 |
Разновидности задач и их особенности.
|
|
|
|
Задачи по физике весьма разнообразны по содержанию и дидактическим целям. Их можно классифицировать по многим признакам:
- по способу решения;
- по содержанию;
- по степени трудности (простые, сложные);
- по целевому назначению (тренировочные, контрольные).
Положив в основу классификации способ решения, можно выделить следующие виды задач: количественные, качественные или задачи-вопросы, экспериментальные и графические.
Задачи-вопросы – это такие задачи, при решении которых требуется объяснить то или иное физическое явление или предсказать, как оно будет протекать при данных условиях; в содержании этих задач отсутствуют числовые данные.
Например: Почему волосок электрической лампочки накаливается добела, в то время как провода остаются холодными, хотя по ним проходит такой же ток (8 кл.). И такие задачи решаются устно; необходимость обоснования ответов на поставленные вопросы приучает учащихся рассуждать, помогает глубже осознать сущность физических законов.
Количественные задачи – это такие задачи, в которых ответ на поставленный вопрос не может быть получен без вычислений. При решении количественных задач качественный анализ также необходим, но он дополняется еще и количественным анализом с подсчетом тех или иных количественных характеристик процесса. Количественные задачи разделяют на
- простые (тренировочные);
- сложные.
Под тренировочными задачами подразумеваются задачи, требующие простого анализа и простого вычисления. Решение таких задач (в небольшом количестве) необходимо для конкретизации только что сообщенной закономерности. Наиболее легкие из них решаются устно.
Пример количественной задачи: Определить сопротивление нихромовой проволоки, длина которой 150 м., а площадь поперечного сечения 0,2 мм2.
|
|
|
Экспериментальные задачи – это задачи, при решении которых с той или иной целью используется эксперимент. Например: С помощью мензурки с водой определить вес деревянного бруска…
Графические задачи – это такие задачи, в процессе решения которых используют графики. Например:
1. Построить график пути равномерного движения, если u = 2 м/с.
2. 
Какие явления характеризует каждая часть графика АВ, ВС, СD и DE?
t,oC A
20
10
0 t, мин.
-10 B C
-20 D E
По роли графиков в решении задач их можно подразделить на два вида:
- задачи, ответ на вопрос которых может быть найден в результате построения графика;
- задачи, ответ на вопрос которых может быть найден с помощью анализа графика.
Решение графических задач способствует уяснению функциональной зависимостью между физическими величинами, привитию навыков работы с графиками, развитию умения работать с масштабами.
Решение экспериментальных задач (см. выше) способствует развитию наблюдательности, а также совершенствуются навыки обращения с приборами.
Положив в основу классификации задач их содержание, можно выделить следующие виды задач по физике:
- задачи с конкретным физическим содержанием;
- задачи с абстрактным содержанием;
- задачи с техническим содержанием;
- задачи с историческим содержанием;
- занимательные задачи.
Задачи с техническим содержанием – задачи, в которых отражена связь физики с техникой или производством. Например: Почему для постройки сверхскоростных реактивных самолетов используют специальные жароустойчивые сплавы?
Подобные задачи учитель может составлять сам, используя сообщения из газет, журналов, радио и телевидения. При решении таких задач все внимание учеников сосредоточено на раскрытии новых терминов.
|
|
|
Задачи с историческим содержанием – это такие задачи, в условиях которых использованы исторические факты об открытии законов физики или каких-либо изобретений. Они имеют большое познавательное и образовательное значение. Например, в 7 кл., при изучении закона Архимеда для газов, можно решить задачу: Ученый Аристотель, живший в IV веке до н.э. обнаружил, что кожаный мешок, надутый воздухом, и тот же мешок без воздуха, сплющенный, имеют одинаковый вес. На основании этого опыта он сделал неверный вывод, что воздух не имеет веса. В чем заключалась ошибка Аристотеля?
Занимательные задачи – это такие задачи, содержание которых дается в занимательной форме. Они могут быть качественными, экспериментальными или количественными.
Необычная постановка вопроса в таких задачах и последующее обсуждение результатов обычно глубоко заинтересовывают учащихся. К сожалению, в сборниках задач по физике мало задач занимательного характера. Поэтому их приходится подбирать учителю из других источников. Например: Я.И.Перелыман «Занимательная физика», «Физика на каждом шагу»; В.И.Зибера «Задачи-опыты по физике». Пример занимательной задачи: почему не удается встать со стула, не нагибая корпуса вперед? Проверить на опыте и т.д.
Структура решения задач.
Способы решения задач.
Возникает вопрос: как же оформить решение задачи, из каких компонентов состоит решение задачи?
В краткой записи содержания физической задачи указывают физическое тело или явление, о котором идет речь. Дополнительные же табличные данные записывают ниже вопроса или оставляют для них 1-2 строчки после записи данных величин, т.е. пишут данные и что надо найти, затем переводят неосновные единицы величин в СИ, далее идет графа-анализ, записывают искомую формулу, затем идет выполнение вычислений в графе решение. Например, дана задача: Определить сопротивление нихромовой проволоки, длина которой 150 м., а площадь поперечного сечения – 0,2 мм2.
| Дано: Нихром. провол. l = 150 м.; S = 0,2 мм2 | СИ 0,2·10-6 м2 | Анализ l R = r ––– S | Решение 110·10-8 Ом·м ·150 м R = –––––––––––––––––– = 0,2·10-6 м2 = … |
| R –? r = 110·10-8 Ом·м. | Ответ: |
|
|
|
Для решения количественных задач применяют следующие способы:
- алгебраический;
- геометрический;
- тригонометрический;
- графический.
Я начну с рассмотрения решения физических задач алгебраическим способом, который заключается в том, что задачу решают с помощью формул и уравнений. Это основной способ решения (см. задачу выше, решенную алгебраическим способом).
Геометрический способ решения задач заключается в том, что при решении задач используют теоремы геометрии. Например, довольно часто используют теорему о длине катета, лежащего против угла 30о, теорему Пифагора и др. Особенно часто геометрический способ решения применяют при решении задач на сложение сил. Например: Автомобиль массой 5 т. движется с постоянной скоростью по прямой горизонтальной дороги. Коэффициент трения шин о дорогу равен 0,03. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.
| Дано: m = 5 т. m = 0,03 u = const | СИ 5·103 кг. | Анализ На автомобиль действуют 4 силы: сила тяги. F т, сила трения F тр, сила тяжести mg и сила реакции дороги N: |
| F тяж –? g = 9,8 м/с2 |
y
N
Fтр 0 Fт x
 |
mg
N + Fт + mg + Fтр = ma
0x: 0 + Fт + 0 – Fтр = 0
0y: N + 0 – mg + 0 = 0
=> N = mg, Fтр = m N,
Fт = m mg
Решение.
Fт = 0,03 · 5·103 кг · 9,8 м/с2 = 1470 Н.
Ответ: 1470 Н.
Тригонометрический метод заключается в том, что в анализе используют тригонометрические соотношения, например формулы
u = u 0 ·cos a, u = u 0 ·sin a. Но этот способ решения применяется редко.
Графический способ заключается в том, что при решении задачи используют график. В одних случаях по данным, полученным из графика, находят ответ на вопрос задачи. В других случаях, наоборот, определенные зависимости между физическими величинами выражают графически.
Например: На рисунке изображен график изменения температуры олова в зависимости от времени. Какие процессы происходят с оловом на участках АВ, ВС, CD? Какова температура плавления олова?
|
|
|
 |  | ||
t, oС D
232 B
200 C
100
 | |  |
0 t, мин.
–30 A 10 20 30
Решение:
1. Участок графика АВ соответствует нагреванию олова от –30 оС до 232 оС.
Участок ВС – плавлению, температура при этом не меняется.
Участок CD – нагреванию жидкого олова.
2. tпл = 232 оС.
Существуют некоторые приемы, развивающие интерес к решению задач, т.е. приемы, которые используются для вовлечения учащихся в процесс решения задач и поддержания к нему интереса.
Прием 1 – задача без вопроса.
На уроке физики даются учителем расчетные задачи, в которых не указано, какие величины надо определить. Например:
«Масса кирпича 4 кг. Определите все, что можно». Семиклассники определяют объем, силу тяжести, вес кирпича, выталкивающую силу, действующую на него в воде, силу, которую нужно приложить, чтобы удержать кирпич в воде.
Прием 2 – задачи в виде таблицы. При рассмотрении однотипных явлений учитель составляет таблицу, в часть клеток вписываются известные значения величин, а в другие части ставлю знаки вопроса (соответствующие им величины нужно найти). Например, в 11 классе по теме «Световые кванты» предлагается учащимся таблица
| Виды излучения | Параметры | ||||
| l, м. | n, Гц. | E, эВ. | m, а.е.м. | P, кг·м/с | |
| Инфракрасное | 10-5 | ? | ? | ? | ? |
| Видимое | ? | 5,4·1015 | ? | ? | ? |
Прием третий – Сочини сам.
Учащимся предлагается: пользуясь справочником составить задачу и записать ее в тетрадь, затем ученики, сидящие на одной парте, меняются тетрадями и решают задачу соседа. После решения вновь обмениваются тетрадями: «сочинитель» проверяет решение своей задачи.
|
|
|
