Методика проведения лабораторных и практических работ по физике

Введение

Учебным планом, рабочей программой по физике предусматривается  проведение практических и лабораторных занятий. В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта, регионального компонента и запросами работодателей к содержанию и уровню подготовки конструктор - модельер  должен обладать общими  компетенциями, включающими в себя способность:

понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;

принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;

осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности;

работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями;

брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий;

самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации;

ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Федеральный государственный образовательный стандарт предусматривает так же формирование профессиональных компетенций, соответствующих основным видам профессиональной деятельности:

выбирать рациональные способы технологии и технологические режимы;

составлять технологическую последовательность и схему труда;

вести документацию установленного образца;

организовывать работу коллектива;

осуществлять технический контроль качества.

Физика  изучает общие свойства окружающего нас материального мира.

Это фундаментальная наука: её понятия и законы лежат в основе не только любых разделов естествознания, но и дисциплин профессионального цикла.

В курсе  дисциплины «Физика» можно выделить материал, включающий профессионально значимые знания, которые могут быть применены при овладении конкретными специальностями, то есть в процессе изучения предметов общепрофессионального цикла, в производственном обучении.

Планирование лабораторных работ и практических занятий

Целью лабораторных и практических занятий является обучение, воспитание и развитие компетентной личности, способной вести самостоятельный поиск информации, выбирать методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество, применять полученные знания в практической деятельности.

При планировании  практических и лабораторных работ следует учитывать, что наряду с ведущей дидактической целью - подтверждением теоретических положений в ходе выполнения заданий у обучающихся формируются практические умения и навыки обращения с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты).

Состав заданий для лабораторной работы или практического занятия должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством обучающихся. Количество часов, отводимых на лабораторные работы и практические занятия, фиксируется в тематических планах примерных и рабочих учебных программ.

Например, рабочая программа по дисциплине «Физика» для специальности 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий» предусматривает следующий перечень лабораторных и практических работ.

Весь материал - в документе.

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования (ССУЗ)
«Магнитогорский технологический колледж»

Методика проведения

лабораторных и практических работ по физике

Методические рекомендации

г. Магнитогорск

2012 г.

Методика проведения лабораторных и практических работ по физике. Методические рекомендации.

Автор-составитель: Бахвалова О.В. – преподаватель физики ГБОУ СПО (ССУЗ) МТК

Рецензент: Черныш Г.А. - зам. директора по НМР ГБОУ СПО (ССУЗ) МТК.

Долгушин Д.М. кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики и МОФ

Методические рекомендации содержат описание дидактических целей, методов и средств обучения, организационных форм проведения, а также сравнительную характеристику лабораторных и практических занятий по дисциплине физика. В приложении представлены методические указания по выполнению лабораторных и практических работ по физике, которые могут быть использованы как преподавателями, так и обучающимися (студентами), как дидактическое средство учебного занятия.

Содержание:

1. Введение 4

2. Планирование лабораторных работ и практических занятий 5

3. Содержание лабораторных и практических занятий 8

4. Организация и проведение
   лабораторных работ и практических занятий 10

5. Приложение А 14

6. Приложение Б 20

7. Литература 26

Введение

Учебным планом, рабочей программой по физике предусматривается проведение практических и лабораторных занятий. В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта, регионального компонента и запросами работодателей к содержанию и уровню подготовки конструктор - модельер должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

• понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес;

• организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество;

• принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность;

• осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

• использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности;

• работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями;

• брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий;

• самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации;

• ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Федеральный государственный образовательный стандарт предусматривает так же формирование профессиональных компетенций, соответствующих основным видам профессиональной деятельности:

• выбирать рациональные способы технологии и технологические режимы;

• составлять технологическую последовательность и схему труда;

• вести документацию установленного образца;

• организовывать работу коллектива;

• осуществлять технический контроль качества.

Физика изучает общие свойства окружающего нас материального мира.

Это фундаментальная наука: её понятия и законы лежат в основе не только любых разделов естествознания, но и дисциплин профессионального цикла.

В курсе дисциплины «Физика» можно выделить материал, включающий профессионально значимые знания, которые могут быть применены при овладении конкретными специальностями, то есть в процессе изучения предметов общепрофессионального цикла, в производственном обучении.

Планирование лабораторных работ и практических занятий

Целью лабораторных и практических занятий является обучение, воспитание и развитие компетентной личности, способной вести самостоятельный поиск информации, выбирать методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество, применять полученные знания в практической деятельности.

При планировании практических и лабораторных работ следует учитывать, что наряду с ведущей дидактической целью - подтверждением теоретических положений в ходе выполнения заданий у обучающихся формируются практические умения и навыки обращения с различными приборами, установками, лабораторным оборудованием, аппаратурой, которые могут составлять часть профессиональной практической подготовки, а также исследовательские умения (наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, делать выводы и обобщения, самостоятельно вести исследование, оформлять результаты).

Состав заданий для лабораторной работы или практического занятия должен быть спланирован с расчетом, чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно большинством обучающихся. Количество часов, отводимых на лабораторные работы и практические занятия, фиксируется в тематических планах примерных и рабочих учебных программ.

Например, рабочая программа по дисциплине «Физика» для специальности 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий» предусматривает следующий перечень лабораторных и практических работ.

Перечень лабораторных работ и практических занятий в рабочих программах дисциплины, а также количество часов на их проведение могут отличаться от рекомендованных примерной программой, но при этом должны формировать уровень подготовки выпускника, определенный государственными требованиями по соответствующей специальности, а также дополнительными требованиями к уровню подготовки обучающихся, установленными самими образовательными учреждениями.

Содержание лабораторных и практических занятий

Содержание лабораторных и практических занятий должно обеспечить:

- обобщение, систематизацию, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам дисциплин математического и общего естественнонаучного, общепрофессионального и специального циклов;

- формирование умений применять полученные знания на практике, реализацию единства интеллектуальной и практической деятельности;

- развитие интеллектуальных умений у будущих специалистов: аналитических, проектировочных, конструктивных и др.;

- выработку при решении поставленных задач таких профессионально значимых качеств, как самостоятельность, ответственность, точность, творческая инициатива.

Ведущей дидактической целью практических занятий является формирование практических умений - профессиональных (выполнять определенные действия, операции, необходимые в последующем в профессиональной деятельности) или учебных (решать задачи по физике).

. В соответствии с ведущей дидактической целью содержанием практических занятий являются решение разного рода задач, в том числе профессиональных (анализ производственных ситуаций, решение ситуационных производственных задач, выполнение профессиональных функций в деловых играх и т.п.), выполнение вычислений, расчетов, чертежей, работа с измерительными приборами, оборудованием, аппаратурой, работа с нормативными документами, инструктивными материалами, справочниками, составление проектной, плановой и другой технической и специальной документации и др.

Например, для специальности 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий» можно провести практическую работу №6 «Решение задач по теме «Электростатика»» , в которой будут предложены задачи на электризацию с учетом физических свойств тканей, волокон.

Пример 1. Объясните, почему к бархату очень хорошо прилипают соринки?

Пример 2. Нити прилипают к гребням чесальных машин, применяющихся в текстильной промышленности, и при этом часто путаются и рвутся. Объясните, с какой целью в этих цехах создают повышенную влажность воздуха?

А в практической работе №3 «Решение задач по теме « Механические колебания и волны»» можно использовать следующие расчетные задачи:

Пример 1. Рассчитайте период колебаний иглы, если вал электрической швейной машины вращается с частотой 920 об./мин. За один оборот вала игла совершает одно вынужденное колебание.

Пример 2. Игла швейной машинки совершает гармонические колебания по закону Χ= 20 ѕіn πt Определите амплитуду, период колебания и частоту колебания иглы. (Приложение Б)

Ведущей дидактической целью лабораторных работ является экспериментальное подтверждение и проверка существенных теоретических положений (законов, зависимостей).

В соответствии с ведущей дидактической целью содержанием лабораторных работ могут быть экспериментальная проверка формул, методик расчета, установление и подтверждение закономерностей, ознакомление с методиками проведения экспериментов, установление свойств веществ, их качественных и количественных характеристик, наблюдение развития явлений, процессов и др.

Например, в лабораторной работе №8 «Проверка закона Ома для участка цепи» необходимо через эксперимент доказать справедливость закона Ома. Выполняя, данную работу обучающиеся чертят электрические цепи, собирают их, рассчитывают сопротивление каждого потребителя тока и их последовательного соединения.

А в лабораторной работе №4 «Исследование зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити» обучающиеся анализируют, сравнивают зависимость периода колебания математического маятника от длины нити и, пользуясь формулами, вычисляют период его колебания. (Приложение А)

При выборе содержания и объема практических и лабораторных работ следует исходить из сложности учебного материала для усвоения, из внутрипредметных и межпредметных связей, из значимости изучаемых теоретических положений для предстоящей профессиональной деятельности, из того, какое место занимает конкретная работа в совокупности лабораторных работ и их значимости для формирования целостного представления о содержании учебной дисциплины.

Организация и проведение
лабораторных работ и практических занятий

Лабораторная работа как вид учебного занятия проводится в специально оборудованных учебных лабораториях. Продолжительность - не менее 2-х академических часов. Необходимыми структурными элементами лабораторной работы, помимо самостоятельной деятельности обучающихся, являются инструктаж, проводимый преподавателем, а также организация обсуждения итогов выполнения лабораторной работы.

Выполнению лабораторных работ и практических занятий предшествует проверка знаний обучающихся - их теоретической готовности к выполнению задания.

По каждой лабораторной работе и практическому занятию разрабатываются и утверждаются методические указания по их проведению.(Приложение А,Б)

Благодаря лабораторным работам обучающиеся лучше усваивают программный материал, т.к. в процессе выполнения лабораторных работ многие расчеты и формулы, казавшиеся отвлеченными, становятся вполне конкретными, при этом выявляется множество таких деталей, о которых обучающиеся раньше не имели никакого представления, а между тем они содействуют уяснению сложных вопросов науки.

Словом, соприкосновение теории и опыта, происходящее при выполнении лабораторных работ, не только содействуют усвоению учебного материала, но и развивает определенным образом мышление, придавая ему активный характер.

Лабораторные работы по разным учебным дисциплинам имеют различное назначение и различный характер. Особенности их постановки могут быть учтены только при разработке методик преподавания соответствующих дисциплин, методик руководства проведением лабораторных работ.

Большое значение имеет правильная организация лабораторных работ, причем успех дела нередко зависит от выработавшейся в образовательном учреждении системы организации, установившихся требований и положительных учебных традиций, которые обычно присутствуют в лабораторных работах.

Сама обстановка занятий должна организующее действовать на обучающихся и вызывать у них желание творчески работать.

Лабораторные работы могут выполняться после прохождения всего теоретического курса (последовательный метод) или одновременно с его изучением (параллельный метод). Организационно они могут быть фронтальными (когда все обучающиеся выполняют одну и ту же работу) или групповыми (когда обучающиеся разделены на небольшие группы из 2-5 человек, выполняющие разные работы). Для выбора метода и организационных форм проведения лабораторных работ следует провести всесторонний анализ их достоинств с учетом конкретных возможностей учебного заведения.

Практическое занятие проводится в учебных кабинетах или специально оборудованных помещениях. Продолжительность занятия - не менее 2-х академических часов. Необходимыми структурными элементами практического занятия, помимо самостоятельной деятельности обучающихся, являются инструктаж, проводимый преподавателем, а также анализ и оценка выполненных работ и степени овладения обучающимися запланированными умениями.

Лабораторные работы и практические занятия могут носить репродуктивный, частично-поисковый и поисковый характер.

Работы, носящие репродуктивный характер, отличаются тем, что при их проведении обучающиеся пользуются подробными инструкциями, в которых указаны: цель работы, пояснения (теория, основные характеристики), оборудование, аппаратура, материалы и их характеристики, порядок выполнения работы, таблицы, выводы (без формулировки), контрольные вопросы, учебная и специальная литература.

Работы, носящие частично-поисковый характер, отличаются тем, что при их проведении обучающиеся не пользуются подробными инструкциями, им не дан порядок выполнения необходимых действий, и требуют от обучающихся самостоятельного подбора оборудования, выбора способов выполнения работы в инструктивной и справочной литературе и др.

Работы, носящие поисковый характер, характеризуются тем, что обучающиеся должны решить новую для них проблему, опираясь на имеющиеся у них теоретические знания.

При планировании лабораторных работ и практических занятий необходимо находить оптимальное соотношение репродуктивных, частично-поисковых и поисковых работ, чтобы обеспечить высокий уровень интеллектуальной деятельности.

Наряду с формированием умений и навыков в процессе практических занятий обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, вырабатывается способность и готовность использовать теоретические знания на практике, развиваются интеллектуальные умения.

Главная функция практических занятий - организация и проведение обработки учебного материала и формирование у обучающихся умений и навыков по их применению на практике, самостоятельного их приобретения и углубления.

Формы организации практических занятий по физике:

- семинар;

• консультация;

• индивидуальные занятия;

• ролевая игра;

• практикум по решению задач.

Формы организации обучающихся на лабораторных работах и практических занятиях: фронтальная, групповая, индивидуальная.

При фронтальной форме организации занятий все обучающиеся выполняют одновременно одну и ту же работу.

При групповой форме организации занятий одна и та же работа выполняется бригадами по 2-5 человек.

При индивидуальной форме организации занятий каждый обучающийся выполняет индивидуальное задание.

Итоги лабораторно-практической работы подводятся на заключительном инструктировании, когда каждый обучающийся представляет преподавателю сделанные в ходе работы записи и расчеты.

При подведении итогов лабораторно-практических работ исследовательского характера преподаватель вместе с обучающимися анализирует результаты экспериментов, подводит учащихся к обоснованию закономерностей экспериментов, формулировке выводов, обоснованию закономерностей, которые они записывают в отчет о проведенной работе, с приведением необходимых схем, описанием порядка разборки, сборки, наладки, регулировки, результатов измерений, расчетов. Окончательная оценка за лабораторно-практическую работу выставляется с учетом качества ее выполнения обучающимися и представленного отчета.

Преподаватель при проведении лабораторно-практических занятий должен соблюдать требования по технике безопасности и пожарной безопасности и рекомендовать обучающимся строго выполнять эти предписания.

Например, при проведении лабораторной работы №8 «Проверка закона Ома для участка цепи» необходимо напомнить обучающимся следующие правила:

• Точно выполнять все указания учителя (преподавателя) при проведении лабораторной работ, без eгo разрешения не выполнять самостоятельно никаких работ.

• При сборке электрической схемы использовать провода с наконечниками, без видимых повреждений изоляции, избегать пересечений проводов.

• Собранную электрическую схему включать под напряжение только после проверки ее учителем (преподавателем) или лаборантом.

• Не прикасаться к находящимся под напряжением элементам электрической цепи, к корпусам стационарного электрооборудования, к зажимам конденсаторов, не производить переключений в цепях до отключения источника тока.

• Не допускать предельных нагрузок измерительных приборов.

• Не оставлять без надзора невыключенные электрические устройства и приборы.

Обучающиеся могут приступить к выполнению лабораторно работы только после проведенного инструктажа.

В соответствии с Правилами для оказания первой помощи кабинет физики должен быть укомплектован медицинской аптечкой с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств, а также адресом и телефоном ближайшего медицинского учреждения.

Основными качественными показателями проведения лабораторных работ и практических

занятий по физике выступают:

• эффективность использования времени, отводимого на лабораторные работы и практические занятия;

• подбор дополнительных задач и заданий для обучающихся, работающих в более быстром темпе;

• подчинение методики проведения лабораторных работ и практических занятий ведущим дидактическим целям с соответствующими установками для обучающихся;

• использование в практике преподавания поисковых лабораторных работ, построенных на проблемной основе;

• применение коллективных и групповых форм работы, максимальное использование индивидуальных форм с целью повышения ответственности каждого обучающегося за самостоятельное выполнение полного объема работ.

Приложение А

Специальность 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий»

Дисциплина «Физика»

Лабораторная работа №8

Проверка закона Ома для участка цепи

Цель работы: экспериментально проверить справедливость закона Ома для участка цепи.

Выполнив данную работу, Вы сможете:

- чертить схемы электрических цепей, собирать их, правильно подключать измерительные приборы, рассчитывать цену деления измерительных приборов и сопротивление проводников.

Приборы и материалы:

Таблица №1

Внимание! При проведении лабораторной работы будьте осторожны, соблюдайте правила техники безопасности при работе с электрооборудованием.

Прежде чем приступить к работе, ответьте на вопросы:

1. Объясните физический смысл сопротивления.

2. Назовите, какие элементы электрической цепи должны присутствовать обязательно .

3.Назовите правила нахождения цены деления измерительных приборов.

3. Назовите правила подключения амперметра в цепь.

4. Назовите правила подключения вольтметра в цепь.

Порядок выполнения работы.

I часть- измерения:

1. Определите и запишите цену деления амперметра и вольтметра.

2. Начертите схему электрической цепи, в которую входят последовательно: источник тока, лампочка, резистор, ключ, амперметр, реостат и соединительные провода.

3.Изобразите на схеме подключение вольтметра к лампочке.

4. Соберите электрическую цепь по схеме.

5. Показания приборов запишите в таблицу №2

6.Начертите схему электрической цепи с включением всех потребителей тока и амперметра.

7. Изобразите на схеме подключение вольтметра к резистору.

8. Соберите электрическую цепь по схеме.

9. Показания приборов запишите в таблицу №2

10. Начертите схему электрической цепи с включением всех потребителей тока и амперметра.

11. Изобразите на схеме подключение вольтметра к лампочке и резистору вместе.

12. Показания приборов запишите в таблицу №2

Таблица №2

II часть- вычисления:

13. Используя формулу закона Ома для участка цепи , вычислите сопротивление проводников.

I=U/R

14.Сравните полученные значения сопротивлений.

15.Сделайте вывод.

16. Ответьте на контрольные вопросы теста для самоконтроля.

17. Сравните свои ответы с эталонами ответов.

Тест для самоконтроля

1. Перечислите обязательные элементы электрической цепи.

2. Назовите фамилию ученого, открывшего зависимость силы тока от сопротивления проводника.

3. Выберите из предложенных утверждений верное

1. Только лампочка, обладает сопротивлением

2. Только резистор, обладает сопротивлением

3. Только реостат, обладает сопротивлением

4. Все элементы цепи обладают сопротивлением

4. Выберите правильный ответ

Силой тока называется … …

1. величина, показывающая силовое воздействие;

2. величина, показывающая величину заряда, перенесенного в единицу времени;

3. величина, характеризующая электрические свойства материала.

5. Продолжите предложение

Электрическим током называется… …

6. Выберите правильный ответ и продолжите предложение

Для существования тока в цепи необходимо…

1. только наличие свободных заряженных частиц;

2. только электрическое поле, обладающее электродвижущей силой;

3. наличие свободных заряженных частиц и электрического поля, обладающего электродвижущей силой.

7. Укажите соответствие между электрическими приборами и их обозначениями .

Эталоны ответов.

1.Источник тока, соединительные провода, ключ, потребители тока.

2. Георг Ом

3. Все элементы цепи обладают сопротивлением

4. Силой тока называется величина, показывающая величину заряда, перенесенного в единицу времени

5. Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц

6. Для существования тока в цепи необходимо

наличие свободных заряженных частиц и электрического поля, обладающего электродвижущей силой

7. Укажите соответствие между электрическими приборами и их обозначениями

Специальность 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий»

Дисциплина «Физика»

Лабораторная работа №4

Исследование зависимости периода колебаний математического маятника от длины нити

Цель работы: исследовать зависимость периода колебаний математического маятника от длины нити.

Выполнив данную работу, Вы сможете:

-вычислять период колебания математического маятника, используя результаты измерений.

Приборы и материалы:

Таблица №1

Внимание! При проведении лабораторной работы будьте осторожны, соблюдайте правила техники безопасности

Прежде чем приступить к работе, ответьте на вопросы:

1. Назовите виды механических колебаний.

2. Назовите, какие элементы входят в колебательные системы: математический маятник и пружинный маятник.

3.Сформулируйте определение понятию «период колебания».

4. Назовите, какой буквой обозначается и в каких единицах измеряется период колебания.

Порядок выполнения работы.

I часть- измерения:

1. Установите на краю стола штатив, к муфте подвесить шарик на нерастяжимой нити. Шарик должен висеть на расстоянии 5-10 см от пола.

2.Измерте длину нити и полученное значение запишите в таблицу №2

3. Отклоните шарик от положения равновесия на 5-8 см и отпустите его.

4.Посчитайте число полных колебаний совершённых за 1 минуту. Помните, что полным колебанием считается, когда тело вернется в исходное положение.

5. Полученное значение внесите в таблицу №2.

6.Измените длину нити.

7.Отклоните шарик от положения равновесия на 5-8 см и отпустите его.

4.Посчитайте число полных колебаний совершённых за 1 минуту

8. Полученные значение внесите в таблицу №2

II часть- вычисления

9. Рассчитайте период колебания для каждого случая по формулам:

Τ= t ⁄ Ν, t- время колебаний, Ν- число колебаний.

Τ=2π , где ℓ- длина нити, q- ускорение свободного падения.

Таблица №2

10.Сравните полученные значения периода.

11.Сделайте вывод.

12. Ответьте на контрольные вопросы теста для самоконтроля.

13. Сравните свои ответы с эталонами ответов.

Тест для самоконтроля

1. Перечислите характеристики гармонических колебаний.

2. Назовите фамилию ученого, открывшего формулу для вычисления периода математического и пружинного маятника.

3. Выберите из предложенных утверждений верное

Свободными колебаниями являются

1. колебание качелей

2. движение мяча, падающего на землю

3. движение иглы швейной машины

4. Выберите правильный ответ и продолжите предложение

Частотой колебания называется … …

1. величина, равная отношению времени колебания к числу колебаний;

2. величина, равная отношению числа колебаний ко времени колебания;

3. величина, равная половине периода.

5. Продолжите предложение

Периодом называется… …

6. Выберите правильный ответ

За 2с маятник совершил 8 колебаний, значит период колебаний

1. 4с;

2. 16с;

3. 0,25с.

7. Укажите соответствие между физическими величинами и их формулами вычисления .

Эталоны ответов:

1. Амплитуда, собственная частота, период, циклическая частота, фаза колебаний.

2.Томсон

3. Свободными колебаниями являются колебание качелей

4. Частотой колебания называется величина, равная отношению числа колебаний ко времени колебания

5. Периодом называется величина, равная отношению времени колебания к числу колебаний

6. 0,25с.

7. Укажите соответствие между физическими величинами и их формулами вычисления:

Приложение Б

Специальность 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий»

Дисциплина «Физика»

Практическая работа №3 «Решение задач по теме « Механические колебания и волны»»

Цель работы: применить формулы для нахождения характеристик гармонических механических колебаний, объяснять качественные задачи, основываясь на закономерностях волновых и колебательных движений.

Выполнив данную работу, Вы сможете:

- решать расчетные и качественные задачи по теме « Механические колебания и волны»

Прежде чем приступить к работе, ответьте письменно на вопросы:

1вариант

1.Сформулируйте определение понятия «механические колебания».

2.Перечислите характеристики гармонических колебаний.

3. Запишите обозначение и единицы измерения периода, скорости, амплитуды смещения тела.

4. Запишите формулы вычисления циклической частоты, длины волны. (Формулы расписать).

2 вариант

1. Сформулируйте определение понятия «механическая волна».

2. Назовите, от каких величин зависит период математического маятника. .

3. Запишите обозначение и единицы измерения частоты , длины волны, циклической частоты.

4. Запишите формулы вычисления частоты, формулу Томсона для пружинного маятника. (Формулы расписать).

Приведём общий алгоритм решения расчётной задачи по физике.

1. Прочитайте текст физической расчётной задачи.

2. Запишите кратко условие и требование задачи с помощью общепринятых условных обозначений.

3. Проверить все ли физические величины приведены в систему единиц.

4. выполнить четкий, понятный рисунок, не загромождая его лишними, не принципиальными деталями; если задача может быть решена без рисунка, его делать не следует (в целях экономии времени).

5. Составьте физические формулы, уравнения в соответствии с содержанием расчётной задачи и её требованиям.

6. Составьте рациональный план решения задачи

7. Продумайте, какие дополнительные данные можно извлечь из формул, уравнений для реализации требований задачи.

8. Произведите все необходимые в данной задаче действия с заданной математической точностью.

9. Запишите полученный ответ.

Пример решения задачи: Вычислите массу груза подвешенного на пружине жесткостью 250 Н/м, если он совершает 20 колебаний за 16 с.

Анализ условия. Количественная сторона задачи - дано время 16с и число колебаний 20. Коэффициент жесткости пружины 250 Н\м. Вычислить массу груза. Качественная сторона задачи – пружинный маятник совершает колебания.

Алгоритм решения:

• Пружинный маятник совершает колебания с определенной частотой и периодом

• Зная период колебания пружинного маятника (Формулу Томсона) можно выразить массу груза.

Дано: Решение:

Решите следующие задачи самостоятельно.

1 вариант.

1. Рассчитайте период колебаний иглы, если вал электрической швейной машины вращается с частотой 920 об./мин. За один оборот вала игла совершает одно вынужденное колебание.

2.Игла швейной машинки совершает гармонические колебания по закону Χ= 20 ѕіn πt . Определите амплитуду, период колебания и частоту.

3.Вычислите частоту свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 200 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой 2 кН/м.

4.Вычислите длину ультразвукового генератора в алюминии, если частота ультразвука равна 3 М Гц, а скорость в алюминии 5,1 10³ м/с

2 вариант.

1. Вычислите частоту колебания иглы швейной машинки, совершавшей 30 полных колебаний за 60 с.

2.Игла швейной машинки совершает гармонические колебания по закону Χ= 100 ѕіn 2πt . Определите амплитуду, период колебания и частоту.

3.Вычислите период свободных колебаний тела на пружине, если тело массой 500 г. совершает колебания на пружине , жесткость которой 5 кН/м.

4.Вычислите длину инфразвука в воздухе, если скорость звука в воздухе равна 340 м/с

Приведём общий алгоритм решения качественной задачи по физике

1. Прочитайте текст физической задачи.

2. Проанализируй условие задачи.

3. Выпиши перечень явлений, о которых идет речь в задаче и их взаимосвязи.

4. Запиши основные теоретические положения, необходимые для решения задачи (качественная сторона задачи).

5. Проанализируй и сделай сравнения характеристик явлений.

6. Сделай вывод.

Пример решения задачи: Объясните, кто в полете машет крыльями чаще: муха или комар?

Анализ условия. Качественная сторона задачи – во время движения насекомые совершают колебательные движения крыльями, тем самым создавая звуковую волну. Чем выше частота колебаний, тем выше звук. Значит, комар чаще машет крыльями.

Решите следующие задачи самостоятельно.

1 вариант.

5.Объясните, почему при проведении влажным пальцем по стеклу получается звук.

6.Объясните на какую величину - частоту или длину волны реагирует человеческое ухо.

2 вариант.

5.Объясните, почему звуковые волны распространяются быстрее в соленой воде, чем в пресной.

6.Объяните, в какой машине меньше трясет - в пустой или нагруженной.

Специальность 262019 «Конструирование, моделирование и технология швейных изделий»

Дисциплина «Физика»

Практическая работа №9 «Решение задач по теме « Электромагнитные колебания»»

Цель работы: применить формулы для нахождения характеристик гармонических электромагнитных колебаний, переменного тока, решать графические задачи, основываясь на закономерностях колебательных движений.

Выполнив данную работу, Вы сможете:

- решать расчетные и графические задачи по теме « Электромагнитные колебания »

Прежде чем приступить к работе, ответьте письменно на вопросы:

1 вариант

1. Сформулируйте определение понятия «электромагнитные колебания»

2. Сформулируйте определение понятия «свободные колебания»

3. Сформулируйте определение понятия «затухающие колебания»

4. Запишите обозначение, единицы измерения периода колебаний, амплитуды электрического заряда

5. Каким выражением определяется период электромагнитных колебаний в контуре, состоящем из конденсатора емкости С и катушки индуктивностью L? Укажите все правильные ответы.

А.

Б. 2

В.

2 вариант

1. Сформулируйте определение понятия «колебательный контур»

2. Сформулируйте определение понятия «вынужденные колебания»

3. Сформулируйте определение понятия «гармонические колебания»

4. Запишите обозначение, единицы измерения циклической частоты, амплитуды силы тока

5. Каким выражением определяется часота электромагнитных колебаний в контуре, состоящем из конденсатора емкости С и катушки индуктивностью L? Укажите все правильные ответы.

А. 1/

Б. 1/2

В.

Приведём общий алгоритм решения расчётной задачи по физике.

1. Прочитайте текст физической расчётной задачи.

2. Запишите кратко условие и требование задачи с помощью общепринятых условных обозначений.

3. Проверить все ли физические величины приведены в систему единиц.

4. выполнить четкий, понятный рисунок, не загромождая его лишними, не принципиальными деталями; если задача может быть решена без рисунка, его делать не следует (в целях экономии времени).

5. Составьте физические формулы, уравнения в соответствии с содержанием расчётной задачи и её требованиям.

6. Составьте рациональный план решения задачи

7. Продумайте, какие дополнительные данные можно извлечь из формул, уравнений для реализации требований задачи.

8. Произведите все необходимые в данной задаче действия с заданной математической точностью.

9. Запишите полученный ответ.

Пример решения задачи: Вычислите индуктивность катушки, чтобы получить электрические колебания частотой 10 кГц, если колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью 0,1 мкФ

Анализ условия. Количественная сторона задачи – электроемкость конденсатора 0,1 мкФ, частота электромагнитных колебаний 10 кГц. Вычислить индуктивность катушки. Качественная сторона задачи – в колебательном контуре совершаются электромагнитные колебания.

Алгоритм решения:

• В колебательном контуре совершаются колебания с определенной частотой и периодом

• Зная период колебания (Формулу Томсона) можно выразить индуктивность катушки.

Дано: Решение:

Пример решения задачи: по графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду напряжения и период колебания. Запишите уравнение мгновенного значения напряжения. Качественная сторона задачи- переменный электрический ток, напряжение меняется по гармоническому закону.

Анализ условия. Количественная сторона задачи- амплитуда напряжения90 В,

время одного колебания(период)-0,02с. Составить уравнение мгновенного значения напряжения.

Алгоритм решения:

• Чтобы составить уравнение мгновенного значения напряжения, необходимо знать амплитудное значение напряжения и циклическую частоту.

• Амплитудное значение мы возьмем из графика.

• Зная, период колебания мы найдем циклическую частоту.

Решите следующие задачи самостоятельно.

1 вариант.

1.Вычислить период и частоту колебаний в контуре, емкость конденсатора в котором 7,47_·10^-10 Ф, индуктивность катушки 9,41·10^-4 Гн.

2. Значение силы переменного тока, измеренное в амперах, задано уравнением Укажите все правильные утверждения.

А. Амплитуда силы тока 0,1А.

Б. Период равен 100с.

В. Частота равна 50Гц.

3. Значение силы тока, измеренное в амперах, задано уравнением i=0.28 sin 50t, где t выражено в секундах. Определите амплитуду силы тока, частоту и период.

4. Вычислите индуктивность катушки колебательного контура, если емкость конденсатора равна 5мкФ, а период колебаний 0,001с.

5. Запишите уравнение мгновенного значения силы тока. По графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду силы тока и период колебания.

2 вариант.

1.Вычислить циклическую частоту колебаний в контуре, емкость конденсатора в котором 510^-10 Ф, индуктивность катушки 30·10^-4 Гн.

2. Значение силы переменного тока, измеренное в амперах, задано уравнением Укажите все правильные утверждения.

А. Амплитуда силы тока 100А.

Б. Частота равна 50Гц

В.. Период равен 0,04с.

3. Значение напряжения, измеренное в вольтах, задано уравнением u=120 sin 40t где t выражено в секундах. Определите амплитуду напряжения, частоту и период.

4. Вычислите емкость конденсатора колебательного контура, если индуктивность катушки равна 5·10 ^-4Гн, а период колебаний 1с.

5. Запишите уравнение мгновенного значения электрического заряда. По графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду электрического заряда и период колебания.

Литература.

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. «Физика10-11». М.Просвещение,2012г.

2. Буров В.А., Никифоров Г.Г. «Фронтальные лабораторные занятия по физике» М.Просвещение, 1996г.

3. Буров В.А., Иванов А.И., Свиридов В.И. «Фронтальные экспериментальные задания по физике»,10-11класс, М.Просвещение, 1999г.

4. Рымкевич А.П. «Сборник задач 10-11класс» – М.Дрофа, 2009г.

5. Степанова Г.Н. «Сборник задач по физике»,10-11 класс -М.Просвещение, 1996г.

6. Кирик Л.А. «Физика. 10-11 класс. Самостоятельные и контрольные работы» 2008г.

7. Разумовский В.Г. «Урок физики в современной школе» М. –1996г.

8. Сборник тестовых заданий для тематического и итогового контроля. Физика 10 класс / Коноплич Р.В., Орлов В. А., Добродеев Н.А., Татур А. О. – М.: «Интеллект – Центр», 2002

9. Физика. 10 класс: дидактические материалы /А.Е. Марон, е. А. Марон. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2007. – 156, ил.

10. Физика. 11 класс: дидактические материалы /А.Е. Марон, е. А. Марон. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2007. – 143, ил.

11. Сауров Ю. А. Физика в 10 классе: Модели уроков: Книга для учителя. – М.: Просвещение, 2005. - 256 с.: ил.

12. Сауров Ю. А. Физика в 11 классе: Модели уроков: Книга для учителя. – М.: Просвещение, 2005. - 271 с.: ил.