Сторінка
4
Модуль переміщення:
Тому
Такий метод є зручнішим, оскільки ним можна користуватися навіть в разі змінної сили і довільної траєкторії. Після параграфу наведені питання для самоконтролю учнів:
1.Чому кінетична енергія є величиною відносною?
2. Як робота пов’язана з кінетичною енергією?
У § 46 розглядається поняття «потенціальна енергія» і робота сили тяжіння. Необхідно звернути увагу учнів на те, що робота вили тяжіння дорівнює зміні потенціальної енергії з протилежним знаком. Закон збереження та перетворення енергії вивчається у § 49 при детальному розгляді взаємодії тіла масою m та стиснутої пружини, деформація якої 
.
Дещо іншою методикою користується Божинова у підручнику з фізики за 8 клас: поняття енергія також вводиться на основі поняття робота, але дещо відрізняється поетапність викладення матеріалу даного розділу, так у § 25 вводиться поняття робота разом з потенціальною енергією за тим же принципом, що і в Коршака. Поняття кінетична енергія з законом збереження та перетворення енергії розглядаються у § 26. Нажаль, у цьому підручнику немає виводу формули для кінетичної енергії, що може спричинити нерозуміння фізичного сенсу поняття, з боку учнів. Розповідь учителя має підкріплюватись такими демонстраціями: перехід одного виду механічної енергії в інший(коливання кульки); виконання роботи за рахунок кінетичної енергії тіла(рух візка по похилій площині). Проте перевагами є те, що підручник дуже добре проілюстрований та з великою кількістю прикладів та задач якісного характеру, що надають можливість учням подумати, знайти правильну відповідь, висловити свої міркування, щодо даної задачі. Наприклад: чому легковим автомобілям дозволено їздити містом з більшою швидкістю, ніж вантажним?
Вдруге учні зустрічають з поняття закону збереження енергії у 10 класі під час вивчення розділу «Динаміка» методика вивчення закону збереження енергії така ж, але питання на багато порядків складніші, якісні задачі вимагають більш детального пояснення та розуміння, тепер закон збереження енергії використовується не лише в механіці, а й у розділі механічні коливання, розділі термодинаміки, електродинаміки. Тепер учні мають змогу розв’язувати задачі користуючись поняттям закони збереження, що значно спрощує та прискорює розв’язок.
Старша школа –рівень стандарту
|
Зміст навчального матеріалу |
Державні вимоги до рівня загальноосвітньої підготовки учнів |
|
Динаміка Механічна взаємодія тіл. Сила. Види сил у механіці. Вимірювання сил. Додавання сил. Закони динаміки. Перший закон Ньютона. Інерція та інертність. Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона. Межі застосування законів Ньютона. Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Вага і невагомість. Штучні супутники Землі. Розвиток космонавтики. Рух тіла під дією кількох сил. Рівновага тіл. Момент сили. Умова рівноваги тіла, що має вісь обертання. Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. Механічна енергія. Кінетична і потенціальна енергія. Закон збереження енергії. Лабораторні роботи: 2. Вимірювання сил. 3. Дослідження рівноваги тіла під дією кількох сил. Демонстрації: 1. Вимірювання сил. 2. Додавання сил, що діють під кутом одна до одної. 3. Вага тіла при прискореному підніманні та падінні. 4. Рівновага тіл, під дією декількох сил. 5. Дослід із “жолобом Галілея”. 6. Закони Ньютона. 7. Реактивний рух. 8. Пружний удар двох кульок Фізичний практикум Дослідження механічного руху з урахуванням закону збереження енергії |
Учень: називає основні етапи розвитку космонавтики та її творців; наводить приклади прояву законів збереження енергії та ім¬пуль¬су в природі й техніці, практичних застосувань законів динаміки; розрізняє рівняння кінематики і рівняння динаміки руху тіла; формулює умови рівноваги тіла для поступального і обертального рухів, І, ІІ і ІІІ закони Ньютона, закон всесвітнього тяжіння, закони збереження механічної енергії, імпульсу; записує їх формули; може описати всесвітнє тяжіння і реактивний рух, рух тіла під дією кількох сил, обґрунтувати реактивний рух як прояв дії закону збереження імпульсу; характеризувати універсальність законів Ньютона, пояснити фізичний зміст поняття імпульсу; порівняти різні методи вимірювання сил; здатний спостерігати залежність ваги тіла від руху опори чи підвісу, користуватися динамометром і визначати конкретні умови рівноваги тіла під дією декількох сил, оцінити похибки вимірювання і дотримуватися правил експлуатації приладів, які при цьому використовуються; може розв’язувати задачі, застосовуючи умови рівноваги тіла, закони динаміки при описанні окремих прикладів руху тіл та їх взаємодії, законів збереження імпульсу, енергії, представляти результати вивчення умов рівноваги тіла та застосування законів руху при розв’язуванні навчальних фізичних задач за допомогою таблиць, графіків, формул; систематизувати знання про закони динаміки та межі їх застосування; досліджувати можливі шляхи та екологічні проблеми вивільнення і споживання механічної енергії в регіоні;може розв’язувати задачі, застосовуючи закони динаміки, всесвітнього тяжіння, збереження імпульсу, енергії. Учень: називає прилади і матеріали, які використовувалися; формулює мету і завдання дослідження, і його теоретичні положення; може описати і обґрунтувати суть методу дослідження (ідею досліду); здатний самостійно вивчити або повторити теорію роботи, самостійно зібрати установку і виконати дослідження згідно з відповідною (спеціальною) інструкцією і в разі необхідності неодноразово повторити дослід; користуватися приладами, визначати їх загальні характеристики, дотримуватися правил експлуатації приладів; може представляти результати виконання теоретичних і експериментально-практичних завдань за допомогою формули, таблиці, графіка; оцінювати і перевіряти ступінь достовірності отриманих результатів; оцінювати практичну значимість набутого досвіду. |
У 10 класі поряд з темою закон збереження енергії вивчається закон збереження імпульсу. При вивченні закону збереження імпульсу вводять ряд нових фізичних понять.
Засвоєння деяких з них дуже важливо для вивчення всього розділу. До числа цих понять слід віднести такі: сила, вага, невагомість, механічна система, замкнута механічна система, зовнішні сили, внутрішні сили, консервативні сили.
Проаналізуємо підручник з фізики за 10 клас: поняття імпульс належить до тих фізичних величин на які поширюється закон збереження, що дає можливість визначати імпульси тіл та їх стан після взаємодії. Методика навчання є такою : у §41 розглядають задачу про взаємодію двох тіл, де за допомогою III закону Ньютона та імпульсів тіл виводять закон збереження імпульсу. У цьому розділі також розглядають поняття «пружний» та «непружний» удари. Після параграфу учням на самостійне опрацювання дається блок задач, деякі з них позначені *(зірочкою), що говорить про складність завдань.