Презентация по физике на тему "Подготовка обучающихся к участию в олимпиадах по физике"

• 1 слайд

  Подготовка школьников к участию в олимпиаде по физике
  

• 2 слайд

  Недостаточно лишь понять задачу, необходимо желание решить её. Без сильного желания решить трудную задачу невозможно, но при наличии такового возможно.
  Где есть желание, найдётся путь!
  
  Д. Пойя
  

• 3 слайд

  Олимпиада состоит из двух туров:
  Теоретический
  Участники доказывают как должно быть
  Практический
  Участники выясняют как есть на самом деле
  

• 4 слайд

  Экспериментальная задача
  исследование физического явления (полное и комплексное – т.е. изучение различных его аспектов, получение зависимостей конечного результата от целого набора варьируемых параметров)
  

• 5 слайд

  Перечень физических величин, которые традиционно измеряются в школьном курсе:
  Плотность (з-н Архимеда);
  Удельное электрическое сопротивление (з-н Ома);
  удельная теплоемкость (тепловой баланс),
  коэффициент трения (на наклонной плоскости),
  коэффициент жесткости пружины (закон Гука),
  ускорение свободного падения математический маятник),
  Показатель преломления (закон Снелиуса),
  длина волны света (дифракционная решетка).
  

• 6 слайд

  В некоторых случаях в качестве объекта исследования используются некоторые простые явления, которые непосредственно не входят в программу, но доступны пониманию учащихся на основании общих физических законов, изучаемых в школе, иногда бывает достаточно просто здравого смысла и обыденного опыта, а иногда, наоборот, требуется провести исследование, достойное места в истории.
  

• 7 слайд

  Методика выполнения экспериментальных задач
  Методист - рассказывает как бы он выполнил задание, если бы умел.
  (Экспериментальный факт)
  
  Чем меньше величин надо измерять, тем лучше схема эксперимента.
  (Заповедь экспериментатора)
  

• 8 слайд

  1.1 Ознакомление с условием задания и предлагаемым оборудованием.
  В начале было слово
  (Евангелие от Иоанна)
  необходимо четко уяснить смысл предлагаемого задания, понять его основные этапы, увидеть взаимосвязи между различными его частями.
  Обязательно следует сразу ознакомиться с перечнем предлагаемого оборудования, убедиться в его наличии, вспомнить название и назначение каждого прибора.
  

• 9 слайд

  1.2 Построение математической модели изучаемого явления
  (теоретическое описание).
  Скупа теория...
  (В.Гете)
  Следует подумать о возможном упрощении полученных функций,
  Выяснить, численные значения каких физических параметров необходимо знать (или измерять) обязательно, а без каких можно обойтись,
  Графическое представление полученных результатов является обязательным.
  Рассчитать погрешность эксперимента (проверить данные на реальность)
  

• 10 слайд

  1.3 Разработка схемы экспериментальной установки, ее реализация, проведение предварительных измерений.
  В настоящее время стоимость научных исследований значительно возросла.
  (Из отчетного доклада XXIII съезду КПСС)
  Начертить схему экспериментальной установки;
  Провести предварительные измерения (проверить работоспособность и надежность установки);
  

• 11 слайд

  1.4 Проведение измерений.
  Чем дальше эксперимент от теории, тем ближе он к Нобелевской премии.
  (Теоретическая гипотеза)
  Заранее подготовить таблицу для записи полученных результатов;
  Проводить эксперимент многократно (это повышает точность окончательного результата – 10 экспериментальных точек)
  

• 12 слайд

  1.5 Обработка результатов измерений.
  Через любые две точки можно провести любую кривую и причем только одну.
  (Теорема экспериментатора)
  Вычисление численного значения измеряемых физических величин;
  Оценка их погрешностей;
  Правильное округление результата;
  Грамотное построение графиков;
  Обработка графических зависимостей. (Не следует сильно увлекаться расчетом погрешностей, но нельзя им пренебрегать - любой эксперимент без оценки погрешностей имеет нулевую ценность).
  

• 13 слайд

  1.6 Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами.
  Проанализировать полученные результаты и сделать обоснованные выводы типа (полезно указать основные причины возможных расхождений и, возможно, найти способы устранения имеющихся расхождений):
  эксперимент полностью подтверждает теоретические данные (что маловероятно);
  экспериментальные данные в пределах погрешности измерений совпадают с теоретическими расчетами (оптимальный вариант);
  эксперимент качественно подтверждает теорию (тоже неплохо);
  экспериментальные данные опровергают теоретическую модель (победа экспериментатора над силой разума).
  

• 14 слайд

  Пример «полного» соответствия между «теорией и практикой»
  В результате теоретического анализа генератора электрических сигналов, получена следующая зависимость силы тока I (в амперах) от времени t (в секундах) I = 0,5sin(ωt) + 0,16sin(2ωt) + 0,239 sin(3ωt) причем период колебаний точно равен 1 секунде. Результаты экспериментальных измерений представлены в таблице и на графике (на котором также построена теоретическая зависимость)
  Как видно, экспериментальные точки идеально точно легли на теоретическую кривую, что полностью подтверждает теоретические расчеты.
  

• 15 слайд

  1.7 Оформление работы.
  В конце- концов, это просто красиво...
  (Из научной дискуссии)
  

• 16 слайд

  Рекомендации по оформлению:
  Название работы (или одного из пунктов задания).
  Формулировка цели не должна дословно повторять название работы, а конкретизировать ее.
  В теоретическом описании необходимо кратко изложить вывод тех формул, которые в дальнейшем будут использованы как для экспериментальной проверки, так и для расчетов требуемых физических величин. Эта часть работы должна заканчиваться выводами о том, какие физические величины, зависимости должны быть измерены, как будут обрабатываться результаты.
  Схема установки обязательно должна присутствовать в работе.
  Таблицах результатов измерений. (Построение таблиц должно быть логичным и удобочитаемым. Не следует забывать о единицах измерений).
  Описание обработки результатов косвенных измерений также должно быть предельно кратким (записаны расчетные формулы, приведены конечные результаты)
  Выводы (если цель работы получить численное значение - приведите число, погрешность, размерность; если следует получить зависимость - сформулируйте полученный закон, можете дать его обоснование)
  

• 17 слайд

  О некоторых простых, но необходимых вещах
  Таблицы.
  Экспериментальная задача: измерить объем спичечного коробка.
  Оборудование: коробок, линейка.
  

• 18 слайд

  Изучение условия (линейка деревянная есть, коробок картонный, (в наличии),
  Построение теоретической модели (после несложных преобразований можно получить, что объем коробка рассчитывается по формуле V = abc , где a,b,c - длина, ширина и высота коробка),
  Разработка экспериментальной установки (что лучше прикладывать линейку к коробку, или коробок к линейке),
  Проведение предварительных измерений (длина линейки больше длины коробка - измерения проводить можно) опустим, перейдем непосредственно к результатам измерений, которые представим в Таблице 1.
  

• 19 слайд

  Таблица 1
  

• 20 слайд

  Правила оформления таблиц с экспериментальными данными
  Все графы таблицы подписаны;
  Для физических величин указаны размерности;
  Измерения проведены с максимально возможной точностью (половина цены деления), одинаковой для всех результатов;
  В той же таблице приведены результаты обработки результатов прямых измерений (среднее и погрешности - формулы для их расчета должны быть указаны в тексте).
  

• 21 слайд

  Графики
  Задача: Построить зависимость высоты уровня воды в вазе от количества налитой в нее воды.
  

• 22 слайд

  Выбираем кусок листа миллиметровой бумаги, размеры которого не меньше, чем половина стандартного тетрадного листа (иначе ваши экспериментальные точки трудно будет найти);
  Рисуем оси координат, подписываем их и размечаем (не обязательно каждую ось начинать с нуля, масштаб подбирают так, чтобы график занимал большую часть отведенного ему места, а не шел параллельно одной из осей);
  Наносим экспериментальные точки, каждую из них помечаем (например, обводим кружком), при возможности отмечаем размер погрешности измерений в виде вертикального отрезка прямой;
  Проводим линию зависимости, которая, по вашему мнению, отражает ход полученной зависимости; если это должна быть прямая, то и рисуйте ее прямой; совсем не обязательно, чтобы линия проходила через все экспериментальные точки - они же известны с некоторой погрешностью.
  

• 23 слайд

  Пример выполнения этих требований для рассматриваемой задачи
  

• 24 слайд

  Что можно сделать с этими данными?
  Если надо, то можно попытаться восстановить форму сосуда, с которым проводились измерения.
  Действительно, изменение высоты уровня жидкости в сосуде (осесимметричном) связано с объемом налитой воды очевидным соотношением ΔV =πr2Δh , где r - радиус сосуда на данной высоте.
  Из этой формулы можно приблизительно рассчитать значения радиусов на различных высотах, то есть восстановить форму сосуда.
  

• 25 слайд

  Результат таких расчетов показан на следующем рисунке. Может на самом деле форма сосуда несколько отличается от приведенной, но полученный рисунок реально получен из построенного ранее графика.
  

• 26 слайд

  Запись численного результата
  Полтора землекопа.
  (Ответ в учебнике арифметики)
  Грамотная запись численного результата содержит: численное значение, погрешность, размерность.
  
  погрешность округляется до одной значащей цифры (если эта цифра единица, то следует округлять до двух значащих цифр), численное значение результата округляется так, чтобы последний его разряд совпадал с последним разрядом округленной погрешности.
  

• 27 слайд

  Вычисление погрешностей в задаче «про коробок»
  

• 28 слайд

  Практическое задание
  

• 29 слайд

• 30 слайд

• 31 слайд