Решение задач по механике

Раздел 6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ «ФИЗИКА» 
«Решение задач по механике»
Ольховская Ю.В. учитель физики
высшей квалификационной категории
МОУ СОШ №14 г. Новотроицка
Пояснительная записка
Знать физику – означает уметь
решать задачи
Э. Ферми
Важная цель обучения физике — овладение учащимися
методами решения практических задач, так как человеческое
познание есть непрекращающийся процесс постановки и
разрешения новых проблем.
В период ускорения научно-технического прогресса умения
ставить и решать практические задачи особенно ценны.
При их анализе и решении сообщаются знания о конкретных
объектах и физических явлениях, создаются и разрешаются
проблемные
ситуации,
формируются
практические
и
интеллектуальные умения, сообщаются знания из истории науки и
техники.
Решение задач по физике — необходимый элемент учебной
работы. Задачи дают материал для упражнений, требующих
применения
физических
закономерностей
к
явлениям,
протекающим в тех или иных конкретных условиях. Поэтому они
имеют большое значение для конкретизации знаний учащихся, для
привития им умения видеть различные конкретные проявления
общих законов. Без такой конкретизации знания остаются
книжными, не имеющими практической ценности. Задачи
способствуют более глубокому и прочному усвоению физических
законов, развитию логического мышления, сообразительности,
инициативы, воли и настойчивости в достижении поставленной

Научно-методическая консультация осуществлялась Е.А.Груздовой, зав. УМК физики ООИПКРО
цели, вызывают интерес к физике, помогают приобретению
навыков самостоятельной работы и служат незаменимым
средством для развития самостоятельности в суждениях.
Содержание физических задач расширяет круг знаний
учащихся о явлениях природы и техники, взаимосвязи законов
природы.
В процессе выполнения задач ученики непосредственно
сталкиваются с необходимостью применять полученные знания по
физике в жизни, глубже осознают связь теории с практикой. Это
одно из важных средств повторения, закрепления и проверки
знаний учащихся, один из основных методов обучения физике. С
помощью решения задач сообщаются знания о конкретных
объектах и явлениях, создаются и решаются проблемные ситуации,
формируются практические и интеллектуальные умения,
сообщаются знания из истории науки и техники, формируются
такие качества личности, как целеустремленность, настойчивость,
аккуратность,
внимательность,
дисциплинированность,
развиваются эстетические чувства, формируются творческие
способности. В период ускорения научно-технического прогресса
на каждом рабочем месте необходимы умения ставить и решать
задачи науки, техники, жизни. Поэтому важнейшей целью
физического образования является формирование умений работать
со школьной учебной физической задачей.
Последовательно это можно сделать в рамках предлагаемой
ниже программы.
ЦЕЛЬ ПРОГРАММЫ:
Формирование знаний о классификации, приемах и методах
решения физических задач и умений решать школьные физические
задачи по механике.
ЗАДАЧИ:
o прививать интерес к физике, к решению
физических задач;
o совершенствовать полученные в основном курсе
знания и умения;
o учить производить эквивалентные преобразования
формул (уравнений), важных в повседневной
практике.
o формировать четкое представление о методах
решения задач.
o развивать логическое и диалектическое мышление;
o развивать творческие способности, умения работать
в группе, вести
дискуссию, отстаивать свою
точку зрения.
В процессе обучения учащиеся приобретают следующие
конкретные умения:
- овладение общими алгоритмами решения физической задачи
по механике;
- рассмотрение алгоритма решения задач определенного класса
как конкретизацию общего алгоритма для определенного
раздела или темы курса физики;
- умение выделить в алгоритме решения задач определенного
класса его структурные элементы и содержание конкретных
действий;
- верно определять рациональный способ введения алгоритма в
учебный
процесс;
- выполнять основные операции, из которых складывается
процесс решения задач;
- переносить усвоенный метод решения задач по одному разделу
на решение задач по другим разделам;
- выполнять преобразование единиц величин;
- определять производные единиц физических величин;
- находить функциональные зависимости между физическими
величинами;
- измерять параметры разной бытовой техники и выполнять
расчеты на основе их измерений;
- самостоятельно
находить
физические
величины,
характеризующие определенный объект, с целью составления
задач, требующих соответствующих расчетов;
- применять понятия в учебной и практической деятельности;
- оценивать реальность полученного результата;
Перечисленные умения формируются на основе следующих
знаний:
o методы решения физических задач;
o способы решения задач по физике;
o содержания и структуры способа решения задач по
физике;
o алгоритмы решения задач;
o фундаментальные научные понятия;
o основные физические законы и теории;
o индуктивный вывод, его структура.
Практическая часть по обучению учащихся умению решать
задачи включает следующие элементы:
1) вооружение учащихся знанием содержания и общей
структуры задач, а также задач различных видов, их
классификацией;
2) обучение учащихся общей структуре решения
физических задач;
3) обучение учащихся особенностям решения задач
различных видов (вычислительных, логических,
экспериментальных, графических, задач- рисунков);
4) «выработка» алгоритмов решения задач по
конкретным темам и на
их основе формулирование общего
алгоритма решения учебных задач;
5) проведение специальной работы по усвоению
учащимися структуры алгоритма, раскрытие перед ними
содержания отдельных действий;
6) определение последовательности решения задач по конкретной теме, чтобы в процессе решения первых задач отрабатывались конкретные операции, а затем осуществлялось свертывание их в обобщенные действия;
7) обеспечение реализации учащимися всех этапов решения
задач в процессе решения.
Учебно-тематическое планирование
№
Наименование тем курса.
Всего
часов
В том числе:
лекц
пр. сем.
4
1
1
Введение
Физическая задача
6
1
2
Классификация задач.
1
+
3
Приемы решения
физических задач
Правила решения
физических задач
1
+
1
+
4
Форма контроля
1
+
Входная диагностика.
Самоконтроль.
Тестовый контроль.
Самоконтроль.
Взаимопроверка
решаемых задач.
Тестовый контроль.
Самоконтроль.
5
6
Составление физических
задач.
Итоговое занятие по
первому модулю.
1
+
1
Кинематика
7
Равномерное и
неравномерное
прямолинейное движение.
8- Графики равномерного и
9
неравномерного
прямолинейного движения.
Координатный метод
10 решения задач по
кинематике.
11- Кинематика вращательного
12 движения.
13 Задачи по кинематике на
олимпиадах.
9
1
+
1
+
7
Взаимопроверка
решаемых задач.
Зачет в виде защиты
индивидуального
задания.
1
Самоконтроль.
2
+
Тестовый контроль.
1
+
Взаимопроверка
решаемых задач.
2
+
Тестовый контроль
1
+
Подбор, составление и
решение по интересам
различных сюжетных
задач.
Итоговое занятие по
второму модулю.
1
+
Самоконтроль.
Взаимопроверка
решаемых задач.
Взаимопроверка
решаемых задач.
Динамика и статика.
16 Прямая и обратная задачи
механики.
17- Задачи на основные законы
18 динамики.
19- Задач на движение
20 материальной точки,
системы точек, твердого
тела под действием
нескольких сил.
Задачи на определение
21- характеристик равновесия
22 физических систем.
10
1
14
15
23
Задач по динамике и
статике на всероссийских
олимпиадах.
1
+
1
+
8
Зачет в виде защиты
индивидуального
задания.
1
Самоконтроль.
Тестовый контроль
Самоконтроль.
Тестовый контроль.
Самоконтроль.
2
+
2
+
2
+
Тестовый контроль.
Самоконтроль.
1
+
Самоконтроль.
Взаимопроверка
решаемых задач.
Подбор, составление и
решение по интересам
различных сюжетных
задач.
Итоговое занятие по
третьему модулю.
1
Законы сохранения в
механике.
Закон сохранения
26 импульса и реактивное
движение.
Закон сохранения и
27- превращения
28 механической энергии
Закон сохранения момента
29 импульса.
Решение задач
30 несколькими способами.
Составление задач на
заданные объекты или
явления.
Задачи с применением
31 законов сохранения на
всероссийских
олимпиадах.
Решение конструкторских
32 задач и задач на проекты.
8
1
6
1
+
+
Тестовый контроль
2
+
Тестовый контроль
1
+
Самоконтроль.
1
+
Взаимопроверка
решаемых задач.
1
+
Самоконтроль.
Взаимопроверка
решаемых задач.
1
+
Взаимопроверка
решаемых задач.
Итоговое занятие по
четвертому модулю.
1
+
Обобщающее занятие по
методам и приемам
решения физических
задач по механике.
1
+
24
25
33
34
Взаимопроверка
решаемых задач.
+
1
+
Зачет в виде защиты
индивидуального
задания.
1
Зачет в виде защиты
индивидуального
задания.
Зачет в виде защиты
зачетного
индивидуального
задания.
Содержание курса
10 класс (34ч)
I Введение (6 ч)
Физическая задача. Классификация задач Правила и
приемы решения физических задач.
Что такое физическая задача. Состав физической задачи. Физическая теория и решение задач. Значение задач в обучении и
жизни.
Классификация физических задач по описанию компонентов
предмета действия в условии задачи, по способу выражения
условия и требования задачи, по характеру объектов задачи, по
достаточности информации в содержании задачи, по способу
поиска средств решения, по основному способу решения,
по
сложности решения, по числу решений, по характеру используемого теоретического материала, по роли задач в формировании
структурных элементов -.физических знаний (научных фактов,
понятий, законов, теорий) Примеры задач всех видов. Составление
физических задач. Основные требования к составлению задач.
Способы и техника составления задач. Примеры задач всех видов
по механике. Общие требования при решении физических задач.
Этапы решения физической задачи. Работа с текстом задачи.
Анализ физического явления; формулировка идеи решения (план
решения). Выполнение плана решения задачи. Числовой расчет.
Использование вычислительной техники для расчетов. Анализ
решения и его значение. Оформление решения задачи. Типичные
недостатки при решении и оформлении решения физических задач.
Изучение примеров решения задач.
Различные приемы и способы физических задач: алгоритмы,
аналогии, геометрические приемы, метод размерностей, графические решения и т. д.
II. Кинематика (9ч)
Решение задач на равномерное и неравномерное
прямолинейное движение. Анализ и построение графиков
зависимости координаты, пути, перемещения, скорости, ускорения
от времени при равномерном и неравномерном прямолинейном
движении. Координатный метод решения задач по кинематике.
Кинематика вращательного движения. Знакомство с примерами
решения задач по кинематике на всероссийских олимпиадах.
Подбор, составление и решение по интересам различных сюжетных
задач:
занимательных,
экспериментальных,
на
бытовом
содержании, с техническим и краеведческим содержанием, военнотехническим содержанием. Экскурсия с целью отбора данных для
составления задач.
III. Динамика и статика (10 ч)
Прямая и обратная задачи механики. Координатный метод
решения задач по механике. Решение задач на основные законы
динамики: законы Ньютона, законы для сил тяготения, упругости,
трения, сопротивления.
Решение задач на движение материальной точки, системы
точек, твердого тела под действием нескольких сил. Движение на
закруглениях пути, движение по наклонной плоскости, движение
связанных тел. Решение задач, в которых используются оба

условия равновесия (  Fi  0 ;  M i  0 ). Задачи на нахождение центра
i
i
тяжести. Знакомство с примерами решения задач по динамике и
статике на всероссийских олимпиадах. Подбор, составление и
решение по интересам различных сюжетных задач: занимательных,
экспериментальных, на бытовом содержании, с техническим и
краеведческим содержанием, военно-техническим содержанием.
IY. Законы сохранения в механике (8ч)
Решение задач на закон сохранения импульса и реактивное
движение.
Решение задач на закон сохранения и превращения
механической энергии. Решение задач на закон сохранения
момента импульса. Решение задач несколькими способами.
Составление и решение с использованием кинематических
уравнений и законов
сохранения. Знакомство с примерами
решения задач по законам сохранения на всероссийских
олимпиадах. Решение конструкторских задач и задач на проекты:
модель маятника Фуко, проекты самодвижущихся тележек, модель
автоколебательной системы.
Y. Обобщающее занятие по методам и приемам решения
физических задач по механике. (1 ч)
Методические рекомендации (фрагмент)
Программа элективного курса согласована с содержанием
программы основного курса. Она ориентирует учителя на
дальнейшее совершенствование уже усвоенных знаний и умений,
на формирование углубленных знаний и умений. Для этого вся
программа делится на несколько модулей.
Модуль 1. Введение.
Цель модуля:
Обеспечить освоение учащимися знаний о физической задаче.
Задачи модуля:
1. прививать интерес к физике, к решению физических
задач;
2. совершенствовать полученные в основном курсе знания
и умения;
3. формировать четкое представление о методах решения
задач.
4. развивать логическое и диалектическое мышление;
5. развивать творческие способности, умения работать в
группе, вести
дискуссию, отстаивать свою точку зрения.
6.
учить производить эквивалентные преобразования
формул (уравнений), важных в повседневной практике.
Требования к уровню освоения содержания модуля
1. Знать:
классификацию физических задач;
методы решения физических задач;
способы решения задач по физике;
особенности
решения
задач
различных
видов
(вычислительных,
логических, экспериментальных, графических, задач- рисунков);
общий алгоритм решения задач;
общие требования при решении физических задач;
требования к составлению задач.
2.
Уметь:
работать с текстом задачи;
анализировать решение задачи;
правильно оформлять задачи;
составлять физические задачи:
соотносить теоретические положения с практикой (приводить
примеры);
доказывать, аргументировать собственные утверждения.
3.
Выполнять программы занятий.
СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ
№
раздела
модуля
1
2
3
4
5
6
Раздел модуля
Содержание раздела.
Физическая
задача
Что такое физическая задача. Состав
физической задачи. Физическая теория и
решение задач. Значение задач в обучении и
жизни.
Классификация
Классификация
физических
задач
по
задач
требованию, содержанию, способу задания,
способу решения. Примеры задач всех видов.
Правила решения Общие требования при решении физических
физических задач задач. Этапы решения физической задачи.
Работа с текстом задачи. Анализ физического
явления; формулировка идеи решения (план
решения). Выполнение плана решения задачи.
Числовой
расчет.
Использование
вычислительной техники для расчетов. Анализ
решения и его значение. Оформление решения
задачи.
Типичные недостатки при решении и
оформлении решения физических задач.
Изучение примеров решения задач.
Приемы решения Различные приемы и способы физических
физических задач задач: алгоритмы, аналогии, геометрические
приемы, метод размерностей, графические
решения и т. д.
Составление
Составление физических задач. Основные
физических задач требования к составлению задач. Способы и
техника составления задач. Примеры задач
всех видов по механике.
Итоговое занятие Зачет в виде защиты индивидуального занятия.
по
первому
модулю
Первый модуль носит в значительной степени теоретический
характер. Здесь школьники знакомятся с минимальными
сведениями о понятии «задача», осознают значение задач в жизни,
науке, технике, знакомятся с различными сторонами работы с
задачами. В частности, они должны знать основные приемы
составления задач, уметь классифицировать задачу по трем-
четырем основаниям. В первом разделе при решении задач особое
внимание уделяется последовательности действий, анализу
физического явления,
анализу полученного ответа. При
повторении обобщается, систематизируется как теоретический
материал, так и приемы решения задач. Принимаются во внимание
цели повторения при подготовке к государственному экзамену.
Возможно, шире должны использоваться задачи, связанные с
профессиональными
интересами
школьников,
задачи
межпредметного
содержания.
При
работе
с
задачами
систематически обращается внимание на мировоззренческие и
методологические обобщения: потребности общества и постановка
задач, задачи истории физики, значение математики для решения
задач, ознакомление с системным анализом физических явлений
при решении задач и т. д.
На первом занятии необходимо провести входную
диагностику.
При изучении первого модуля программы учитель использует
разнообразные приемы и методы: рассказ и беседа учителя, выступления школьников, подробное объяснение примеров решения
задач, коллективная постановка экспериментальных задач, индивидуальная и коллективная работа по составлению задач, конкурс на составление лучшей задачи, знакомство с различными
задачниками и т.д. При подборе задач в первом разделе программы
необходимо использовать, возможно, шире задачи разнообразных
видов. Основным при этом является развитие интереса учащихся к
решению задач, формирование определенной познавательной
деятельности при решении задачи. В итоге школьники должны
уметь классифицировать предложенную задачу, составлять
простейшие задачи, последовательно выполнять и проговаривать
этапы решения задачи средней трудности.
Перечень рекомендуемой литературы
Литература для учащихся:
1. Балаш В. А. Задачи по физике и методы их решения.— М.:
Просвещение, 1983.
2. Бутиков Б. И., Быков А. А., Кондратьев А. С. Физика в задачах. - Л.: ЛГУ, 1976.
3. Гольдфарб И. И. Сборник вопросов и задач по физике.— М.:
Высшая школа, 1973.
4. Задачи по физике для поступающих в вузы. — М.: Наука,
1976.
5. Задачи по физике, — М: Наука, 1981.
6. Кабардин О. Ф., Орлов В. А. Международные физические
олимпиады. — М.: Наука, 1985.
7. Ланге В. Н. Экспериментальные физические задачи на
смекалку. — М.: Наука, 1985.
8. Меледин Г. В. Физика в задачах: экзаменационные задачи с
решениями.— М.: Наука, 1985.
9. Ни замов И. М. Задачи по физике с техническим
содержанием.— М.: Просвещение, 1980.
10.
Пинский А. А. Задачи по физике.— М.: Наука, 1977.
11.
Слободецкий И. Ш.. Асламазов Л. Г. Задачи по физике.—
М.: Наука, 1980.
12.
Слободецкий И. Ш., Орлов В. А. Всесоюзные олимпиады
по физике. — М.: Просвещение, 1982.
13.
Задачи для подготовки к олимпиадам по физике в 10-11
классах: Механика (сост. Шевцов В.А.) В:Учитель. 2003 г.
14.
Гельфгаг И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. 1001
задача по физике с ответами, решениями, указаниями: Для
учащихся старших классов, абитуриентов. Изд 5. 2003г.
15.
Варгин А.Н., Дерябкин В.Н.,дунин С.М. и др.
Всероссийские олимпиады по физике 1992-2001 г. М.: Вербум
- М. 2002г.
Литература для учителей:
1. Воспитание учащихся и подготовка их к труду при обучении
физике: Из опыта работы. — М.: Просвещение, 1981.
2. Глазунов А. Т. Техника в курсе физики средней школы, —
М.: Просвещение,. 1977.
3. Задачи
и упражнения с ответами
и решениями:
Фейнмановские лекции по физике. — М.: Мир, 1969.
4. Зильберман А. Р., Сурков Е. Л. Задачи для физиков.— М.:
Знание, 1971.
5. Каменецкий С. Е., Орехов В. П. Методика решения задач по
физике в средней школе.— М.: Просвещение, 1987.
6. Кобушкин В. Н. Методика решения задач по физике, — Л.:
ЛГУ, 1972.
7. Малинин А. Н. Теория относительности
в задачах и
упражнениях. — М.: Просвещение, 1983.
8. Методика факультативных занятий по физике / Под ред. О.
Ф. Кабардина, В. А. Орлова. — М.: Просвещение, 1988.
9. Новодворская Е.
М., Дмитриев Э.
М. Методика
проведения упражнений по физике во втузе.— М.: Высшая
школа, 1981.
10.
Тульчинский
М. Е. Качественные задачи по
физике.— М.: Просвещение, 1972.
11.
Тульчинский
М.
Е,
Занимательные
задачипарадоксы и софизмы по физике. — М.: Просвещение,
1971.
12.
Физико-математические
олимпиады.— М.:
Знание,
1977.
13.
Фридман Л. М., Турецкий Е. Н. Как научиться решать
задачи. — М.: Просвещение, 1984.
14.
С.Е. Каменецкий, В.П. Орехов методика решения задач
по физике в средней школе. - М.: Просвещение, 1987
15.
Методика преподавания физики / Под ред. А.В. Усовой
— М.: Просвещение, 1990.
16.
Факультативный курс физики / Под ред. О. Ф.
Кабардина, В. А. Орлова., А.В. Пономарева
— М.:
Просвещение, 1998.
17.
Методика преподавания физики
в средней школе.
Механика: Пособие для учителя / Э.Е. Эвенчик, С.Я. Шамаш,
В.А. Орлов. М.: Просвещение, 1992.
18.
Усова А.В., Тулькибаева Н.Н. Пруктикум по решению
физический задач Учебное пособие для студентов физикоматематического факультета. –М.: Просвещение,1992.
19.
В.И. Гутман, В.Н. Мощанский. Алгоритмы решения
задач по механике в средней школе. — М.: Просвещение,
1988.
20.
А.В. Усова, А.А. Бобров. Формирование учебных
умений и навыков учащихся на уроках физики. — М.:
Просвещение, 1998.
21.
Задачи для подготовки к олимпиадам по физике в 10-11
классах: Механика (сост. Шевцов В.А.) В:Учитель. 2003 г.