Значение качественных задач по теме "Механика"

В настоящее время перед учителем стоит важная задача – подготовить учащихся к сдаче государственной итоговой аттестации и единого государственного экзамена. Для этого необходимо развивать познавательную активность школьников, физическое мышление, творческую самостоятельность, так как только через собственную деятельность можно познать окружающий мир. В этом помогают качественные задачи.

Качественные задачи по физике появились в русской методической литературе свыше 180 лет назад. Термин «качественные задачи» подчеркивает главную особенность всех задач такого типа – внимание учащегося в них акцентируется на качественной стороне рассматриваемого физического явления. Решаются такие задачи путем логических умозаключений, опирающихся на законах физики, графически или экспериментально. Математические вычисления при этом не применяются.

      Значение качественных задач очень велико. Они  способствуют углублению и закреплению знаний, служат средством проверки знаний и практических навыков школьников. Умелое применение учителем качественных задач повышает интерес учащихся к физике и поддерживает активное восприятие ими материала в течение урока. Решение качественных задач учит анализировать явления, развивает логическое мышление, смекалку, творческую фантазию, умение применять теоретические знания для объяснения явлений природы, расширения кругозора учащихся, подготавливает их к практической деятельности.

Содержание качественных задач разнообразно : есть задачи с техническим содержанием, задачи, составленные на основе фрагментов текстов из научно- популярной и художественной литературы, содержащих описания физических явлений ,  и.т.д. Но приемы и методы решения одни и те же.

При решении качественных задач применяются следующие приемы: эвристический, графический и эвристический. Они моут сочетаться, дополняя друг друга.

Эвристический прием  состоит в постановке и разрешении ряда взаимно связанных качественных вопросов, ответы на которые содержатся либо в условии задачи, либо в  известных ученику физических законах. Этот прием имеет ряд методических достоинств: он учит анализировать физические явления, описанные в задаче, синтезировать данные ее условия  с содержанием известных физических законов, обобщать факты, делать выводы.

Графический прием решения применим к тем качественным задачам, условия которых формулируются с помощью различных видов иллюстраций. Использование этого приема позволяет получить ответ на вопрос задачи в процессе исследования соответствующего чертежа, графика, рисунка, фотографии и т.п. Достоинство этого приема – наглядность и лаконичность решения. Он развивает функциональное мышление школьников, приучает их к точности, аккуратности. Особенно велика его ценность в тех случаях, когда дана последовательность рисунков, фиксирующих определенные стадии развития явления или протекания процесса. В некоторых разделах курса физики средней школы (электромагнетизм, волновая оптика) графический прием оказывается преобладающим при решении качественных задач.

Экспериментальный прием заключается в получении ответа на вопрос задачи на основании опыта, поставленного и проведенного в соответствии с ее условием. В таких задачах обычно предлагается ответить на вопросы : «Что произойдет ?», «Как сделать?» В процессе экспериментального решения качественных задач школьники становятся как бы исследователями, развивается их любознательность, активность, формируются практические умения, навыки работы с физическими приборами.

При решении задач по физике анализ и синтез неразрывно связаны между собой, то есть применяется единый аналитико – синтетический метод.

Большинство качественных задач решается по такой схеме:

1.     Знакомство с условием задачи. Внимательно прочитать задачу, чтобы понять ее физический смысл. Второе чтение текста задачи для записи условия и выделения неизвестного, то есть  конечной цели решения.

2.     Анализ содержания задачи. Выяснение физического смысла задачи : о каком явлении идет речь, определение зависимости величин, рассмотрение графиков, рисунков, схем и т.д.(если такие имеются).

3.      Составление плана решения задачи. Аналитическая последовательность умозаключений, начиная с вопроса задачи и заканчивающаяся определением неизвестных данных.

4.     Осуществление плана решения. Синтетическая последовательность умозаключений, начиная с формулировок соответствующих физических величин, законов, свойств и т.д. и оканчивающаяся ответом на вопрос задачи.

5.     Проверка ответа. Сверка ответа с табличными данными этой величины (если такие имеются), либо решение этой же задачи другим

способом, сопоставление ответа с реальными данными т.д.

Примеры качественных задач с решениями.

Механика

1.Пассажир скорого поезда смотрит в окно на вагоны встречного поезда. В момент, когда последний вагон встречного поезда прошел мимо его окна, пассажир ощутил, что его движение резко замедлилось

 Решение. Сложение скоростей. Относительная скорость  взаимного движения поездов равна сумме скоростей движений обоих поездов относительно земли. Ясно, что эта скорость больше скорости движения одного поезда  относительно неподвижных предметов.

2. Эскалатор метро движется вверх со скоростью 0,75 м/с, а) С какой скоростью и в каком направлении надо идти по эскалатору, чтобы быть все время на уровне одного из фонарей освещения туннеля ? б) С какой скоростью относительно поднимающейся лестницы надо было бы передвигаться, чтобы опускаться вниз со скоростью пассажиров, неподвижно стоящих на другой опускающейся лестнице ?

Решение. Относительность движения. а) По эскалатору метро нужно идти в сторону противоположную движения  со скоростью 0,75 м/с. б) Сложение скоростей. Со скоростью 1,5м/с.

3. Для того чтобы оценить, приближается к нам гроза или нет, необходимо

измерить

1) время, соответствующее паузе между вспышкой молнии и

сопровождающими её раскатами грома

2) время между двумя вспышками молнии

3) время двух последовательных пауз между вспышками молнии и

сопровождающими их раскатами грома

4) время, соответствующее длительности раската грома

Решение. Время двух последовательных пауз между вспышками молнии и

сопровождающими их раскатами грома.

4. Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?

А. Громкость звука всегда ослабевает в конце громовых раскатов.

Б. Измеряемый интервал времени между молнией и сопровождающим её

громовым раскатом никогда не бывает более 1 мин.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Решение. Б. Измеряемый интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом никогда не бывает более 1 мин.

5. Установите соответствие между физическими величинами и приборами для измерения этих величин: к каждому элементу первого столбца подберите

соответствующий элемент из второго столбца.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПРИБОРЫ

А) атмосферное давление                 1.манометр

Б) температура воздуха                     2.термометр

 В) влажность воздуха                       3. калориметр 

                                                             4. барометр-анероид

                                                             5. гигрометр

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А	Б	В

Решение.   А( барометр-анероид) Б(термометр) В(гигрометр)

6. Какие из приведенных зависимостей описывают равнопеременное движение ? 1) v = 3 + 2t  2) s = 3 + 2t  3) s = 3t²   4)s = 3t – t² 

 5) s = 2 – 3t + 4t²

Решение.   1), 3), 4), 5)

7.На весах уравновешен неполный сосуд с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду опустить палец так, чтобы он не касался дна и стенок сосуда ?

Решение. Равновесие весов нарушиться, потому что вода действует на палей с некоторой силой, направленной вертикально вверх (архимедова сила), то согласно третьему закону Ньютона палец действует на воду с такой же силой  вниз.

8. Возле трех вокзалов продавали

Крупные воздушные шары,

Их торговки сами надували

Воздухом, тяжелым от жары.

Те шары летать умели только

Сверху вниз – и  не  наоборот.

- Какие силы действуют на шар и почему он  летит только сверху вниз?

- Куда направлена равнодействующая сила?

- Запишите формулу второго закона Ньютона для данного физического явления

Решение. На шар действуют архимедова сила, направленная вертикально вверх  и сила тяжести, направленная вертикально вниз.

Равнодействующая сила направлена вертикально вниз.