- Преподавателю
- Физика
- Решение экспериментальных задач
Решение экспериментальных задач
Раздел | Физика |
Класс | 10 класс |
Тип | Другие методич. материалы |
Автор | Кошкин С.П. |
Дата | 02.04.2015 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
Решение экспериментальных задач в курсе физики.
Обучение ведется для того, чтобы «научившийся» мог применять свои знания на практике. Поэтому важнейшим элементом обучения является практическое использование тех приборов и методов измерений, которые уже изучены школьниками.
Традиционно при изучении физики эксперименты разделяются на две большие группы: демонстрационные эксперименты, выполняемые обычно учителем, и практические (экспериментальные) работы, выполняемые школьниками самостоятельно.
Практические самостоятельные экспериментальные работы могут быть разделены на группы по назначению.
-
Качественные эксперименты: соберите - включите - посмотрите - зарисуйте - сделайте вывод. Такие эксперименты нужны для непосредственного ознакомления с физическими явлениями.
-
Количественные эксперименты: соберите - измерьте - вычислите - постройте график - запишите результат в тетрадь. Этот тип экспериментов предназначен для выработки навыков применения простейших измерительных приборов и оформления экспериментальных работ.
-
Творческие эксперименты: дан некий набор оборудования, которое можно использовать в эксперименте, дан объект исследования, сформулирована конечная цель, однако не даны четкие однозначные инструкции, следуя которым можно было бы добраться до конечной цели.
Творческие экспериментальные работы «заставляют» учеников самостоятельно искать пути, ведущие к конечному результату, разрабатывать план действий, учитывать возможности предоставленных приборов и оборудования и добиваться получения максимально возможной точности не за счет высокой точности приборов, а за счет того, что выбран оптимальный метод измерения
Такие работы позволяют ученикам реализовывать и развивать свои творческие способности, которые в других видах учебной деятельности используются в малой степени.
Задача 1.
Определите массу пластилинового шарика
Приборы и материалы: стальной и пластилиновый шарики (d=20-30 мм) масса стального шарика 50 г., нити, штатив со стержнем, транспортир, линейка, ρпласт =1,2 г/см3
Решение:
Задача 2.
Определите процентное содержание снега в воде в начале опыта
Приборы и материалы: калориметр, термометр, мензурка, сосуд с комнатной водой, смесь снега с водой, калориметрическое тело.
Решение:
В калориметр со смесью наливают столько воды, чтобы весь снег растаял, но температура воды была равна t1 =00С
m1 -масса снега
m2 -масса воды в снеге
m3 - масса влитой воды
t2 - температура влитой воды
k- искомое % -ое отношение снега в воде
m1 +m2 - можно определить, перелив всю воду из калориметра м измерительный цилиндр и измерить полную массу воды m
m= m1 +m2 +m3 , то m1 +m2 = m -m3
Задача 3.
Определите массу небольшого стального бруска
Приборы и материалы: спиртовка, банка с водой, калориметр, термометр,
мензурка.
Решение: Необходимо нагреть брусок до 1000С в банке с водой, поставленной на спиртовку. После этого брусок переместить в калориметр, куда предварительно налито определенное, отмеренное мензуркой, количество воды.
m1-масса бруска;
m2 -масса налитой воды в калориметр;
m3 - масса калориметра;
с1, с2, с3 удельные теплоемкости стали, воды и вещества, из которого изготовлен калориметр.
t1 и t - начальная и конечная температуры воды в калориметре
Задача 4.
Определите положение центра тяжести гладкой палки, не пользуясь никакими инструментами.
Решение: Положите палку горизонтально на ладони обеих рук, поставленных
ребром, и медленно сдвигайте руки, то они всегда сойдутся в центре тяжести
Объяснение: При сближении одной руки к центру тяжести давление на нее возрастает по сравнению с давлением на вторую руку. Так как одновременно с давлением увеличивается сила трения скольжения, то она превзойдет силу трения покоя м/у палкой и второй рукой, вследствие чего движение палки относительно первой руки прекратиться и начнется движение относительно второй. Таким образом, центр тяжести будет все время находится между ладонями и в конце концов будет ими «пойман».
Задача 5.
Трогаясь со станции, поезд некоторое время движется практически равноускоренно. Укажите способ определения величины ускорения в этот период.
Приборы и материалы: нить, стограммовая гирька и масштабная линейка.
Решение : Привяжем гирьку к нити и подвесим полученный маятник к потолку
Задача 6.
Имеется железный лист, прибитый к полу, легкий деревянный цилиндрический стержень (палка) и линейка
Разработайте способ определения коэффициента трения дерева о железо
Решение: При некотором угле наклона α палка начнет скользить по желобу.
Это произойдет в тот момент, когда горизонтальная составляющая силы F, станет больше максимальной силы трения покоя.
Задача 7.
Определите отношение плотностей двух заданных жидкостей
Приборы и материалы: два сосуда с разными жидкостями, рычаг-линейка, два груза одинаковой массы, штатив с муфтой и лапкой.
Решение:
метод сравнения плотностей разных жидкостей основан на зависимости силы Архимеда от плотности жидкости
1. Уравновесить грузы на рычаге;
2. Погрузить один из грузов в жидкость (рис а);
3. Уравновесить рычаг подбирая определенное соотношение плеч (2);
4. Погрузить тот же груз в другую жидкость(рис б);
5. Восстановить равновесие рычага изменением плеча одной из сил (3);
6. Используя соотношение (1) определить отношение плотностей двух заданных жидкостей.
Задача 8.
Определите плотность металла, находящегося в одном из двух кусков пластилина, если известно, что массы пластилина в обоих кусках одинаковы.
Приборы и материалы: исследуемые образцы, весы с разновесами, стакан с водой, штатив.
Решение:
ρм - плотность металла
Р1и Р2 - вес каждого из кусков в воде
Задача 9
Оценить время реакции экспериментатора при помощи деревянной школьной линейки длиной 30 см.
Решение:
Помощник держит линейку так, что она свисает вниз, причем нулевое деление, удобно иметь снизу. Экспериментатор держит большой и указательный палец правой руки так, что нижний конец линейки находиться между пальцами и ему легко схватить падающую линейку. Помощник неожиданно отпускает линейку, экспериментатор зажимает ее пальцами так быстро, как сумеет. Линейка успеет пролететь некоторое расстояние - его можно измерить по ее же делениям, удобно вначале держать пальцы напротив нулевого деления. По этому расстоянию определим время падения, считая движение линейки равноускоренным.