Исследовательская работа по теме: "Черные дыры" учебника по физики
творческая работа учащихся по физике (11 класс) по теме

Во многих случаях при изучении той или иной темы по физике в старших классах учителя возвращаются к пройденному ранее материалу, опираясь на него, объясняют более сложные для учеников понятия, расширяют и углубляют наши знания.   На уроках в старших классах я  обратила внимание на некоторые «противоречия» или неточности в формулировке понятий и я попыталась устранить  их,  исследовав учебник «Физика -10», 2003 год, авторов Г.Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; справочник по физике и технике, автор А. С. Енохович.                                                                                                                  

Именно эти противоречия  постепенно приблизили меня к самостоятельному выявлению характерных недочетов и предопределили выбор данной проблемы, что в свою очередь, способствовало более глубокому пониманию и усвоению знаний.

При рассуждении учащихся на заключительном уроке, посвященном твердому телу, вызванные предложением из § 62 («Физика-10»,2003): «Твердые тела сохраняют не только свой объем, но и форму» показались мне на первый взгляд, верными. Но я утверждаю, что это высказывание противоречит изученному ранее мною материала, когда  в §6 «Строение вещества» («Физика-7», 1989) описывался опыт с кольцом и стальным шариком (т. е. твердым телом): «Стальной шарик, свободно проходящий через кольцо, после нагревания расширится и застрянет в кольце. Когда шарик охладится, его объем уменьшится, и он снова пройдет сквозь кольцо». С одной стороны, понятно, что стальной шарик, изменяющий объем при нагревании и охлаждении,— твердое тело; с другой стороны, учитывая, что твердые тела сохраняют не только свой объем, как жидкости, но и форму, нельзя отнести его к твердым телам, поскольку он (шарик) при разных температурах имеет  различные  объемы.      

Кроме того, объемы твердого тела и жидкости  не сохраняются  и в условиях постоянной температуры.  Примеры из таблицы 123 «Сжимаемость   жидкостей»

и таблицы 124   «Сжимаемость   твердых тел»

справочника по физике и технике (Енохович А. С. Справочник  по физике   и  технике. Учебное пособие для учащихся.— М.: Просвящение,1989) полностью   подтверждают   это. А так же рисунок  17 «Зависимость удлинения стержней длиной 1м, изготовленных из различного материала, от температуры» [1].

Далее в  процессе  разрешения  противоречия я  подвергаю сомнению не  только   первую часть высказывания о сохраняемости объема, но и вторую — о постоянстве формы. К тому же могу привести примеры изменения формы твердого тела в условиях постоянной температуры при наличии внешних воздействий. (Изменение формы стальной пружины динамометра при действии на нее определенной силы. Изменение формы пластилина под действием приложенных сил.)

Проделав ряд опытов, я нашла выход из «противоречия», уточняя формулировку предложения из §62 учебника («Физика-10») следующим образом: «Твердые тела при постоянной температуре и отсутствии внешних воздействий сохраняют не только свой объем, но и форму».  

В результате такого интересного выяснения истинности одной из формулировок учебника я глубже усвоила понятие «твердое тело».

Изучив второй закон Ньютона (§ 27 ФИЗИКА 10 КЛАСС) в следующей формулировки: произведение массы на ускорение равно сумме действующих на тело сил: =.

Но прежде чем использовать его, для решения конкретных задач, сделаю несколько пояснений, которые я считаю необходимыми.

Пояснение 1.  Второй закон Ньютона мы записали в виде F = ma. Обращаем внимание: «Сила равна...» и «Сила зависит от ...» - это не одно и то же. Нельзя говорить: «Сила зависит от ускорения». Как раз, наоборот, ускорение зависит от силы F и массы т: a = F/m. Чем больше сила F и меньше масса т, тем больше ускорение тела ,т.е. «сила равна произведению массы тела на ускорение, вызываемое этой силой», это верно.

Пояснение 2. Масса в теории Ньютона имеет абсолютный характер, как время. Если к телу ничего не добавляется и ничего от него не отнимается, то при любых обстоятельствах тело имеет определенную массу. Если ваша масса 60 кг, то, помести вас или в центр Земли, или на астероид, как маленького принца, ваша масса останется 60 кг. Так подсказывает вся человеческая практика.

Пояснение 3. Сам Ньютон сформулировал II начало несколько иначе: «Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует». Под количеством движения  Ньютон понимал величину. Покажу, что формулировка Ньютона эквивалентна моей:

Формула Ньютона   при решении задач может оказаться удобнее.

Удивляет другое. Забегая вперед, сообщу, что масса тела оказалась величиной относительной! Это становится существенным при скоростях, близких к скорости света. На практике <с, поэтому вопрос об относительности массы не возникает. Так вот, при огромных скоростях второй закон нужно использовать только в формулировке Ньютона!

Предполагал ли Ньютон относительность массы? Я пока не выяснила и оставила этот вопрос открытым.

Изучая тему  § 113:  «Зависимость сопротивления проводника от температуры», я выяснила, что в формуле (16,1)   допущена ошибка. В знаменателе напечатана R - сопротивление проводника при температуре t, а должно быть -  сопротивление проводника при температуре, равной 0ºС.

И только подставив значения   и , в эту формулу я получу формулу[2].

Исследуя учебник физики, я выявила ряд недочетов и ошибок в понятиях и расчетных формулах и обнаружили,  что  высказывание: «Твердые тела сохраняют не только свой объем, но и форму», которое дается в учебнике 10 класса не верное. Проделав ряд опытов, и проанализировав справочник, я нашла выход из «противоречия», уточняя формулировку  следующим образом: «Твердые тела при постоянной температуре и отсутствии внешних воздействий сохраняют не только свой объем, но и форму». В результате такого интересного выяснения истинности одной из формулировок учебника я глубже усвоила понятие «твердое тело».

Работая с учебником,  я обнаружила, в формуле зависимости сопротивления проводника от температуры допущена ошибка. Исправив данную формулу, вывела зависимость удельного сопротивления от температуры.

Мы считаем, что необходимо создавать новые учебники по физике, отвечающие запросам современной школы.

Наши пожелания авторам следующие:

 - формулировки понятий должны быть более полными, четкими и не допускать ошибок в расчетных формулах;

 - сопроводить учебник специальным общим введением, в котором раскрыть приемы работы с книгой, в этом случае она лучше выполнит функцию помощи при самообразовании;

 - дать алгоритмы решения основных типов физических задач, так как одних образцов недостаточно и нужны обобщающие рекомендации, организующие практическую деятельность;

 - включить в пособие краткие сведения об ученых-физиках, с чьими работами ученики знакомятся при изучении основ электродинамики (Ш. Кулон, М. Фарадей, Г. Ом и др.); это содействовало бы признанию общечеловеческих ценностей.

В целом в учебниках материал подобран с учетом научных требований, он преподносится на современном уровне, много интересной и новой информации. Многие учебники замечательно иллюстрированы. Вообще огромный труд авторов заслуживает всяческой похвалы. Поэтому хочется высказать благодарность этим людям за их трудоемкую работу. Большое спасибо руководителям исследовательской работы учителям физики Сапроновой Галине Николаевне и Пустовой Ирине Николаевне, которые направляли, помогали, организовывали исследовательскую деятельность. Без их помощи невозможно было бы выполнить данную работу.

                           Список используемой литературы:

1. Боревский Л. Я. Курс физики ХХI века. Полный Deluxe  http://www.curator.ru/e-books/p25.html
2. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 11 класс. Учебник. М.: Илекса, 2005. С.27-54
3. Гельфгата И. М., Генденштейна Л. Э., Кирик Л. А., Свириновской Е. Ю.  Физика в таблицах. Электронный справочник по физике, М.:"Илекса", Х.:"Гимназия", 1998. С.8-45. http://www.abitura.com/handbook/ 
4. Гомонова А.И., Плетюшкин В.А., Погожев В.А. Задачи по физике. Пособие для учащихся 9-11 классов.М.: Просвещение, 1998. С. 192
5. Глазунов А.Т., Кабардин О.Ф., Малинин А.Н., Орлов В.А., Пинский. «Физика -11», М.: Просвещение 2002. С. 432
6. Енохович А.С.. Справочник по физике и технике, М.: Просвещение 1976. С.110
7. Колесников В.А. Физика. Теория методы решения конкурсных задач. Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы. Славянский Дом Книги. 2005. С. 288
8. Кривцов В. Г. Физика. В помощь поступающим в вузы: учебное пособие для слушателей подготовительных отделений вузов, М.: «Высшая школа», 1998. С. 6-46
9. Мустафаев Р. А., Физика: справочные материалы (3-е издание), М.: «Просвещение», 1983. С. 496
10. Мякишев Г.Я.,. Буховцев Б.Б, Сотский Н.Н.. «Физика – 10», М.: Просвещение 2003. С. 120-150
11.  Перышкин А. В., Родина Н А.. «Физика -7», М.: Просвещение 2003. С.14
12. Перышкин А. В., Гутник Е. М.. «Физика -9», М.: Просвещение 2003.  С.5-222
13. Перышкин А. В., Родина Н.А.. «Физика -8», М.: Просвещение 2003. С.3-168
14. Покровский А.А. Демонстрационные опыты по физике в 8-10 классах средней школы. М.:Просвещение, 1980. С. 5-47
15. Павленко Ю. Г. Пособие для поступающих в вузы. Новая волна, 2002 С.720
16. Роуэлл Г., Герберт С. Физика / перевод с английского под редакцией Разумовского В.Г. М.: Просвещение. 1994.  С. 113-117
17. Чертов А.Г. Справочник физических величин  М.: Высшая школа, 1990. С.287.  
18. Яворский Б.М., СелезневЮ.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования (4-е издание), М.: «Наука», 2004. С.592