Работа по выявлению и развитию способностей учащихся

Исследовательские задания на уроках физики

Задача: «определить высоту трехэтажного дома (школы), в котором вы живете или учитесь (скорость звука не учитывать).

Эта задача ставится перед учащимися после изучения темы «Свободное падение тел».

Оборудование: консервная банка, секундомер

Ход работы: банку опускаем вниз, засекаем время, после удара банки о землю выключаем секундомер. Это будет время падения. Решение: h=gt2 /2, по данной формуле определяем высоту здания. Полученные таким образом знания глубже и прочнее усваиваются учеником, ведь оно приобретается в процессе активных самостоятельных действий. Многообразие типов экспериментальных задач позволяет использовать их на различных уроках, в зависимости от преследуемых целей.

Экспериментальная задача или занимательный опыт могут быть использованы:

1. Для создания проблемной ситуации или в качестве демонстрации перед изучением нового понятия или явления; Например, перед изучением темы в 10 классе «Закон Бернулли» создают проблемную ситуацию, показывая занимательный опыт: два воздушных шарика на нитках прикрепим к штативу рядом друг к другу. Учитель просит учащихся подуть между шариками. Что видим? Шарики притянулись друг к другу. Перед учащимися ставится задача: объяснить данный опыт после объяснения новой темы.

 2. Для проверки степени понимания учениками изучаемого на уроке материала; Например, после изучения темы в 8 классе «Источники питания» в конце урока можно дать учащимся медную монету, фольгу, ломтик соленого огурца, наушники и попросить соорудить гальванический элемент, проверив его работу наушниками.

Тема: «Атмосферное давление», экспериментальная задача: показать действие атмосферного давления. Оборудование: пластиковая бутылка, шило, стакан с водой. Решение: шилом проделать отверстие в нижней части бутылки с водой, закрытой крышкой, если крышку открыть вода из бутылки выливается, если закрыть вода не выливается.

3. Для закрепления изученного материала; Например, после изучения темы в 10 классе «Закон сохранения энергии», класс разделить на группы и каждой группе дать экспериментальную занимательную задачу, будет закрепление изученного материала и каждая группа представит свой проект в виде решения экспериментальной задачи:

1 группа: Определить, какую часть энергии теряет упругий шарик при одном соударении с поверхностью стола.

Оборудование: упругий шарик, штатив с лапкой линейка.

Решение: Линейку прикрепить к лапке штатива, шарик опускаем с высоты начала линейки, замерив начальную высоту, после того как шарик подпрыгнул после удара о стол замерить высоту подъема и по формуле Wp= Q + Wp1, Wp=mgh, Wp1=mgh1, Q=Wp-Wp1

2 группа: Определить, какую часть энергии теряет груз на пружине выйдя из состояния полного растяжения пружины.

3 группа: Определить какую часть энергии теряет шарик на нити, совершив одно колебание.

4 группа: Чему равна работа силы сопротивления в воде. Оборудование: груз на мягкой пружине, стакан с водой, штатив с лапкой линейка.

 4. Для проверки домашнего задания;

5. Для проведения контрольных и самостоятельных работ. Несмотря на неоспоримые и многочисленные достоинства экспериментальных задач, их использование в школьном процессе сопряжено с известными трудностями, а потому не распространено широко в школе. Главная проблема заключается в достаточно высоком уровне сложности для школьников экспериментальных задач. Ведь решение их требует от учащихся проявления творчества, смекалки, что вызывает у основной массы школьников большие затруднения. Это говорит о том, что решать подобные задачи школьникам без специальной подготовки трудно. Поэтому, предлагается предварять решение экспериментальной задачи разбором подобной теоретической.

Например, задача экспериментальная :

«Определите период вертикальных колебаний, совершаемых грузом, висящем на упругом резиновом жгуте длиной (в нерастянутом состоянии) l0=20см.

Оборудование: резиновый жгутик, груз, линейка. Парная теоретическая: Определить жесткость пружины, если колебания тела 51 массой 100г на ней вызывает удлинение 2 см.

Экспериментальная задача: Определить коэффициент трения скольжения деревянного бруска по крышке стола.

Оборудование: деревянный брусок с крючком, резиновый шнур длиной 15-20 см, нить длиной 20-30 см, миллиметровая линейка.

Парная теоретическая задача: Определить коэффициент трения при равномерном скольжении бруска массой m по крышке стола под действием пружины, если ее удлинении x, а коэффициент жесткости k.

 Школьникам с различными способностями нужно предлагать парные задачи с различной степенью приближения к экспериментальной по содержанию. Положительный результат во многом будет определяться умением учителя варьировать степень приближения теоретических парных задач к содержанию экспериментальных, реализуя индивидуальный подход в обучении, ориентируясь на уровне подготовки и способности каждого ученика.

Конкурс по физике «Лучший экспериментатор».

Для выявления детей, способных к исследовательской, прикладной деятельности в рамках проведения предметной недели в школе проводится конкурс «Лучший экспериментатор». Команда должна без руководства к действию, без инструктажа выполнить определенный эксперимент. В ходе наблюдения за работой детей, выявляю наиболее способных учеников.

Конкурс № 1 «Ай-да Архимед!»  

Задание: Измерить выталкивающую силу, действующую на грузик.

Конкурс № 2  «Давление воды»

Задание: Измерить давление воды на дно бутылки.

Конкурс № 3 «Осторожно, электричество!»

Задание: Найти силу тока в цепи, напряжение на лампе, мощность лампы.

Конкурс № 4 «Плотность вещества»

Задание: Определить вещество, из которого изготовлено данное тело.

Конкурс № 5 «Сила трения»

Задание: Определить коэффициент трения.

Конкурс № 6 «Давление твердого тела»

Задание: Определить давление, которое оказывает брусок на опору.

Конкурс № 7 «Влажность воздуха»

Задание: Определить влажность воздуха в кабинете.

Конкурс № 8 «Центр тяжести фигуры»

Задание: Определить центр тяжести фигуры.

Конкурс по физике «Лучший экспериментатор»

                                     Конкурс «Научная регата»

Цель проведения регаты: 

1. Сделать изучение физики занимательным, повысить интерес к изучению предмета, увеличить кругозор школьников, привлечь их к творчеству и поиску дополнительных знаний.
2. Выявить наиболее талантливых и способных учащихся.

От каждого класса формируется команда по 5 человек.

В начале игры команды приветствуют друг друга, эмблема, название, девиз.

План проведения:

1 этап «Заезд одиночек» - 1 человек от команды решает 10 задач за 10 минут.

На первом этапе предлагаются к решению самые простые задачки.

2 этап «Двойки» - 2 человека от команды решают совместно 1 задачу за 7 минут. На этом этапе предлагаются задачи сложнее, в 2-3 действия.

3 этап «Тройки» - 3 человека от класса решают одну задачу за 5 минут. Задача предлагается из методического пособия А.И.Семке «Нестандартные задачи по физике» для классов естественно-научного профиля.  Ярославль, Издательство Академия развития, 2007г. В этом пособии представлены задачи и короткие справки по физике с элементами биологии, географии, экологии, которые могут использоваться учителем физики на уроках и во внеурочной деятельности, а также учащимися при подготовке к уроку, при написании доклада, для саморазвития и для творческой работы.

4 этап «Команда» - решает 3 задачи повышенного уровня сложности за 10 минут

1 этап «Заезд одиночек»

Предмет: Физика

7 класс

1. Переведите 450г в килограммы.

2. Переведите 76 см в метры.

3. Переведите 21 л в м3.

4. В каких телах: жидких, твердых или газообразных быстрее происходит диффузия?

5. Автомобиль, движущийся со скоростью 60 км/ч проходит расстояние 180 км. За какое время он проезжает это расстояние?

6. Чему равна скорость трамвая, если за 30 минут он проезжает 8500м?

7. Какое расстояние пролетает комнатная муха за 10 минут, если её скорость 5 м/с?

8. Чему равна плотность свинца, если изделие имеет массу 2 кг, а объем          0, 000177 м3?

9. Рассчитайте массу стальной детали, если её объем 0,09 м3, плотность стали 7800 кг/м3?

10 Найдите объем алюминиевой детали, если плотность алюминия 2700 кг/м3, масса 300г?

___________________________________________________________________________

                Ответы

1 этап «Заезд одиночек»

Предмет: Физика

8 класс

1. Назовите 2 способа изменения внутренней энергии тела.

2. Назовите 3 вида теплопередачи.

3. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть воду массой 2 кг от 10 градусов до 90 градусов, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг С?

4. Какое количество теплоты выделяется при сгорании 3 кг бензина, если удельная теплота сгорания бензина 4,6 · 107 Дж/кг?

5. Какое количество теплоты необходимо затратить для плавления медной детали массой 4 кг, если удельная теплота плавления меди 2,1·105 Дж/кг?

6. Какое  количество теплоты необходимо затратить для превращения в пар 100 г воды, удельная теплота парообразования воды равна 2,3· 106 Дж/кг?

7. Как называются приборы для измерения влажности воздуха?

8. Что такое точка росы?

9. Из каких 4-ёх циклов состоит работа двигателя внутреннего сгорания?

10.Напишите формулу для расчета КПД двигателя внутреннего сгорания.

__________________________________________________________________________

Ответы:

1 этап «Заезд одиночек»

Предмет: Физика

9 класс

1.  Чему равен импульс тела, масса которого 2 кг, а скорость 5 м/с?

2. Рассчитайте кинетическую энергию тела, масса которого 3 кг, а скорость 4 м/с.

3. Рассчитайте потенциальную энергию тела,  масса которого 4 кг, поднятого на высоту   10 м.

4. Какое ускорение приобретает тело массой 10 кг, при действии на него силы 20 Н?

5. С каким ускорением движется тело по окружности, радиус которой 2 м, скорость движения тела 4 м/с?

6. Какое расстояние проходит тело за 3с, двигаясь с начальной скоростью 2 м/с, и имея ускорение 4 м/с2?

7. Какую скорость будет иметь тело через 2 секунды, если его бросили вверх с начальной скоростью 40 м/с?

8. Какую скорость будет иметь тело через 3с, если оно падает вниз. Начальная скорость тела равна 0.

9. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 100 кг?

10. Запишите формулу закона всемирного тяготения.

_________________________________________________________________

        Ответы:

1 этап «Заезд одиночек»

Предмет: Физика

10 класс

1. Чему равна полная механическая энергия тела, масса которого 5 кг, если оно, находясь на высоте 10 м, начинает падать вниз со скоростью 2м/с?
2. С каким ускорением движется тело по окружности, радиус которой    10 м, скорость движения тела 5 м/с?
3. Какое расстояние проходит тело за 4с, двигаясь с начальной скоростью 3 м/с, и имея ускорение 2 м/с2?
4. Какую скорость будет иметь тело через 2 секунды, если его бросили вверх с начальной скоростью 50 м/с?
5. Какую скорость будет иметь тело через 4с, если оно падает вниз. Начальная скорость тела равна 0.
6. Чему равна потенциальная энергия пружины, если её сжали на 5 см, жесткость пружины равна 110 Н/м?
7. Какую работу совершает человек, если он тянет сани с силой 20 Н, сани при этом перемещаются на 4м, угол между направлением силы и перемещения составляет 60°.
8.  Какую работу совершает двигатель мощностью 100 кВт за 20 мин?
9. Какое давление оказывает столб воды высотой 50см на дно?
10.  Чему равна архимедова сила, действующая на тело, если известно, что оно находится в воде, объем погруженной части тела составляет          0, 04 м3?

        Ответы:

1 этап «Заезд одиночек»

Предмет: Физика

11 класс

1. Чему равна сила Лоренца, действующая на электрон, движущийся со скоростью 105 м/с в магнитном поле, индукция которого составляет 3 Тл?

2. Чему равна сила Ампера, действующая на проводник с током, если длина проводника 90см, сила тока 2 А, индукция магнитного поля 2 Тл?

3. Чему равна магнитная энергия катушки, если её индуктивность 1 Гн, сила тока, проходящая через катушку 2А?

4. Чему равен период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, если электроемкость конденсатора 3 мкФ, индуктивность катушки 30 мГн?

5. Чему равна сила тока, протекающая в проводнике, сопротивление которого 6 Ом, напряжение 12В?

6. За 5 с магнитный поток, пронизывающий контур, убывает на 15 Вб.   Найдите ЭДС индукции в контуре.

7. Запишите закон Ома для полной цепи.

8. Запишите формулу закона всемирного тяготения.

9. Чему равна оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой 20см?

10. Какое количество теплоты необходимо затратить для нагревания 3 кг воды от 10°С до 100°С , если удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг·°С?

________________________________________________________________

        Ответы:

2 этап «Двойки»

Предмет: Физика

7 класс

Вопрос  

Валле-де-Мэ – девственный пальмовый лес на Сейшельских островах. Здесь растет редчайшая сейшельская пальма. Её семена , так называемые морские орехи, - самые большие  и тяжелые на планете. Их масса может достигать   20 кг.

Вопрос: Чему равен объем сейшельского ореха, если его средняя плотность 600 кг/м3?

Ответ: 0,03 м3

_________________________________________________________________

        Вопрос

По некоторым данным , биомасса всех головоногих моллюсков Мирового океана составляет не менее 2,3 миллиарда тонн.

Вопрос: Чему равен объем моллюсков при условии, что их плотность близка к плотности воды 1000 кг/м3.

Ответ: 2 300 000 м3

_________________________________________________________________

Вопрос  

Кегельные шары изготавливаются из гваякового дерева, растущего в Центральной и Южной Америке. Древесина этого дерева очень твердая и плотная, плотность 1,2 г/см3.

Вопрос: Чему равна масса кегельного шара, если его радиус примерно 10см. Объем шара находится по формуле:  V = (4·π·R3) / 3    , где π=3,14.

R – радиус шара.

Ответ: Примерно 5 кг

__________________________________________________________________

        Вопрос

Японский селекционер Томоюки Оно вывел сорт арбузов, имеющих кубическую форму. Он утверждает, что не пользовался при этом никакими механическими приспособлениями или химическими препаратами. Новый сорт арбузов очень удобен для хранения и транспортировки.

Вопрос: Чему равна масса такого арбуза? Сторона арбуза 15см, а его плотность близка к плотности воды 1000 кг/м3.

Ответ: 3,375кг

_______________________________________________________________

Лист для учителя

2 этап «Двойки»

Предмет: Физика

8 класс

Вопрос

Жара – это первое, что приходит на ум, когда говорят о пустыне. Температура в тени в пустыне 50°С и более, почва при этом прогревается до 80 °С. Для того, чтобы запечь яйцо, не нужна сковородка: достаточно закопать его в горячий песок. Металл на солнце раскаляется так, что прикосновение к нему вызывает сильные ожоги.

Вопрос: До какой температуры нагревается стальной лист массой 1 кг, если при нагревании он поглощает 100 000 Дж энергии? Начальная температура воздуха 50°С. Удельная теплоемкость стали 500 Дж/кг·°С.

Ответ: 250 °С

2 этап «Двойки»

Предмет: Физика

9 класс

Вопрос

Крот, этот маленький слепой зверек с широкими ладошками, вывернутыми наружу, настоящий трудяга. Всего 10-15 см длиной и 1Н весом, он выносит на поверхность на 1 гектаре березового леса за 1 год землю весом 100 кН.

Вопрос: Определите массу крота и массу земли, которую он выносит за  1 год.

Ответ: масса крота 100 г, масса земли 10т или 10 000 кг

2 этап «Двойки»

Предмет: Физика

10 класс

Вопрос

Такие обитатели морей, как осьминог, каракатица, моллюск сальпа, при перемещении используют принцип реактивного движения – они втягивают воду в специальные мускулистые мешки своего тела, а затем выталкивают её наружу. Благодаря этому животные получают возможность перемещаться в направлении, противоположном выбрасываемой струе.

Вопрос: Чему равна скорость осьминога, масса которого 800 г при одном выталкивании воды массой 100 г со скоростью 20 м/с

Ответ: 2, 5 м/с

2 этап «Двойки»

Предмет: Физика

11 класс

Вопрос

С 1971 года в некоторых клиниках стали успешно применять электрическое поле для лечения костных переломов у людей. Так как этот метод связан с вживлением под кожу специальных электродов, его применяют только тогда, когда обычное лечение ( с фиксацией)  не дает положительного результата в течение нескольких лет. Результаты электролечения превзошли все ожидания. У 84% больных пропускание постоянного тока ( 10-20 мкА) через 3 месяца приводило к интенсивному срастанию кости в месте перелома.

Вопрос: Какой заряд проходил через кость за это время?

Ответ: 3,24-6,48 Кл

3 этап «Тройки»

Предмет: Физика

7 класс

Задача

В карьере за сутки добыто 5000 м3 песка. Сколько железнодорожных платформ грузоподъемностью 65 т потребуется, чтобы перевезти этот песок?

Ответ: 116 платформ

3 этап «Тройки»

Предмет: Физика

8 класс

Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20°С до кипения? Удельная теплоемкость алюминия равна 920 Дж/кг ·°С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг ·°С.

Ответ: 519 кДж

3 этап «Тройки»

Предмет: Физика

9 класс

Задача

На каком расстоянии от поверхности Земли сила притяжения  космического корабля к ней в 100 раз меньше, чем на поверхности Земли?

Ответ: на расстоянии 9 земных радиусов

3 этап «Тройки»

Предмет: Физика

10 класс

Задача

Средний радиус планеты Меркурий 2420 км, а ускорение свободного падения на планете 3,72 м/с2. Найти массу Меркурия.

Ответ: 3,27· 1023 кг

3 этап «Тройки»

Предмет: Физика

11 класс

Задача

Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом 60° к направлению поля, движется по винтовой линии радиусом 5 см с периодом 60 мкс. Какова скорость электрона, индукция магнитного поля и шаг винтовой линии?

Ответ: 6 км/с, 0,6 мкТл, 0,18 м

Олимпиадные задания по физике.

7 класс

1. Моторная лодка движется по реке против течения. Собственная скорость лодки 4 м/с, скорость воды 1,5 м/с. Какое время понадобится лодке на преодоление расстояния 9 км?

2. Спортсменка, которая обычно пробегала дистанцию со скоростью 5 м/с, после тренировок стала ту же дистанцию пробегать со средней скоростью 6 м/с. Из-за чего время прохождения дистанции сократилось на 50 с. Найдите длину дистанции.

3. Из одного города в другой вышел пешеход. Когда он прошел 27 км, вслед за ним выехал автомобиль со скоростью в 10 раз большей, чем у пешехода. Второго города они достигли одновременно. Чему равно расстояние между городами?

4. Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в три раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составила 6 км/ч. Какова средняя скорость движения поезда?

Решение.

1. Моторная лодка движется по реке против течения. Собственная скорость лодки 4 м/с, скорость воды 1,5 м/с. Какое время понадобится лодке на преодоление расстояния 9 км?

Решение:

S= 9 км = 9000 м

υ = υл – υт – скорость лодки против течения

t =  = =  = 3600 с = 1 ч

Ответ: 1 ч

2. Спортсменка, которая обычно пробегала дистанцию со скоростью 5 м/с, после тренировок стала ту же дистанцию пробегать со средней скоростью 6 м/с. Из-за чего время прохождения дистанции сократилось на 50 с. Найдите длину дистанции.

Решение:

S – длина дистанции

t1 =  – 1 время пробега

t2 = 2 время пробега

Δt = t1 – t2 –разница во времени

 - =Δt

S =  =  = 1500 м

Ответ: 1500 м

3. Из одного города в другой вышел пешеход. Когда он прошел 27 км, вслед за ним выехал автомобиль со скоростью в 10 раз большей, чем у пешехода. Второго города они достигли одновременно. Чему равно расстояние между городами?

Решение:

υ – скорость пешехода

10υ – скорость автомобиля

S = υ*t1, t1 – время пешехода

S = υ*t2, t2 – время автомобиля

t =  –разница во времени между пешеходом и автомобилем

t1 –t2 = t

 -  =

S = 30000 м = 30км

Ответ: 30 км

4. Катер прошел первую половину пути со средней скоростью в три раза большей, чем вторую. Средняя скорость на всем пути составила 6 км/ч. Какова средняя скорость движения поезда?

Решение:

S1 = S

υср1 =         υср2 =

 =  =  = 3, t2 = 3t1

υср =  =  =  = ; t1 =

υср1 =  = 2υср = 2*6 м/с =12 м/с

Ответ: 12 М/С

Олимпиадные задания по физике для 10 класса

№1  
Один  мотоциклист проехал половину пути со скоростью v1, а другую половину пути со скоростью v2. Другой мотоциклист этот же путь проехал половину времени со скоростью v1, а другую половину времени со скоростью v2. Определите отношение средних скоростей мотоциклистов.

№2

Шарик с плотностью р, меньшей, чем у воды, падает с высоты Н в воду. Сила сопротивления в воде составляет1/3 веса шарика. Пренебрегая силой сопротивления воздуха, определите, на какую глубину шарик погрузится в воду. Плотность воды р0.

                                     Решение:                                             Fт                                                           

Дано:                                                   H                                                                                                                                                                                

 р0-плотность воды

р-плотность шарика                                                        Fсопр

Н-высота падения                                                            Fа                     h

F сопр=1/3р                                                                        Fтяж

Найти:

h-глубину погружения
                                                               

                                                                  №3

Гиря массой m, подвешенная на пружине жесткостью k, совершает колебания амплитудой А.Определить максимальное значение импульса гири в процессе колебания.

                                                    Решение

Дано:

m-масса гири

k-жесткость пружины

А-амплитуда колебания

                                                                  №4

Определить, до какой минимальной температуры надо нагреть стальной шарик, чтобы он, будучи положен на лед, полностью в него погрузился. Температура льда O0С,удельная теплоемкость стали С, плотность стали р0,плотность льда удельная теплота плавления льда λ.

                                                       Решение

Дано:

t0= O0С
C -удельная теплоемкость стали

р0- плотность стали

p- плотность льда

λ- удельная теплота плавления льда

                                                      №5

Определить, сколько витков никелиновой проволоки надо навить на фарфоровый цилиндр диаметром d, чтобы сделать кипятильников котором за время t закипела бы вода массой m, взятая при температуре t1.Напряжение в сети U.Диаметр проволоки d0, а к  полезного действия кипятильника принять равным 50%. Удельное сопротивление никелина удельная теплоемкость воды С.

Дано:

d- диаметр цилиндра

t- время нагрева до кипения

m-масса воды
t1-начальная температура воды

t2-конечная температура воды

С- удельная теплоемкость воды

р- удельное сопротивление никелина

d0-диаметр проволоки

n=50%
U-напряжение в сети
Найти: N

Творческие задания для учеников 8 классов

К теме «Электрическое напряжение»

На рисунках изображены электроприборы (обозначены буквой) и соответствующие им напряжения (обозначены цифрой). Каждому прибору сопоставьте напряжение. Если вы сделаете это правильно, то на пересечении соответствующих строк и столбцов центрального квадрата получите шесть букв, из которых нужно составить слово, которое поможет вам перейти к следующему параграфу домашнего задания. Что это за слово и как называется этот домашний параграф?