Методы, способы, приемы решения физических задач

Решение задач в курсе физике - необходимый элемент учебной работы. Довольно часто задачи решаются лишь для тренинга, используются для иллюстрации формулы, правила, закона. Некоторые учителя практически не используют задачи в своей преподавательской деятельности, а если и используют, то это в основном задачи для "троечников", с чем я и встретилась на практике. Поэтому теряется такая

важная цель обучения, как развитие творческих способностей. Все решаемые задачи однообразные в своих решениях, практически все сводятся к элементарной подстановке данных в ранее выученную формулу. На практике школьников не знакомят с методами и способами решения физических задач, даже не всегда показывают алгоритм решения задач. В физике существует достаточно много оригинальных нестандартных методов решения задач, которые будут рассмотрены далее. Для развития творческих способностей, физического мышления важно уметь решать одну и туже задачу несколькими методами, а также уметь анализировать полученное решение.

Умение решать задачи поможет запомнить, вникнуть в суть физических законов. Кроме того, при решении нескольких задач одной темы учащиеся самопроизвольно запоминают формулы, законы, какие-либо определения и т.п.

Решение задач - одно из важных средств повторения, закрепления и проверки знаний учащихся.

Понятие физической задачи и классификация задач

Задачей считают проблему и определяют её как некую систему, связанную с другой системой - человеком (в широком смысле).

Физическая задача - это проблема, решаемая с помощью логических умозаключений, математических действий на основе законов и методов физики.

Приемы решения физических задач

Условно структуру деятельности по решению задачи можно представить следующим образом:

Решение любой задачи, и не только физической, начинается с анализа условия. Учащийся должен осознать условие, увидеть физическое явление, о котором идет речь в задаче.

На этапе поиска решения ученик вспоминает физические законы, определения, описывающие рассматриваемое в задаче физическое явление, строит его математическую модель.

На этапе решения производятся преобразования записанных формул, осуществляется намеченный план решения.

Проверка результата - это определение достоверности числового значения искомой величины или её размерности при отсутствии числовых данных.

Исследование решения - позволяет глубже проанализировать физическое явление. Никакую задачу нельзя исчерпать до конца, поскольку всегда остаётся что-то, над чем можно поразмышлять, найти другое решение задачи.

Известно два приема, применяемые при поиске решения задачи - это аналитический и синтетический приемы.

При использовании аналитического приема, начинают работу с анализа вопроса задачи и записи формулы, куда входит искомая величина. "Затем для величин, содержащихся в этой формуле, записывают уравнения, устанавливающие их связь с величинами, заданными в условии".

физическая задача решение классификация

Если используется синтетический прием, то решение начинается с установки связей величин, данных в условии, с другими, до тех пор, пока в уравнение в качестве неизвестной не войдет искомая величина.

Далее рассмотрим решение задач аналитическим и синтетическим приемом.

Задача: Тело движется равномерно вверх по наклонной плоскости. Найдите КПД наклонной плоскости, если её длина 1м, высота 0,6м и коэффициент трения равен 0,1. (рис.1)

Аналитический прием решения задачи:

Записывают формулу КПД: =*100%, где - полезная работа по подъему груза, - вся совершенная работа.

, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения, h - высота наклонной плоскости.

, где FT - сила тяги, l-длина наклонной плоскости.

Для нахождения силы тяги запишем уравнение движения:

m++=0; =mgSin+

Проецируем уравнение на ось Ох

mgSin+=0; mgSin+

Уравнение в проекции на ось Оу

mgCos+N=0; N= mgCos, = mgSin+ mgCos=mg (Sin+Cos)

==

Выразим Sin и Cos через длину и высоту наклонной плоскости:

Sin=h/l; Cos=

Подставляя значения величин, получим: =88%. Синтетический прием решения задачи: решение начинается с записи уравнения движения, из которого находится сила тяги:

m++=0

Записав уравнение в проекциях на координатные оси, получим:

= =mg (Sin+Cos)

Записываем уравнение для совершенной работы:

= mg (Sin+Cos) l

Выразим Sin и Cos через длину и высоту наклонной плоскости:

Sin=h/l; Cos=

Записываем формулу для полезной работы:

,

Выражение для КПД:

=*100%,

===