Вычисление погрешностей при выполнении работ физического

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ПЕРЕПОДГОТОВКИ РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ
Элективный курс по физике
«Вычисление погрешностей при выполнении
работ физического практикума».
(для 10 класса)
Составил: Кононыхин Анатолий
Петрович – учитель физики МОУ
« Равнинная средняя общеобразова тельная школа» Пономаревского р-на
Оренбургской области.
Оренбург, 2008
Элективный курс по физике
« Вычисление погрешностей при выполнении работ физического
практикума»
( для учащихся 10 класса).
Пояснительная записка.
Суть профильной подготовки – создать образовательное пространство,
способствующее самоопределению учащихся: через организацию курсов по
выбору, информационную работу и профильную ориентацию.
Элективный курс по профильной подготовке учащихся 10 классов
посвящён одному из самых важных вопросов школьного курса – выполнению
работ
физического
практикума.
Учащиеся,
окончившие
среднюю
общеобразовательную школу, должны не только понимать окружающую их
действительность, но и уметь плодотворно применять полученные знания и
навыки в своей практической деятельности.
Основная цель курса – повысить физическую
рамках
школьной
программы, перейти
от
культуру учащихся в
репродуктивного
усвоения
материала ( простого усвоения материала ) к творческому. Развить у учащихся
самостоятельность в обращении с измерительными приборами, научить
разбираться
в
границах
применения
приборов
в
разных
условиях,
самостоятельно собирать установки и проводить эксперименты с ними.
Познакомить учащихся с некоторыми простейшими методами исследований и
измерений, которыми пользуются в современной технике.
Элективный курс «Вычисление погрешностей при выполнении работ
физического практикума» поможет учащимся оценить свои способности не
только к физике, но и к математике на повышенном уровне и сделать
осознанный выбор дальнейшего обучения.
Курс рассчитан на 17 часов.
2
Учебно – тематическое планирование.
Таблица № 1.
№
Наименование темы
1 Вычисление
погрешностей
измерений
Количество часов.
при
выполнении работ физического практикума.
1
2 Работа №1 «Измерение линейных размеров тел с
помощью микрометра и микроскопа».
2
3 Работа №2 «Измерение времени реакции человека
на звуковые и световые сигналы».
2
4 Работа №3 «Изучение ускоренного движения
стробоскопическим методом».
2
5 Работа №4 «Экспериментальная проверка 2 закона
Ньютона».
2
6 Работа №5 «Сравнение масс взаимодействующих
тел и проверка свойства аддитивности масс».
2
7 Работа №6 «Экспериментальное установление
пропорциональности инертной и гравитационной
масс».
2
8 Работа №7 «Проверка уравнения динамики
вращательного движения».
2
9 Творческие конструкторские и лабораторные
задания.
2
Содержание.
1. Вычисление погрешностей измерений при выполнении работ
физического практикума (1 час).
Абсолютная
и
относительная
погрешности
результата
измерений. Некоторые формулы для расчёта погрешностей.
2. Работа №1
«Измерение линейных размеров тел с помощью
3
микрометра и микроскопа» (2 часа).
Определить
толщину
волоса
с
помощью
микрометра
и
микроскопа. Оценить границу абсолютной и относительной погрешностей
измерений, выполненных с помощью этих приборов.
3. Работа №2 «Измерение времени реакции человека на звуковые и
световые сигналы» (2 часа).
Измерить время своей реакции на звуковые и световые сигналы.
4. Работа №3 «Изучение ускоренного движения стробоскопическим
методом» (2часа).
Экспериментальное
исследование
движения
свободно
падающего тела стробоскопическим методом.
5. Работа №4 «Экспериментальная проверка 2 закона Ньютона» (2часа).
Уметь
измерять
силу,
массу
и
ускорение.
(Силу
–
динамометром, массу – с помощью весов, ускорение – вычислять по
кинематическим формулам).
6. Работа №5 «Сравнение масс взаимодействующих тел и проверка
свойства аддитивности масс» (2часа).
Экспериментальная проверка фундаментального свойства масс
– аддитивности. (Свойство кажется очевидным, но в физике ни одно
утверждение не принимается на веру без эксперимента).
7. Работа №6 «Экспериментальное установление пропорциональности
инертной и гравитационной масс» (2 часа).
Обнаружение пропорциональности инертной и гравитационной
масс с помощью маятников.
8. Работа №7
«Проверка уравнения динамики
вращательного
движения» (2 часа).
Проверка
основного
уравнения
динамики
вращательного
движения твердого тела.
9. Творческие конструкторские и лабораторные задания (2 часа).
4
Предложить несколько вариантов конструкций приборов или методов,
с помощью которых можно:
Ι. Производить автоматическую запись зависимости пути от
времени.
ΙΙ. Определять массу тел в условиях невесомости.
ΙΙΙ. Измерять частоту вращения вала электродвигателя.
Разработать один или несколько вариантов выполнения
следующих лабораторных заданий:
Ι. Производить запуск уравновешенных друг с другом грузов с
постоянной заданной скоростью.
ΙΙ.
Рассчитать
максимальную
высоту
подъёма
снаряда,
выпущенного из пружинной пушки.
Таблица № 2.
Некоторые формулы для расчёта погрешностей.
Вид функции
Абсолютная
Относительная
погрешность
погрешность
f=x+y
∆f = ∆x + ∆y
f=x+y
∆f = ∆x + ∆y
f = x·y
Δf = xΔy + yΔx
f=
x
y
Δf =
xy  yx
y2
f = xn
Δf = nx n 1 ·Δx
f= n x
Δf =
x
n
n x
f =sin x
f=
1
1
+
x
y
n 1
Δf = cos x·Δx
Δf =
y
x
+ 2
2
x
y
5
ε=
x   y
x y
ε f = εx + εy
ε f = εx + εy
ε f = nε x
εf=
1
εx
n
ε f = ctg x·Δx
x

x2
εf=
1

x
y
y2
1
y
Литература.
1. Буров В.А., Дик Ю.И., Практикум по физике в средней школе:
Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1987.
2. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Пономарева А.В., Факультативный курс
физики: Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1977.
3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Физика: Учеб. для 10 кл. общеобразоват.
учреждений. М.: Просвещение, 1998.
4. Практикум по физике в средней школе. Дидакт. материал. Под
редакцией А.А.Покровского. М.: Просвещение, 1977.
6