Методические рекомендации для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы по физике

бюджетное  образовательное учреждение

Вологодской области

«Череповецкий лесомеханический техникум им. В.П. Чкалова»

Методические рекомендации для выполнения внеаудиторной

самостоятельной работы

 по дисциплине  «Физика»

автор Костылева И.В.

Пояснительная записка

Методические рекомендации для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы по дисциплине    «Физика» предназначены для студентов 1 курса  специальностей технического профиля: 35.02.02 Технология лесозаготовок

35.02.04  Технология комплексной переработки древесины

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

23.02.04 Техническая эксплуатация подъёмно-транспортных,  строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)

13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям).

Внеаудиторная самостоятельная работа выполняются студентами самостоятельно.

По результатам выполненной домашней лабораторной работы составляется отчет, включающий в себя номер работы, тему, цель, ход работы, результаты измерений и вычислений (таблица), вычисления и вывод.

По результатам отчета по домашней лабораторной работе выставляются оценки «зачет» или «незачет». В случае «незачет» студент устраняет ошибки и недочеты и сдает работу на повторную проверку.

В конце учебного года при выполнении всех домашних  лабораторных работ студент помещает их в подшивку вместе с аудиторными работами.

Содержание

№	Название лабораторной работы	Страницы
1 2 3 4 5	Внеаудиторные лабораторные работы Определение начальной скорости свободно падающего тела Измерение времени реакции с использованием линейки Наблюдение роста кристаллов из раствора Изучение закона радиоактивного распада Вопросы по теме «ультразвук и его применение в технике и в медицине» Литература	5 8 11 13 16

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.      Отводится рамка на расстоянии 5 мм сверху, справа и снизу, а слева отступается  20 мм от края листа (лицевая сторона), на оборотной стороне делается симметрично (слева – 5 мм, справа – 20 мм)

2.      Текст от рамки отступает сверху и снизу на 10 мм, а слева и справа – на 5 мм. Соблюдается  красная строка, отступая от рамки на 10 мм.

3.      Заголовок «ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА» пишется седьмым шрифтом (печатные буквы, высота 7 мм), знак № не ставится, а работы нумеруются и раскладываются в папке по порядку.

4.      Заголовки «Цель работы», «Порядок выполнения работы», «Оборудование», «Вычисления», «Вывод» пишутся печатными буквами высотой заглавная буква 7 мм, прописные – 5 мм по центру страницы.

5.      Переносы слов в заголовках не допускаются.

6.      Между заголовками оставляются интервалы 10 мм.

7.      Точки в конце предложения в заголовках не ставятся.

8.      Перед таблицей пишется «Результаты измерений и вычислений»,  слово «Таблица» записывается справа на странице в той же строке, а через 5 мм чертится таблица.

9.      Таблица ограничивается справа, слева, снизу. Между измерениями горизонтальные линии не проводятся.

10.   От таблицы отступается 10 мм, а затем записываются вычисления к работе с пояснениями. Единицы измерения проставляются у каждого числа, а так же в ответе.

11.   Все, что необходимо вычислить, записывается в отчете с пояснениями.

Внеаудиторные лабораторные работы

ВНЕАУДИТОРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Определение начальной скорости свободно падающего тела

Цель

Определить, какую скорость вы можете сообщить щелчком пальца небольшому кусочку стирательной резинки

Теоретическая часть работы

Движение резинки можно разбить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Движение по горизонтали – равномерное, поэтому горизонтальная составляющая скорости  во время движения не изменялась. Определить ее можно по формуле

,

 где t – время движения резинки, l – расстояние, пройденное резинкой горизонтально (рис. 1)

Движение по вертикали равноускоренное, а именно с ускорением g=9,8 м/с². Зная высоту падения h, из формулы  находим время t: . Следовательно, начальная скорость резинки равна

Оборудование

Стирательная резинка, измерительная лента, стол.

Ход работы

1.      Положите резинку на край стола и щелчком приведите ее в движение. Заметьте точку, в которую упала резинка. Измерьте высоту стола  (h) и расстояние, которое пролетела резинка (l).

2.      Вычислите скорость движения резинки по формуле 

3.      Повторите опыт пять раз, стараясь не нарушать условий опыта.

4.      Вычислите среднее значение скорости движения резинки.

Таблица         Результаты измерений и вычислений

№ опыта	Высота стола h,м	Расстояние, пройденное горизонтально l,м	Начальная скорость , м/с	Среднее значение скорости , м/с
1 2 3 4 5

Вычисления

1.      Скорость 

2.      Среднее значение скорости:

Вывод

1.       Что называется начальной скоростью движения тела?

2.       Какие тела можно назвать «свободно падающими»?

ВНЕАУДИТОРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

Измерение времени реакции с использованием линейки

Цель

повторить законы равноускоренного движения и на их основе экспериментально определить время реакции

Теоретическая часть работы

Что такое время реакции?

В энциклопедическом словаре дается следующее определение:

 - протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал.

Время реакции зависит от:

ü            Возраста

ü            Тренированности

ü            Самочувствия

Испытатель держит линейку в вертикальном положении за ее верхний край. Испытуемый держит руку на уровне 2-3 см от нижнего края или вблизи отметки «ноль». В какой-то момент испытатель отпускает линейку, а испытуемый пытается как можно быстрее поймать ее пальцами. Линейка свободно падает, т.к. на нее действует сила тяжести, то она сообщает линейке ускорение свободного падения g=9,8 м/с².

            Определив длину участка h между пальцами отметками, где держали линейку и где ее поймали, можно определить, сколько времени линейка падала. Остается связать путь и время при свободном падении.

               (1).

Определите время реакции своего друга (родственника).

Оборудование

Линейка длиной не менее 20 см

Ход работы

1.      Поднимите линейку таким образом, чтобы «0» приходился  на высоту плеча испытуемого. (Вы держите линейку за максимальное деление, испытуемый протягивает руку к «0», но не задерживает движение линейки)

2.      Отпустите линейку.

3.      Определите h (отметка, за которую испытуемый  поймал линейку)

4.      Вычислите время реакции.

5.      Выполните эксперимент 5 раз, запишите среднее значение времени реакции.

Таблица         Результаты измерений и вычислений

№ попытки	Длина участка свободного падения линейки, h, м	Время реакции t, с	Среднее значение времени реакции tср, с
1 2 3 4 5

Вычисления

1.      Время реакции     

t₁=

t₂=

t₃=

t₄=

t₅=

2.      Среднее значение реакции:

t_ср=

Вывод

1.      Запишите формулы равноускоренного движения и комментарии к ним.

ВНЕАУДИТОРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Наблюдение роста кристаллов из раствора

Цель

Научиться создавать кристаллы, пронаблюдать рост кристалла

Теоретическая часть работы

Существуют два простых способа выращивания кристаллов из раствора: охлаждение насыщенного раствора соли и его выпаривание. Первым этапом при любом из двух способов является приготовление насыщенного раствора. С появлением центров кристаллизации избыток вещества выделяется из раствора, Избыток вещества из раствора выпадает в виде кристаллов; количество кристаллов тем больше, чем больше центров кристаллизации в растворе. Центрами кристаллизации могут служить загрязнения на стенках посуды с раствором, пылинки, мелкие кристаллики Чтобы вырастить крупный кристалл, в тщательно отфильтрованный насыщенный раствор нужно внести кристаллик - затравку, заранее прикрепленный на волосе или тонкой леске, предварительно обработанной спиртом.

Можно вырастить кристалл без затравки. Для этого волос или леску обрабатывают спиртом и опускают в раствор так, чтобы конец висел свободно. На конце волоса или лески может начаться рост кристалла.

Если стакан с раствором прикрыть так, чтобы вода из раствора могла испаряться, то вскоре раствор станет пересыщенным и начнется рост кристалла. Во время роста кристалла стакан с раствором лучше всего держать в теплом сухом месте, где температура в течение суток остается постоянной. На выращивание крупного кристалла в зависимости от условий эксперимента может потребоваться от нескольких дней до нескольких недель.

Оборудование

поваренная соль, дистиллированная вода, воронка, деревянная шпажка, марля, стаканы, нитка (леска)

Ход работы

1.      Вымыть два стакана, простерилизовать их.

2.      Взять 200 г дистиллированной воды, растворить в ней 50 г поваренной соли (10 чайных ложек)

3.      Профильтровав, перелить раствор в другой стакан.

4.      На шпажку прикрепить нить, обработанную спиртом, так, чтобы нить не доставала до дна стакана (см. рисунок).

5.      Опустить нить в стакан с фильтрованным раствором.

6.      Пронаблюдать рост кристаллов в стакане.

7.      Полученные кристаллы сдать вместе с работой.

Вывод

1.      Перечислите основные свойства твердых тел.

ВНЕАУДИТОРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

Изучение закона радиоактивного распада

Цель

Экспериментальным путем доказать существование статистической основы радиоактивного распада

Теоретическая часть работы

Радиоактивный распад подчиняется закону ,

Где N-число нераспавшихся ядер в момент времени t,

N₀ – число ядер в начальный момент времени,

Т – период полураспада.

Согласно данному закону за любой интервал времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов (за период полураспада - половина атомов). Значит, с течением времени скорость полураспада нисколько не изменяется. Так, атомы радона возникающие при распаде радия имеют одинаковые шансы претерпеть радиоактивный распад как сражу же после своего образования, так и  спустя 10 минут после этого. Для радиоактивных ядер не существует понятия возраста, для них можно определить лишь  среднее время жизни. Конкретный смысл  имеют только утверждения  о поведении в среднем большой совокупности атомов, распадающихся за определенный интервал времени. Закон радиоактивного распада является статистическим.  Так как в этом законе рассматривается всего два события «распался» и «не распался», то при помощи любых равновероятных событий можно проверить его справедливость. Возьмем два равновероятных события – выпадение «орла» или «решки» - и проверим  закон радиоактивного распада с точки зрения статистики.

Оборудование

Коробок и монеты одного достоинства в количестве 30-50 штук

Ход работы

1.      Поместить в коробок монеты (30-50 штук), встряхнуть их и высыпать на стол с некоторой высоты.

2.      Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх («распавшиеся ядра»), положить в сторону, а остальные («нераспавшиеся») вновь поместить в коробок, встряхнуть и также высыпать.

3.       Убрать монеты, выпавшие тыльной стороной и опять  оставшиеся положить в коробок.

4.      Совершить 5 бросаний. По результатам опыта заполнить таблицу

5.      Построить график зависимости числа N монет, не выпавших тыльной стороной, от номера X выбрасывания. Соединить точки плавной кривой и сравнить полученную вероятностную кривую с данной кривой радиоактивного распада

Таблица          Результаты измерений и вычислений

Число бросков	1	2	3	4	5
Выпавшие «решкой» (N0) Выпавшие «орлом» (N)

Зависимость выпадения «орла» от числа бросков          График

Вывод

1.      Запишите формулу для радиоактивного распада.

2.      Сделайте вывод о том, соответствует ли график «зависимости выпадения «орлом» от числа бросков»  кривой радиоактивного распада.

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ «УЛЬТРАЗВУК И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНИКЕ И В МЕДИЦИНЕ»

1.      Звук какой частоты называется «ультразвуком»? Что обозначает приставка «ультра»?

2.      Перечислите способы получения ультразвука.

3.      Кем был открыт ультразвук или кто первым применил ультразвук?

4.      Какие животные используют ультразвук для общения?

5.      Какие животные используют ультразвук для ориентации в пространстве?

6.      Какие животные используют ультразвук для поиска пищи?

7.      Перечислите области  применения ультразвука в промышленности.

8.      Каким образом используется ультразвук для обнаружения косяков рыбы?  Дайте описание процесса.

9.      Ультразвук используется для обнаружения дефектов деталей. Каким образом?

10.  Ультразвук используется для перемешивания веществ. Зачем? Каким образом?

11.  Перечислите области медицины в которых используется ультразвук.

12.  Дайте описание процесса использования ультразвука в наиболее понравившемся вам медицинском разделе.

Литература

1.      Пинский     А.А., Граковский  Г.Ю. Физика: Учебник /Под общ. ред. Ю.И. Дика, Н.С. Пурышевой .- 2-е изд., испр. – М.:ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.

2.      Кабардин О.Ф. Физика: справочные материалы: учебное пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1991

3.      Кикоин И.К, Кикоин А.К. Физика: учебн. для 9 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1994

4.      Сборник экспериментальных заданий и практических работ по физике для 9-11 классов / О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов. – М.:Астрель, 2005.

5.      Справочное руководство по физике для поступающих в ВУЗы и самообразования. – М.: Наука, 1984

6.      Физика: руководство по проведению лабораторных работ для средн. спец. учебных заведений / В.Е. Добронравов, Г.Д. Палеолог. – М.: Высшая школа, 1974

7.      Физика: учебник для 10 кл. общеобразователь. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. – М.: Просвещение, 2005.

8.      Физика: учебник для 11 кл. общеобразователь. учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. – М.: Просвещение, 2006.

9.       Физика: Учебн. пособие для 10 кл. шк. и классов с углубл. изуч. физики/ Ю.И. Дик, О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов и др.; Под ред. А.А. Пинского – М.: Просвещение, 1993

10.    Виртуальные лабораторные работы по физике 7-9 классы. ЗАО «Новый диск», 2007

11.  http://www.physbook.ru/

Краткое описание документа:

Рабочая программа дисциплины «Физика» предназначена для реализации федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования в пределах освоения образовательных программ среднего профессионального образования, реализуемых в профессиональной образовательной организации.

Программой предусмотрена внеаудиторная самостоятельная работа студентов. Для ее выполнения разработаны методические рекомендации. Одним из видов самостоятельной деятельности обучающихся является выполнение домашних лабораторных работ,ориентированное на достижение следующих целей:

освоение знаний о методах научного познания природы;

овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; практического использования физических знаний; оценивать достоверность естественнонаучной информации;

развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний и умений по физике;

воспитание убежденности в возможности познания законов природы;

использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни.

Внеаудиторные лабораторные работы способствуют получению навыков работы с изме­рительными приборами, а также учат проводить математическую обработку результатов эксперимента и представлять их в соответствии с требованиями к оформлению технических документов.