра сферы. |
Похожие:
 | Пояснительная записка Учебно-тематический план (очное и заочное отделение) График организации самостоятельной работы студентов очного отделения и методические указания по самостоятельному освоению курса | | Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины «планирование... Гос впо по специальности 080507. 65 Менеджмент организации, утвержденный Министерством образования РФ «17» марта 2000 г., №234 эк... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... График организации самостоятельной работы студентов очного отделения и методические указания по самостоятельному освоению курса | | Рабочая программа курса «Проблемы теории государства и права» Пояснительная... График организации самостоятельной работы студентов очного отделения и методические указания по самостоятельному освоению курса |
 | Методические рекомендации по изучению дисциплины «Обеспечение прав... Методические рекомендации по изучению дисциплины слушателями заочной формы обучения | | Методические рекомендации по изучению дисциплины «Обеспечение прав... Методические рекомендации по изучению дисциплины слушателями заочной формы обучения |
| Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины 27 Оценка... Гос впо по специальности 030301. 65 «Психология» Квалификация – Психолог. Преподаватель психологии, утвержденный Министерством образования... | | Методические рекомендации по выполнению и защите курсовых работ Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины «Международное частное право» |
| Методические рекомендации по изучению дисциплины «Административная... Методические рекомендации по изучению дисциплины слушателями заочной формы обучения | | Методические рекомендации по освоению 14 учебного материала 14 ... |
| Методические рекомендации по освоению 13 учебного материала 13 ... | | Методические рекомендации по освоению 9 учебного материала 9 Гос впо по специальности 030401. 65 История, утвержденный Министерством образования РФ «17» марта 2000 г., №308 гум/сп |
| Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины 49 1 Гос впо по специальности 030401. 65 История, утвержденный Министерством образования РФ «17» марта 2000 г., №308 гум/сп | | Методические рекомендации по освоению 21 учебного материала 21 Гос впо по специальности 080504. 65 Государственное и муниципальное управление, утвержденный Министерством образования РФ «17» марта... |
| Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины 16 пояснительная записка Гос впо по специальности 030401. 65 История утвержденный Министерством образования РФ «17» марта 2000 г., №308гум /сп | | Методические указания по изучению английского языка для специальности -270205. 65 Методические указания предназначены для студентов второго курса, обучающихся по специальности: «Автомобильные дороги и аэродромы»... |
