Учебная программа элективного курса по физике "Методы физических измерений".
рабочая программа по физике (9 класс) на тему

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Платоновская средняя общеобразовательная школа

Элективный курс по физике для учащихся 9 класса

«Методы физических исследований»

 автор – составитель – Давыдова Н.И.

    Физика является базовым предметом для технического образования после школы. Социальный спрос на технические специальности неуклонно возрастает, это требует качественной подготовки учащихся по предмету. Наилучший результат может дать профильное обучение физике в старшей школе.

Целью данного элективного курса является: дать учащимся 9-х классов возможность определится с выбором профиля дальнейшего обучения в старшей школе, при этом показать значимость знаний по физике в жизненных различных ситуациях и их роль для различных профессий.

Для этого необходимо решить задачи:

•        познакомить учащихся с особенностями научной деятельности на материале достаточно простых практических задач;
•        знакомство с основными методами физических исследований: наблюдение, измерение, выдвижение гипотезы, построение моделей, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников;
• Создать условия для того, чтобы ученик утвердился в выборе  дальнейшего обучения;
• показать межпредметную связь между физикой, математикой, химией, биологией. Данный элективный курс позволит так же повысить познавательный интерес к предмету и приобрести конкретные практические навыки. В ходе  изучения наглядно демонстрируется  значимость физики для рабочих профессий и инженерно технических специальностей.

        Программа состоит в основном из практических задач, лекционная форма занятий представлена небольшими блоками: на каждом занятии присутствует небольшая информационно-инструктивная часть, в ходе которой учитель дает необходимые сведения об изучаемом явлении, информационные ссылки, а также знакомит с требованиями техники безопасности.

 Ожидаемые результаты обучения: 

• освоение понятия о максимальной относительной и абсолютной погрешностях измерений и научиться их рассчитывать;

• оценивать точность отдельных измерений, сравнивая их относительные погрешности;
• уметь применять правила действий с приближенными числами;
• строить план исследования;
• фиксировать эмпирические данные в виде графиков и таблиц (с учетом погрешностей);
• оценивать реальность полученных результатов;
• работать с измерительными приборами: штангенциркуль, микрометр, тахометр, секундомер, ампервольтомметр.

 Курс рассчитан на 17 часов (одно полугодие).

Учебно – тематический план.

Содержание  элективного курса.

1. Прямые и косвенные измерения. Погрешности измерений (2 часа).

Понятие о прямых и косвенных измерениях. Примеры. Абсолютная погрешность. Точность измерений. Относительная погрешность. Методы расчета относительной погрешности (метод границ, при помощи формул). правила действия с приближенными числами.

2. Измерение длины (2 часа).

Измерительные приборы (рулетка, измерительная лента, линейка, штангенциркуль, микрометр). Устройство штангенциркуля и микрометра, правила пользования этими приборами. Нониус. Способы повышения точности измерений при определении линейных размеров тел. Практическая работа «Измерение диаметра тонкой проволоки».

3. Измерение промежутков времени (3 часа).

     Измерительные приборы (механический секундомер, стробоскоп) Правила      пользования секундомером.

     Практическая работа «Измерение времени движения шарика по желобу, периода вращения лопасти вентилятора, периода колебаний маятника».

     Практическая работа»Оценка быстроты реакции человека»

4. Изучение ампервольтомметра (авометра): назначение, устройство, принцип действия (2 часа).

Практическая работа «Измерение силы тока, напряжения и сопротивления в электрических цепях».

Применение изученных законов и формул для расчета некоторых величин:

1. Практическая работа «Определение массы корма в стогу» - 1 час.
2. Практическая работа «Определение частоты вращения вала вентилятора» - 1 час.
3. Практическая работа «определение собственной максимальной мощности» - 1 час.
4. Практическая работа «Определение начальной скорости брошенного мяча» - 1 час.

Методы исследования зависимостей между величинами – 2 часа

1. Практическая работа «Исследование зависимости коэффициента полезного действия наклонной плоскости от угла наклона».

Прогнозирование возможных зависимостей, выдвижение гипотезы и ее проверка – 2 часа.

1. Практическая работа «Исследование зависимости быстроты наполнения сосуда от различных факторов».

Памятка № 1.

Помни, что в результате измерений всегда получаются приближенные числа, поэтому надо уметь правильно их округлять!

1. Правила действий с приближенными числами:

• при сложении и вычитании:

1,234+3,29+0,82=5,344=5,3

• при умножении и делении:

В результате оставляйте столько значащих цифр, сколько их имеет сомножитель с наименьшим их числом

8,96105∙ 2,5=22,402625=22

• при возведении в степень:

в результате оставляйте столько значащих цифр, сколько их содержит основание степени

2,52=6,25=6,2

• при извлечении корня:

в результате оставляйте столько значащих цифр, сколько их содержит подкоренное выражение

√12,8=3,5777087=3,58

2.  Ни одно измерение не может быть точным. При измерениях неизбежна погрешность. Истинная величина этой погрешности неизвестна, ведь невозможно учесть все факторы, влияющие на результат измерения, но наибольшее значение погрешности – абсолютную погрешность мы можем указать.

Практически всегда абсолютная погрешность измерения равна цене деления прибора.

результат измерения записывайте так: Х=Хизм (+/-)∆Х

Чтобы оценить точность измерения вводят относительную погрешность измерения       ٤ =∆Х/Х.

3. Расчет погрешностей косвенных измерений

• метод границ (по результатам одного измерения): найдите по формуле наибольшее и наименьшее значения величины Хmax      и Хmin . В качестве приближенного значения берется среднее значение Хmax    и  Хmin .     Хпр= (Хmax +Хmin)/2, а за абсолютную погрешность  - полуразность Хmax      и Хmin:

∆Х= (Хmax -Хmin)/2.

Ответ записывается в виде: Х= Хпр (+/-)∆Х.

• по формулам.

Памятка № 2.

Как провести эксперимент.

1. Исследование зависимости:

1. Выясните, о каких величинах говорится в задании.
2. Выберите последовательность действий и необходимые измерительные приборы.
3. Соберите экспериментальную установку, проведите необходимые измерения, составьте таблицу результатов измерений, оцените погрешность измерений.
4. Анализ результатов эксперимента:

нанесите экспериментальные точки на координатную сетку и постройте график зависимости.

Вывод: выявите характер исследуемой зависимости.

2. Измерение величины:

1. Получите расчетную формулу измеряемой величины
2. Выберите последовательность действий и необходимые измерительные приборы.
3. Соберите экспериментальную установку, проведите необходимые измерения, составьте таблицу результатов измерений, оцените погрешность измерений.
4. Анализ результатов эксперимента:

нанесите экспериментальные точки на координатную сетку и постройте график зависимости.

5. Анализ результатов эксперимента: подставьте данные измерений в расчетную формулу, произведите расчет и занесите ответ в таблицу, оцените погрешность измерения. Запишите результат с учетом погрешности.

Памятка № 3.

Правила построения графиков (по экспериментальным данным)

1. Начертите оси координат, обозначьте их в соответствии с исследуемыми величинами. Нанесите на координатную плоскость точки, соответствующие каждой паре экспериментальных данных.
2. Отобразите погрешность измерений на графике (в виде прямоугольников).
3. Не соединяйте точки ломаной линией. Линия графика должна быть плавной и касаться всех прямоугольников погрешностей.
4. Если удается провести прямую линию, которая касается всех прямоугольников, то графиком зависимости считается построенная прямая; если прямая линия не подходит, то проведите плавную линию с возможно меньшим числом перегибов. Линия должна касаться всех прямоугольников или пересекать их.

Литература:

1. О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов. Экспериментальные задания по физике.

9 – 11 классы. М., Вербум – М,2001.

2. О.Ф. Кабардин, В.А. Орлов, А.В. Пономарева. Факультативный курс физики. 8 класс. Пособие для учащихся. М., «Просвещение», 1973.

3. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе. Под ред. А.А. Покровского.М. «Просвещение», 1970.

4. С.И. Куприн. Физика в сельском хозяйстве. М., «Просвещение», 1981.

5. В.А. Фетисов. Оценка точности измерений в курсе физики средней школы. М., «Просвещение», 1991.

6. Инструкция «Ампервольомметр».