Зміст
Введення
Методикавивчення обертальний рух твердого тіла в класах з поглибленим вивченнямфізики
Конспектуроку по темі В«Обертальний рух тілВ»
Прикладивирішення завдань по темі В«Динаміка обертального руху твердого тіла навколонерухомої осі В»
Задача№ 1
Задача№ 2
Задача№ 3
Списоквикористовуваної літератури
Введення
Однією з головних особливостейсучасного періоду реформування шкільної освіти є орієнтація шкільногоосвіти на широку диференціацію навчання, що дозволяє задовольнити потребикожного учня, в тому числі і тих, хто проявляє особливий інтерес і здібностідо предмета.
На даний момент ця тенденціяпоглиблюється переходом старшої щаблі середньої школи на профільне навчання, щодозволяє забезпечити відновлення спадкоємності середньої та вищої освіти.Концепція профільного навчання визначила його метою В«підвищення якості освітиі встановлення рівного доступу до повноцінного утворення різних категорій учніввідповідно до їх індивідуальними схильностями і потребами В».
Для учнів це означає,що вибір фізико-математичного профілю навчання повинен гарантувати такий рівеньнавчання, який би дозволяв задовольнити головну потребу даної групи учнів-Продовження навчання у вищих навчальних закладах відповідного профілю. Випускниксередньої школи, який вирішив продовжити освіту у вузах фізичного та технічногопрофілів повинен мати поглиблену підготовку з фізики. Вона є необхідноюбазою навчання в цих вузах.
Рішення задач профільногонавчання фізики можливо лише за умови використання розширених, поглибленихпрограм. Аналіз змісту програм для профільних класів різних авторськихколективів показує, що всі вони містять розширений, у порівнянні з базовимипрограмами, обсяг навчального матеріалу з усіх розділів фізики і передбачаютьйого поглиблене вивчення. Складовою частиною змісту розділу В«МеханікаВ» цих програмє теорія обертального руху.
При вивченні кінематики обертальногоруху формуються поняття кутових характеристик (кутове переміщення, кутова
швидкість, кутове прискорення), показується їх зв'язок один з одним і з лінійнимихарактеристиками руху. При вивченні динаміки обертального руху формуютьсяпоняття В«момент інерціїВ», В«момент імпульсуВ», відбувається поглиблення поняття В«моментсили В». Особливу важливість представляють вивчення основного закону динаміки обертальногоруху, закону збереження моменту імпульсу, теореми Гюйгенса-Штейнера про обчисленнімоменту інерції при переносі осі обертання, обчислення кінетичної енергії обертовоготіла.
Знання кінематичних і динамічниххарактеристик і законів обертального руху необхідні для поглибленого вивченняне тільки механіки, але й інших розділів фізики. Теорія обертового руху,передбачає на перший погляд, В«вузькуВ» область використання, має велике значеннядля подальшого вивчення небесної механіки, теорії коливань фізичного маятника,теорій теплоємності речовин і поляризації діелектриків, руху заряджених частинокв магнітному полі, магнітних властивостей речовин, класичної та квантової моделей атома.
Аналіз змісту завдань,пропонованих абітурієнтам на вступних іспитах з фізики в провідних фізико-технічнихвузах країни, також показує, що знання з теорії обертального руху сприяютьуспішному виконанню таких завдань.
Існуючий рівень професійно-методичноїпідготовленості більшості вчителів фізики до викладання теорії обертальногоруху в умовах профільного навчання недостатній, у багатьох учителів немає повногорозуміння ролі теорії обертального руху у вивченні шкільного курсу фізики.Тому необхідна більш глибока професійно-методична підготовка, якадозволила б вчителеві максимально використовувати дидактичні можливості для вирішеннязавдань профільного навчання.
Відсутність в діючих програмахпедвузів з теорії та методики викладання фізики розділу В«Науково-методичний аналізі методика вивчення теорії обертового руху В»призводить до того, що випускникипедвузів також виявляються недостатньо підготовленими до вирішення що стоять передними професійних завдань у процесі викладання теорії обертального рухув профільних класах.
Таким чином, актуальністьдослідження визначається: протиріччям між вимогами, що пред'являються шкільнимипрофільними програмами для поглибленого вивчення фізики до рівня знань учнівпо теорії обертового руху та реальним рівнем знань учнів; протиріччямміж завданнями, що стоять перед вчителем у процесі викладання теорії обертальногоруху в класах з поглибленим вивченням фізики, і рівнем його відповідноїпрофесійно-методичної підготовки.
Проблемою дослідження єпошук ефективних методів викладання теорії обертального руху в профільнихкласах з поглибленим вивченням фізики.
Мета дослідження полягаєу розробці ефективних методів викладання теорії обертового руху, що сприяютьпідвищенню рівня знань учнів, необхідних для глибокого засвоєння шкільного курсуфізики, і змісту відповідної професійно-методичної підготовки вчителя.
Об'єктом дослідження єпроцес навчання фізики учнів класів з поглибленим вивченням предмета.
Предметом дослідження єметодика викладання теорії обертового руху та інших розділів у класахз поглибленим вивченням фізики.
Гіпотеза дослідження: Якщорозробити методику викладання кінематики і динаміки обертального руху,то це дозволить підвищити рівень знань учнів не тільки з теорії обертальногоруху, але і по інших розділах шкільного курсу фізики, де використовуються елементицієї теорії.
обертальнийрух фізика тіло
Методика вивчення обертальний рух твердого тіла в класах з поглибленимвивченням фізики
Вивчення динаміки обертальногоруху твердого тіла переслідує наступну мету: познайомити учнів з законамируху тіл під дією моментів прикладених до них сил. Для цього необхідноввести поняття моменту сили, моменту імпульсу, моменту інерції, вивчити закон збереженнямоменту імпульсу відносно нерухомої осі.
Вивчення обертального рухутвердого тіла доцільно почати з вивчення руху матеріальної точки по колу.У цьому випадку легко ввести поняття моменту сил відносно осі обертання і отриматирівняння обертального руху. Необхідно зауважити, що ця тема є важкимдля засвоєння, тому для кращого розуміння і запам'ятовування головних співвідношень рекомендуєтьсяпроводити зіставлення з формулами для поступального руху. Учням відомо,що динаміка поступального руху вивчає причини виникнення прискорення тілі дозволяє обчислити їх напрямки та величину. Другий закон Ньютона встановлюєзалежність величини і напрямки прискорення від діючої сили і маси тіла. Динамікаобертального руху вивчає причини появи кутового прискорення. Основне рівнянняобертального руху встановлює залежність кутового прискорення від моменту силиі моменту інерції тіла.
Далі, розглядаючи твердетіло як систему матеріальних точок, що обертаються по колу, центри яких лежатьна осі обертання твердого тіла, легко отримати рівняння руху абсолютно твердоготіла навколо нерухомої осі. Складність вирішення рівняння полягає в необхідностіобчислення моменту інерції тіла відносно його осі обертання. Якщо немає можливостіознайомити учнів з методами обчислення моментів інерції, наприклад, через їх недостатнюматематичної підготовки, то можна без виведення дати значення моментів інерції такихтел як куля, диск. Як показує досвід, учні насилу засвоюють поняття про векторномухарактері кутової швидкості, моменту сили і моменту імпульсу. Тому необхідновиділити можливо більший час для вивчення цього розділу, розглянути більшучисло прикладів і задач (або робити це на позакласних заняттях).
Продовжуючи аналогію з поступальнимрухом, розгляньте закон збереження моменту імпульсу. При вивченні динамікипоступального руху зазначалося, що в результаті дії сили змінюється імпульстіла. При обертальному русі змінюється момент імпульсу під дією моментусили. Якщо момент зовнішніх сил дорівнює нулю, то момент імпульсу зберігається. <...
