Решение экспериментальных задач на уроках физики
опыты и эксперименты по физике (7 класс) на тему

Решение экспериментальных задач на уроках физики

 Я считаю, что  решение  экспериментальных задач  при изучении физики является неотъемлемой составной  частью процесса обучения. Потому что позволяет формировать и обогащать физические понятия, развивать физическое мышление учащихся и их навыки применения знаний на практике не только на уроках, но и в повседневной жизни. Наряду с этим у школьников воспитываются трудолюбие, смекалка, самостоятельность, воля, характер, упорство в достижении поставленной цели, интерес к учению.

Экспериментальными называют задачи, в которых эксперимент служит средством определения величин, необходимых для решения, дает ответ на вопрос или является средством проверки сделанных согласно условию расчетов.

К экспериментальным задачам относятся такие физические задачи, постановка и решение которых органически связаны с экспериментом: с различными измерениями, воспроизведением физических явлений, наблюдениями за физическими процессами, сборкой установок электрических цепей и т. д. Большинство таких задач строится так, чтобы в ходе решения ученик сначала высказал предположение, обосновал его, а потом проверил его опытом и сделал необходимые выводы. Такое построение вызывает у учеников большой интерес к задачам и при правильном решении большое удовлетворение своими знаниями. Экспериментальные задачи в отличие от текстовых, как правило, требуют больше времени на подготовку и решение, а также наличия у учителя и учащихся навыков в постановке эксперимента. Однако их решение  положительно влияет на качество преподавания физики. Как и всякий эксперимент, экспериментальные задачи в значительной мере способствуют повышению активности учащихся на уроках, развитию логического мышления, учат анализировать явления, заставляют ученика напряженно думать, привлекая все свои теоретические знания и практические навыки, полученные на уроках. Решение  этих задач воспитывает у учащихся стремление активно, собственными силами добывать знания, стремление к актуальному познанию мира, способствует получению прочных, осмысленных знаний, умению пользоваться этими знаниями на практике, в жизни.

        Самостоятельное решение учениками экспериментальных задач способствует активному приобретению умений и навыков исследовательского характера, развитию творческих способностей. Здесь им приходится не только составлять план решения задачи, но и определять способы получения некоторых данных, самостоятельно собирать установки, отбирать и даже «конструировать» нужные приборы для воспроизведения того или иного явления. Все это может происходить во время уроков, во внеурочное время, а также выполняться детьми дома.  

Выполнение экспериментальных задач помогает ученикам лучше решать расчетные, решение которых часто сводится к подстановке чисел, данных в условии, в формулы без уяснения физического смысла. Такие задания обычно не имеют всех данных, необходимых для решения. Поэтому ученику приходится, сначала осмыслить физическое явление или закономерность, о которой говорится в задаче, выявить, какие данные ему нужны, продумать способы и возможности их определения, найти и только на заключительном этапе подставить в формулу, что ребенок делает уже вполне осмысленно.

Экспериментальные задачи делятся на качественные и расчетные. В решении качественных задач отсутствуют числовые данные и математические расчеты. Здесь от ученика требуется или предвидеть явление, которое должно совершиться в результате опыта, или самому воспроизвести физическое явление с помощью приборов. При решении расчетных  задач сначала производят необходимые измерения, а затем, используя полученные данные, вычисляют с помощью математических формул ответ задачи.

Основные этапы решения экспериментальной задачи сходны с решением любой физической задачи, но имеются некоторые особенности. Готовя такую задачу, следует не только отобрать необходимое оборудование, но и предварительно опробовать его. А  в условии обычной текстовой задачи можно сделать оговорку об идеализации физического явления или процесса, например, трение не учитывать, напряжение источника тока постоянно, сопротивление амперметра в расчет не принимать и т.п. В экспериментальной задаче такая идеализация не всегда возможна, и с влиянием сопутствующих факторов приходится считаться, их нужно заранее выявить и по возможности устранить. При коллективном  решении заданий к экспериментальной части предъявляются такие же требования, как к демонстрационному эксперименту: опыты должны быть убедительными, выразительными, хорошо видны со всех мест класса. Поэтому в таких задачах следует использовать демонстрационные приборы.

Экспериментальные задачи я использую в любой части урока. Но при этом цели применения, методика, а соответственно и содержание задач будут несколько различны. Наиболее сложные экспериментальные задачи требуют времени более одного урока.

Решение  экспериментальных задач я использую в 7-х и 8-х классах. С этого времени начинается изучение физики в школе. Именно здесь закладывается основа для дальнейшего изучения предмета, поэтому на этом этапе обучения я  больше уделять времени таким заданиям.

 В 9 классе количество экспериментальных задач существенно сокращаю. Здесь широко представлены вычислительные задачи. Для них характерно то, что ответы на поставленные вопросы могут быть получены лишь с помощью математических расчетов, что вполне оправдано на этой ступени обучения физике, поскольку это необходимо для осознанного запоминания физических законов и ознакомления учащихся с одним из методов исследования физических явлений – математическим анализом. Поэтому я  разбираю экспериментальные задания на дополнительных занятиях, а также задаю их в домашнем задании в рабочих  тетрадях.

 Экспериментальные задачи 7 класс

 Задача1. Определим скорость движения механической игрушки приведя ее в движение. Предварительно продумайте, как вы будите проделывать опыт.

Задача 2. Поставим на край стола 10-12 шашек в виде вертикального столбика. Быстрым ударом линейки выбьем нижнюю шашку. Что при этом произойдет? Оформите результаты своего опыта.

Задача 3.Сравнение плотностей двух тел. уравновешенных на весах,  имеющие разные  объемы. 

Задача 4. Дана линейка, определите с какой точностью можно измерить длину с её помощью.

Задача 5. Определите цену деления шкалы манометра.

Задача 6.  Даны часы, определить с какой точностью можно засекать время с их помощью.

Задача 7.  У вас имеется детский заводной автомобиль, рулетка, секундомер. Определите среднюю скорость его движения.

Задача 8.  У вас имеется детский заводной автомобиль, секундомер. Определите длину парты, если средняя скорость этого детского автомобиля равна 0,1 м/с.

Задача 9.  У вас имеется детский заводной автомобиль (его скорость 0,1 м/с), линейка. Определите за какое время автомобиль проедет через всю парту.

Задача 10.  Определите силу тяжести, действующую на болт, если вам даны весы и набор грузов.

Задача 11.   По поверхности стола равномерно перемещается брусок массой 500г

Какую силу измеряет динамометр?

К какому виду трения относится возникающая между бруском и столом сила трения?

Чему равна сила трения?

Определите коэффициент трения между бруском и столом.

Задача 12. Определите массу стальной гири погруженной в мензурку с водой.

 Задача 13. Проградуировать динамометр, определить цену деления.

Сравнить проградуированный вами динамометр с готовым динамометром с открытой школой. Измерить силу трех предложенных грузиков.

Задача1.    На штативе закреплены сообщающиеся сосуды, в которые налита вода. Изменится ли уровень в сосудах, если:

а) в правый сосуд добавить немного воды;

б) правый сосуд наклонить;

в) левый сосуд опустить.

Задача 2. В одно колено сообщающихся сосудов налита вода, в другое - некоторая жидкость. Измерьте  высоты жидкостей, определите какая жидкость находится в левом колене сосуда, если известно в правом колене  находится вода. 

 Задача 3. С помощью барометра измерить давление  в цокольном этаже школы и на третьем,   сравните показания барометра. Сделайте вывод. Экспериментальное домашнее задание( для учащихся живущих в 10 этажном доме),  если у вас есть барометр, измерьте давление на первом этаже и последнем этажах вашего дома. сравните показание. Сделайте вывод.

Задача 4. Измерьте выталкивающую силу  действующую на  стальной цилиндр  на нити V = 13 см3, m = 35 г, опущенный в стакан с водой.

определите цену деления динамометра.

Запишите формулу для расчета выталкивающей силы. 

Определите вес тела в воздухе и воде.

Запишите численное значение выталкивающей силы.

Экспериментальные задачи по физике в 7 классе с решением

№ 1.
Определение внутреннего объема флакона из-под духов.

Оборудование:

• флакон из-под духов с пробкой,
• весы, гири,
• мензурка.

Способ 1.

1. Взвесить на весах флакон.

2. Найти объем стекла (плотность стекла известна) 

3. Опустить в мензурку закрытый флакон и определить объем вытесненной воды, который равен внешнему объему флакона

4. Определить внутренний объем флакона 

Способ 2.

1. Определить объем закрытого флакона с помощью мензурки V внеш

2. Открытый флакон погрузить в мензурку, после полного заполнения водой определить объем стекла V ст

3. Определить внутренний объем флакона 

№ 2.
Определение пустого пространства теннисного шарика, заполненного кусочками алюминия.

Оборудование:

• теннисный шарик, наполненный кусочками алюминия и герметически закрытый,
• весы, гири,
• мензурка.

Выполнение работы.

1. Определить массу шарика с помощью рычажных весов.

2. Определить объем шарика с помощью мензурки.

3. Определить объем алюминия (пренебрегая массой шарика) 

4. Найти объем пустого пространства 

№ 3. 
Определение массы латуни (меди) и алюминия в капроновом мешочке, не раскрывая его.

Оборудование:

• мешочек с кусочками металлов,
• весы, гири,
• мензурка.

Выполнение работы.

1. Взвесить мешочек на рычажных весах.

2. Определить объем металлов в мешочке с помощью мензурки.

3. Определить объем каждого металла

, 

, 

4. Определить массу каждого металла

№ 4.
Определение давления, создаваемого цилиндрическим телом на горизонтальную поверхность.

Способ 1.

Оборудование:

• цилиндрическое тело,
• весы, гири,
• линейка.

Выполнение работы.

1. Определить массу тела с помощью рычажных весов.

2. Найти вес тела 

3. Измерить диаметр цилиндра d с помощью линейки.

4. Определить площадь основания 

5. Определить давление, оказываемое телом на горизонтальную поверхность , где F=P

Способ 2.

Оборудование:

• цилиндрическое тело,
• весы, гири,
• миллиметровая бумага.

Выполнение работы.

1. Определить массу тела с помощью рычажных весов.

2. Найти вес тела 

3. Поставить на миллиметровую бумагу тело, обвести контур и приблизительно найти площадь основания цилиндра.

4. Определить давление, оказываемое телом на горизонтальную поверхность , где F=P

Способ 3.

Оборудование:

• цилиндрическое тело, известной плотности,
• полоска миллиметровой бумаги.

Выполнение работы.

1. Измерить полоской миллиметровой бумаги высоту h цилиндра и диаметр основания d.

2. Найти площадь основания и объем тела , 

3. Найти вес тела 

4. Определить давление, оказываемое телом на горизонтальную поверхность , где F=P

№ 5.
Определение массы тела, плавающего в воде.

Оборудование:

• цилиндрический сосуд (пластмассовая бутылка с отрезанным верхом),
• линейка,
• тело, плавающее в воде.

Выполнение работы.

1. Отметить уровень воды в бутылке.

2. Опустить в воду тело, определить высоту подъема воды h

3. Измерить диаметр d бутылки с помощью линейки.

4. Определить площадь сечения бутылки и объем вытесненной воды телом , 

5. Найти массу тела, используя условие плавания тела

№ 6.
Определение объема куска льда.

Оборудование:

• цилиндрический сосуд (пластмассовая бутылка с отрезанным верхом),
• линейка,
• кусок льда.

Выполнение работы.

1. Отметить уровень воды в бутылке.

2. Опустить в воду кусок льда, определить высоту подъема воды h

3. Измерить диаметр d бутылки с помощью линейки.

4. Определить площадь сечения бутылки и объем вытесненной воды льдом , 

5. Найти объем льда, используя условие плавания тела

№ 7.
Определение плотности твердого тела.

Оборудование:

• сосуд с водой,
• твердое тело небольших размеров,
• стакан,
• весы, гири.

Выполнение работы.

1. Определить массу стакана, доверху налитого водой m1.

2. Определить массу тела m.

3. Отлить воду из стакана, опустить тело в стакан, долить воду доверху и определить массу стакана с водой и телом m2.

4. Определить массу вытесненной воды телом 

5. Найти объем вытесненной воды, который равен объему тела 

6. Определить плотность тела 

Задачи для самостоятельной работы.

Задача № 1 :
Определить массу воздуха в комнате.
Задача № 2 :
Используя весы, разновески, мензурку и сосуд с водой, определить, однородно ли это тело.
Задача № 3 :
Как пользуясь весами и набором гирь, можно найти вместимость (т.е. внутренний объём) кастрюли.
Задача № 4 :
Необходимо как можно точнее узнать диаметр сравнительно тонкой проволоки располагая для этой цели только школьной тетрадью в клетку и карандашом. Как следует поступить?
Задача № 5 :
Стеклянная пробка имеет внутри полость. Можно ли с помощью весов, набора гирь и сосуда с водой определить объём полости, не разбивая пробки? Если можно, то как?
Задача № 6 :
Имеется алюминиевый шарик. Как с помощью весов и мензурки определить сплошной шарик или внутри него есть воздушная полость?
Задача № 7 :
Как измерить диаметр футбольного мяча с помощью жёсткой линейки?
Задача № 8 :
Определить ёмкость данного флакона с водой, используя только весы и разновес.
Задача № 9 :
Определить длину проволоки в мотке, не разматывая его, имея весы, разновес и масштабную линейку.
Задача № 10 :
Как определить плотность канцелярской скрепки.