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 =107 H

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 10̊ C 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:

 

 

 

Откуда

 

 

Задача 4

К батареи, дающей напряжение 24В, подсоединены последовательно две лампы по 15 Ом и электрический звонок. Сила тока в цепи равна 0,3 А. Определите сопротивление звонка.

Дано: V=24, В n=2, R=15 Ом, I=0,3 А,

Решение:

1-й способ:

1. , т.к. соединение приемников последовательное.

2.  (закон Ома) ( )

3.

Вычисление:

2-й способ:

1.  (закон Ома)

2. , т.к. соединение проводников последовательное

3.

Вычисление:

Ответ: .

 

Методика решения экспериментальных задач

Методы решения экспериментальных задач в значительной мере зависит от роли эксперимента в их решении. В других типах экспериментальных задач ярко выступает их специфика, и поэтому методика решения, и оформления имеет свои особенности.

Решение и оформление экспериментальной задачи расчетного характера складывается из следующих элементов: постановка задачи, анализ условия, измерения, расчет, опытная проверка ответа.

Постановка задачи. На столе имеется прям-я жестяная банка, весы, гири, масштабная линейка, сосуд с водой, песок. Для обеспечения вершинного положения банки при плавании ее немного погружают песком. Определите глубину осадки банки при ее погружении в воду.

В данном случаи условие задачи можно выразить рисунком с подписью вопроса под ним. Затем переходят к анализу, выясняют, какие изменения необходимо выполнить для решения задачи.

Анализ. Ванна будет погружаться в воду до тех пор, пока сила тяжести, действующая на нее вместе с песком, не уравновесится вытаннивающей силой воды, действующей на банку снизу. В этом случаи . Но т.к. Архимедова сила  равна весу вытесненной телом жидкости, то , где Vв – объем погруженной части банки,  - плотность воды.

Объем погруженной части равен произведению площади основания (S) на глубину погружения в воду (h). Следовательно,

FA=qPв hS

Откуда

 (1).

Из формулы (1) видно, что для решения задачи надо знать вес банки с песком, плотность воды и площадь основания банки.

Измерения. Измеряют вес F банки с песком с помощью динамометра.

Измеряют дину l и ширину a основания. Определяют площадь основания S=la.

Плотность воды .

Опытная проверка. На вертикальной банке цветной линией отмечают глубину погружения, найденную из опыта и последующих расчетов, и ставят банку в сосуд с водой. Опыт показывает, что глубина погружения совпадает с найденным значением.

В связи с решением задачи принцип определения осадки корабля.

В экспериментальных качественных задачах опыт ставят в тот момент, когда в нем возникает необходимость.

Некоторые экспериментальные задачи могут быть поставлены фронтально. Примеры таких задач: "Давление воды на дно стакана, пользуясь линейкой" (VII класс), "Определите мощность тока, потребляемого электролампой". В этом случае они выполняют роль фронтальных опытов.

4. Урок решения задач по теме "Архимедова сила. Плавание тел"

 

Цели урока:

отработка практических навыков при решении задач;

применять теоретические положения и законы при решении задач;

развитие самостоятельности учащихся в процессе решения задач и индивидуальной работы.

Тип урока: решение задач.

Оборудование:

для учителя: весы учебные без чашек, 2 сосуда с водой, сосуд с растительным маслом или керосином (ацетоном) 2 груза массой по 100г или цилиндра, гиря массой 100г.

для обучающихся: динамометр, мензурка, стакан с водой, груз на нити.

Оснащение урока:

мультимедиа проектор, компьютер, экран.

презентация (используется в течение всего урока) (Приложение).

 

Ход урока

I. Домашнее задание.

 

№№ 646, 648, 649, 658

 

Экспериментальная задача:

 

С помощью мерной кружки с водой определите выталкивающую силу, действующую на картофелину при полном ее погружении в воду.

 

II. Повторение изученного материала.

1) Фронтальный опрос.

1. Опишите действие жидкости или газа на тело, находящееся в них. Какова природа возникновения выталкивающей силы?

 

При погружении тела в жидкость на него со всех сторон начинает действовать давление. Т.к. давление зависит от высоты столба жидкости, то на точки тела, находящиеся на большей глубине давление больше, т.е. преобладает сила давления, направленная вверх.

 

2. Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости или газы? Выталкивающая сила, или Архимедова сила.

 

3. Какими способами можно определить архимедову силу?

по формуле FA = ρжgVпчт

опытным путем FА = Рвозд – Рж

 

4. От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?

 

Зависит от ρж и от Vпчт

не зависит от массы тела, глубины погружения, формы тела, плотности тела.

 

5. Опишите поведение твердых тел в жидкости.

 

Твердые тела в жидкости могут тонуть, плавать в жидкости и на ее поверхности, всплывать.

 

6. При каком условии тело, находящееся в жидкости тонет? Плавает? Всплывает?

 

Тело тонет, если Fт > Fж или ρт > ρж

Тело плавает, если Fт = Fж или ρт = ρж

Тело всплывает, если Fт < Fж или ρт < ρж

 

7. Сформулируйте закон Архимеда.

 

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная снизу вверх и равная весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.

2) Решение качественных задач.

 

1. В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине примерно одинаковой).

 

              Рис. 1

 

Ответ: Да, т.к. объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины.

 

2. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок из пробки, т.е. пробковый, а какой изо льда? Какая существует зависимость между плотностью тела и объемом этого тела над водой?

             Рис. 2

 

Ответ: № 1 из льда, №3 из пробки. Чем меньше плотность тела, тем большая часть его находится над водой.

 

3. Деревянный шар плавает в воде. Назовите силы, действующие на шар. Изобразите эти силы графически.

             Рис. 3

 

Ответ :Сила тяжести и архимедова сила.

Fт = FА шарик плавает

 

4. К весам подвешены два груза массой по 100г, имеющие разные объемы. Нарушится ли равновесие весов, если оба груза опустить в стаканы с водой?

 

Оборудование: Весы учебные без чашек, 2 сосуда с водой, гиря массой 100 г, груза массой по 100 г.

 

Ответ: Равновесие нарушится. Справа объем тела больше, чем слева, следовательно, и сила Архимеда больше.

 

5. К весам подвешены два груза одинаковой массы и объема. Нарушится ли равновесие весов, если один из грузов опустить в стакан с водой, а другой в стакан с растительным маслом (керосином или ацетоном)

 

Оборудование: весы учебные без чашек, сосуд с водой, сосуд с растительным маслом или керосином (ацетоном) 2 груза массой по 100г или цилиндра.

 

Ответ: Равновесие нарушится, т.к. плотность воды больше плотности масла, то и архимедова сила тоже больше.

 

Вывод: задачи № 3 и № 4 еще раз нам доказали, что

архимедова сила зависит от объема погруженной части тела и плотности жидкости;

чем больше объем погруженной части тела, тем больше архимедова сила;

чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

 

III. Решение задач

 

1. Решение экспериментальной задачи.

 

Оборудование. Стакан с водой, динамометр, мензурка, груз на нити. Определите объем груза.

 

– Какими способами можно определить объем тела?

С помощью мензурки

Измерить длину, ширину, высоту все перемножить (если тело имеет форму параллелепипеда)

По формуле V = m/ρ

C помощью отливного сосуда

С помощью архимедовой силы, если тело целиком погружено в воду.

 

Мы можем воспользоваться только последним способом, т.е. через архимедову силу.

 

– Как мы можем найти архимедову силу?

 

по формуле FA = ρжgVпч

опытным путем FА = Рвозд - Рж

 

Итак, нам необходимо найти вес тела в воздухе и вес тела в жидкости (воде).

 

Проведем измерения и запишем в дано (во время вычислений выдать мензурки).

 

 

Проверка результата.

Налить в мензурку 100мл воды.

Опустить груз в мензурку.

– На сколько делений поднялась вода? Чему равен объем тела? 25см3

– Какой получили ответ в задаче? При измерениях? Одинаковые.

 

2. Решение качественных задач.

№ 1. В каком порядке расположатся в одном сосуде три не смешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин, ртуть. Сделайте соответствующий рисунок. Как в этом сосуде расположатся три сплошных шарика: 1 пробковый, 2 парафиновый, 3 стальной. Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок.

 

Керосин 800 кг/м3

Вода 1000 кг/м3

Ртуть 13600 кг/м3       

Пробка 240 кг/м3

Парафин 900 кг/м3

Сталь 7800 кг/м3

 

№ 2. Мальчик, масса тела которого 40 кг, держится на воде. Та часть тела, которая находится над поверхностью воды, имеет объем 2 дм3. Определите объем всего тела мальчика.

 

 

№ 3. Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 30 кг, объем которого 0,012 м3.

 

Анализ задачи.

Какие силы действуют на тело, погруженное в жидкость? Куда они направлены?

Где находится камень?

Что можно сказать о силах тяжести и Архимеда в этом случае?

Что необходимо сделать с камнем?

Куда будет направлена сила, которую необходимо приложить к камню, для того чтобы его поднять?

Как же ее найти? Чему равна равнодействующая двух сил, направленных по одной в противоположные стороны?

Запись задачи.

Урок закончен. Спасибо за работу на уроке.          

 

Литература

 

1. Ерунова Л.И. Урок физики и его структура при комплексном решении задач обучения.- М: Просвещение, 1988.

2. Володарский В.Е., Янцев В.Н. Задачи и вопросы по Физике межпредметного содержания.

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

4. Тульгинский М.Е. Качественные задачи по физике в 6-7 классах. - М: Просвещение, 1976.

5. Александров Д.А., Швайченко И.М. Методика решения задач по физике в средней школе.

6. Ред. Знаменский П.А. Методика преподавания физики.

7. Розман Г.А. Избранное по методике преподавания физики в школе.


Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 732; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!