Пояснительная записка

Программа предназначена для учащихся 9 класса, выбирающих естественно-математический или технологический профиль.

Цель курса - создание условий для формирования и развития у обучающихся интеллектуальных и практических умений при выполнении экспериментальных задач; привитие интереса к проведению исследования явления; формирование умений самостоятельно приобретать и применять знания; развитие коммуникативных умений в совместном экспериментировании.

Содержание программы нацелено на формирование творческой личности, расширения представления учащихся о методах физического познания природы, формирования познавательного интереса к физике.

Актуальность данной программы обусловлена подготовкой учащихся к исследовательской деятельности, а также ее практической значимостью. Дети могут применить полученные знания и практический опыт при подготовке к районному учебно-исследовательскому конкурсу среди школьников.

В процессе обучения учащиеся приобретают умения:

- экспериментировать,

-выдвигать гипотезы,

-выполнять измерения,

-отбирать необходимые приборы,

-обсуждать результаты эксперимента,

-участвовать в дискуссии.

Перечисленные умения формируются на основе следующих знаний:

-метод познания (факты, гипотеза, эксперимент, следствия),

-роль эксперимента в познании,

-соотношение теории и эксперимента в познании,

-правила пользования измерительными приборами, дедуктивный вывод и его структура.

Учебно-тематический план

Содержание программы

Программа представляет собой набор экспериментальных задач повышенной сложности по разделам школьного курса физики основной школы. В данном элективном курсе отсутствуют лекционные занятия, учитель в ходе постановки задачи в сжатой форме представляет сведения по данной теме, дает информационные ссылки. Программа несет практическую направленность на самый важный вид учебной деятельности-экспериментирование. Усвоение школьниками этого вида деятельности позволит им овладеть современным физическим стилем мышления.

Программа курса рассчитана на 17 часов. Периодичность занятий 1 раз в неделю.

Введение (1 ч.)

Цели и задачи курса. Специфика работы экспериментатора. Инструктаж по технике безопасности.

Форма работы: фронтальная.

2. Методы обработки информации ( 2 ч.)

Способы сбора информации полученной в ходе эксперимента. Понятие абсолютной и относительной погрешностей измерения. Способы вычисления погрешностей.

Форма работы: индивидуальная.

3.Решение экспериментальных задач ( 13 ч.)

Решение задач предложенных в приложении, основанных на проведении физического эксперимента.

Форма работы: парная, фронтальная.

Примечание: приборы и принадлежности описаны в содержании задачи.

4. Итоговое занятие( 1 ч.)

Презентация и защита экспериментальных работ.

Приложения

Приложение 1.

К разделу 2.1 Методы обработки информации.

1. Как определять погрешности измерений

Выполнение лабораторных работ связано c измерением различных физических величин и последующей обработкой их резyльтатов.

Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем c помощью средств измерений.

Прямое измерение - определение значений физической величины непосредственно средствами измерения.

Косвенное измерение - определение значения физической величины по формуле, связывающей ее c другими физическими величинами, определяемыми прямыми измерениями.

Введем следующие обозначения:

A, B, C, ... - физические величины.

А_пр - приближенное значение физической величины, т. e. значение, полученное путем прямых или косвенных измерений.

А - абсолютная погрешность измерения физической величины.

ε - относительная погрешность измерения физической величины, равная:

_иА - абсолютная инструментальная погрешность, определяемая конструкцией прибора (погрешность средств измерения; см. табл. 1).

_оА - абсолютная погрешность отсчета (получающаяся от недостаточно точного отсчета показаний средств измерения), она равна в большинстве случаев половине цены деления; при измерении времени - цене деления секундомера или часов.

Максимальная абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешности отсчета при отсутствии других погрешностей:

А =∆_иА +∆_оА

Абсолютную погрешность измерения обычно округляют до одной значащей цифры (∆А 0,17 = 0, 2); численное значение результата измерений округляют так, чтобы его последняя цифра оказалась в том же разряде, что и цифра погрешности (А=10,332 10,3).

Результаты повторных измерений физической величины A, проведенных при одних и тех же контролируемых условиях и при использовании достаточно чувствительных и точных (с малыми погрешностями) средств измерения, отличаются друг от дрyга.

B этом случае А_пр находят как среднее арифметическое значение всех измерений, а А (ее в этом случае называют случайной погрешностью) определяют методами математической статистики.

Относительная погрешность косвенных измерений определяется так, как показано в таблице 2.

Абсолютная погрешность косвенных измерений определяется по формуле А = А_пр ( выражается десятичной дробью).

2. О классе точности электроизмерительньгк приборов.

Для определения абсолютной инструментальной погрешности прибора надо знать его класс точности. Класс точности _пр измерительного прибора показывает, сколько процентов составляет абсолютная инструментальная погрешность _иА от всей шкалы прибора (А_max):

_пр

Класс точности указывают на шкале прибора или в его паспорте (знак % при этом не пишется). Существуют следующие классы точности электроизмерительных приборов: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Зная класс точности прибора (_пр) и всю его шкалу (А_max), определяют абсолютную погрешность _иА измерения физической величины А этим прибором:

_иА=.

Таблица 1.

Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений

№ п/п

Средства измерений

Предел измерения

Цена деления

Абсолютная инструментальная погрешность

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Линейка ученическая

чертежная

инструментальная

(стальная)

демонстрационная

Лента измерительная

Измерительный цилиндр

Штангенциркуль

Микрометр

Динамометр учебный

Весы учебные

Секундомер

Барометр-анероид

Термометр лабораторный

Амперметр школьный

Вольтметр школьный

до 50 см

до 50 см

20 см

100 см

150 см

до 250 мм

150 мм

25 мм

4 Н

200 г

0-30 мин

720-780 мм рт. ст. 0-100 °С

2 A

6 B

1 мм

1 мм

1 мм

1 см

0,5 см

1 мл

0,1 мм

0,01мм

0,1 Н

-

0,2 c

1 мм рт. ст.

1 °С

0,1 A

0,2 B

±1 мм

±0,2 мм

±0,1 мм

±0,5 см

±0,5 см

±1 мл

±0,05 мм

±0,005 мм

±0,05 Н

±0,01 г

±1 c за 30 мин

±3 мм рт. ст

±1 °С

±0,05 A

±0,15 В

Таблица 2.

Формулы для нахождения относительной погрешности косвенных измерений.

Приложение 2.

К разделу 3 . Решение экспериментальных задач .

Первоначальные сведения о строении веществ.

Цель: Определение массы и плотности веществ у тел различной геометрической формы:

Оборудование: рычажные весы с набором гирь, измерительный цилиндр, линейка стальная, набор физических тел.

Указания к работе.

1.Проведите необходимые измерения и расчеты.

2. Запишите значение массы и плотности вещества, из которого изготовлены тела с учетом погрешности измерений.

3. Результаты измерений занесите в таблицу.

Тепловые явления.

1. Исследование теплообмена между горячей и холодной водой.

Цель: Определение массы холодной воды.

Оборудование: калориметр с горячей водой, массой 150 грамм, измерительный цилиндр, термометр лабораторный, емкость с холодной водой.

Указания к работе.

1. Используя данное оборудование определите массу холодной воды( теплообменом с окружающей средой пренебречь).

2. Запишите значение массы и температуры с учетом погрешности измерений.

3. Результаты измерений занесите в таблицу.

2. Определение КПД нагревателя.

Цель: Определение КПД нагревателя.

Оборудование: калориметр, измерительный цилиндр, термометр лабораторный, емкость с холодной водой, амперметр школьный, вольтметр школьный, секундомер, соединительные провода, нагревательный элемент, ключ.

Указания к работе.

1. Используя данное оборудование соберите установку для нагревания воды.

2. Проведите необходимые измерения.

3. Запишите значения измеряемых величин с учетом погрешности измерений.

4. Рассчитайте КПД нагревателя.

5.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

Механическое движение. Скорость. Инерция.

Экспериментальное определение средней скорости движения тела.

Цель: Расчет средней скорости движения шарика на заданном участке пути .

Оборудование: штатив лабораторный, желоб металлический, шарик, секундомер, лента измерительная. металлический цилиндр.

Указания к работе.

1. Используя часы измерьте промежуток времени, за которой шарик скатывается с верхней части желоба.

2. Проведя дополнительные измерения, рассчитайте время, за которое шарик пройдет первую половину пути.

3. Результаты расчетов проверьте экспериментально.

Сила. Измерение сил.

Исследование зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления.

Цель: Определение коэффициента трения скольжения.

Оборудование: динамометр школьный, деревянный брусок, набор грузов.

Указания к работе.

1. С помощью предложенного оборудования, исследуйте зависимость силы трения скольжения между бруском и поверхностью стола от силы давления, прижимающей брусок к столу.

2. Постройте график зависимости силы трения скольжения от силы давления.

3. Пользуясь полученным графиком, рассчитайте коэффициент трения скольжения.

Электрические явления .

1. Измерение сопротивления проволочного резистора.

Цель: измерить сопротивление проводника с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование: источник тока, проволочный резистор, амперметр, вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Указания к работе.

1. Соберите электрическую цепь по схеме:

2. Запишите показания приборов, с учетом погрешностей измерений.

3. Рассчитайте сопротивление проводника.

4. Установите зависимость сопротивления проводника от измеряемых величин.

5. Постройте вольт-амперную характеристику данного проводника.

2. Демонстрация явления электромагнитной индукции и изучение его закономерностей.

Цель: установить зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного поля.

Оборудование: электромагнит разборный, постоянный магнит, миллиамперметр, провода соединительные.

Указания к работе.

1. Соберите электрические цепи в соответствии с рисунками.

2.Выясните причины возникновения индукционного тока.

3.Определите, от чего зависит величина и направление индукционного тока.

4. Сформулируйте основные выводы данных экспериментов.

Оптические явления.

Измерение фокусного расстояния линзы.

Цель: измерить фокусное расстояние линзы и рассчитать её оптическую силу.

Оборудование: источник света (свеча), линза, экран с щелью, измерительная линейка.

Указания к работе.

1. Измерьте фокусное расстояние линзы.

2. Рассчитайте оптическую силу линзы.

3. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу, с учетом погрешностей измерений.

Список литературы

Литература для учителя

1. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Ч.1 и Ч.2 \под ред. А. А Покровского\, 3-е изд., М: Просвещение, 1978.

2. В.Н Ланге: «Экспериментальные задачи на смекалку». Наука.1985 г.

3. В. Н. Ланге: «Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи». Москва. Просвещение. 1967 г.

4. Я.И. Перельман: «Занимательная физика. Часть №1 и №2». Домодедово. ВАП. 1994 г.

5. О.В.Коршунова «Экспериментальная деятельность Волго-Вятского регионального научно-образовательного центра Российской Академии образования», выпуск 11,Киров, 2012 г.

6. О.В.Коршунова, О.Г.Селиванова «Урок в сельской школе в период подготовки к реализации ФГОС: проблемы, достижения, перспективы», под редакцией В.С.Данюшенкова, выпуск 13, Киров,2013 г.

7. В.С.Данюшенков, О,В.Коршунова, Г.Н.Христолюбова «Интегрированный лабораторный практикум естественнонаучного напрвления для сельской школы», Киров, 2004 г..

Литература для учащихся

1. А. В. Перышкин. Физика 8 класс. Дрофа. 2008 г.

2. В.Н Ланге: «Экспериментальные задачи на смекалку». Москва. Просвещение. 1976

3. Я.И. Перельман: «Занимательная физика. Часть №1 и №2». Домодедово. ВАП. 1994 г.

4. CD-ROM: «Лабораторные работы по физике. Виртуальная физическая лаборатория». Дрофа.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

основная общеобразовательная школа с.Мякиши

Верхошижемского района Кировской области

Утверждаю:

директор МКОУ ООШ с.Мякиши

Новокшонова Н.Г.

Приказ № ___от _________

Курс по выбору

"Экспериментальные задачи по физике"

9 класс

Автор-составитель:

Гонина Любовь Алексеевна

учитель физики

1 квалификационной категории

Мякиши

2013