Качественные задачи на уроках физики

Необходимым

элементом

учебной

работы

по

физике

является

решение

задач. Задачи дают материал для упражнений, которые требуют применения

физических

закономерностей

к

явлениям,

протекающим

в

тех

или

иных

конкретных условиях. Поэтому, можно сказать, что задачи имеют большое

значение для конкретизации знаний учащихся, для привития им умения видеть

различные конкретные проявления общих законов. Без такой конкретизации

знания остаются книжными и не имеют практической ценности.

Для учебного процесса одной из главных является проблема требований к

подготовке учащихся, в решении которой находят отражение общественные

представления о задачах образования.

В соответствии с общими задачами обучения и развития к уровню

подготовки выпускника основной школы предъявляются три группы

требований:

1) освоение экспериментального метода научного познания;

2) владение определенной системой физических законов и понятий;

3) умение воспринимать и перерабатывать учебную информацию.

Решение задач по физике способствует приобщению к самостоятельной

творческой

работе,

приучает

анализировать

изучаемые

явления,

помогает

глубже

проникнуть

в

их

сущность,

знакомит

с

методами

моделирования

физической

ситуации,

способствует

политехническому

образованию

школьников и играет важную роль в профессиональной ориентации.

В процессе решения задач ученики непосредственно сталкиваются с

необходимостью применять полученные знания по физике в жизни, глубже

осознают

связь

теории

с

практикой.

Наиболее

четко

это

отражается

при

решении качественных задач. Все выше изложенное определяет актуальность

исследования.

Тематические уроки решения качественных задач.

На этих уроках учащийся могут объяснять причины наблюдаемых

природных

явлений,

принципы

действия

технических

устройств,

давать

устную

оценку

последствии

каких

либо

природных

или

технологических

процессов,

предлагать

собственный

решения

бытовых

производственных,

экологических вопросов. Возможность

и умение применять собственные

знания для решения проблем, максимально приближенных к тем, с которыми

приходиться сталкиваться в реальной жизни, убеждает учащихся в личностной

значимости

обучения,

а

формирования

этих

умении

становиться

одной

и

главных и осознанных целей обучения.

Теперь рассмотрим образцы задач:

К УРОКУ ПО ТЕМЕ

«СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ - 8 класс»

Экспериментально-демонстрационные задачи

(для фронтальной работы c классом)

1) Если предмет поместить между двумя плоскими зеркалами, расположенными

под

прямым

углом,

то

можно увидеть три изображения предмета.

Как

они

образуются?

Ответ. Третье изображение создается лучами, испытавшими отражение от

обоих зеркал.

Оборудование: два плоских зеркала и какой-либо предмет.

2) Почему закопченный черный шарик в воде кажется серебристым? Ответ.

Вода плохо взаимодействует c сажей, покрывающей шарик, поэтому вокруг

шарика,

погруженного

в

во

ду,

остается

тонкий

слой

воздуха; лучи

света

испытывают полное отражение от границы раздела ввода —слой воздуха» около

шарика, поэтому он кажется серебристым.

Оборудование: закопченный

шарик на нити, прозрачный сосуд с водой.

3) Объясните фокус. Погружаем черную пластинку в воду — на пластинке

появляется изображение серебристого цветка.

Ответ. На черную пластинку заранее нанесено сажей изображение цветка. B

воздухе рисунок не виден; когда

пластинку

поместили

в

воду,

то на границе

раздела ввода — тонкий слой воздуха» возле сажи лучи света испытывают

полное

отражение — рисунок становится видимым как серебристый цветок.

Оборудование: пластинка черного цвета c нанесенным на нее сажей цветком,

широкий прозрачный сосуд c водой.

4) B высокий непрозрачный сосуд с водой, имеющий отверстие примерно в

середине,

плотно

закрытое

пробкой

или

пластилином,

погружаем

в

водонепроницаемой прозрачной оболочке

светящуюся

лампочку

на

тонких

малозаметных проводах; открываем отверстие. Из него вытекает светящаяся

искривленная струя воды. Почему струя светится? Почему она все сильнее

искривляется, но продолжает светиться?

Ответ. Струя святится благодаря тому что световые лучи испытывают полное

отражение от «стенок» в струи (по всей ее длине) на границе «вода — воздух» .

Оборудование: высокий

непрозрачный

сосуд,

сделанный

из

пластиковой

двухлитровой бутылки, вода, электрическая

лампочка

в

патроне,

тонкие

подводящие провода, источник тока, небольшая и узкая пластиковая буты-

лочка (для создания водонепроницаемой защиты лампочки).

5) На плоское горизонтально лежащее зеркало ставим фигурку шахматного

коня,

освещаем

ее

и

зеркало

направленным

пучком

света.

При

этом на

экране получаются две тени — изображении коня: прямое и перевернутое. Как

образуются эти изображения? Нарисуйте ход лучей.

Ответ. Прямое

изображение

получается, потому что фигурка оказывается на

пути лучей, отразившихся от зеркала;

обратное

—

потому,

что

фигурка

оказывается на пути падающих на зеркало лучей.

Оборудование:

плоское

зеркало,

экран, осветитель для теневой проекции,

шахматная фигурка.

6) Стеклянная пластинка прозрачна. Почему же толченое стекло непрозрачно?

Ответ. Поверхность частиц толченого стекла неровная, поэтому большинство

падающих на их поверхность лучей рассеивается, а те, что прошли в стекло,

испытывают многократные отражения от краев, и лишь часть может выйти из

него.

Оборудование: прозрачная стеклянная пластинка, сосуд c толченым стеклом,

экран и кодоскоп.

Карточки – задачи для индивидуальной работы.

Задачи астронома

1) Почему мы видим не только яркий серп Луны, но и частично ту ее область,

на которую не попадают прямые солнечные лучи?

Ответ. Мы видим часть темной области Луны, потому что она освещается

солнечными лучами, отраженными от земной атмосферы.

2) Изменилось ли, что-то в картине звездного неба (что именно?), если 6ы

вдруг исчезла земная атмосфера?

Ответ.

Изменилось.

Из-за

преломления

света

в

атмосфере

земли

звезды

кажутся нам выше над горизонтом, чем есть на самом деле. Без атмосферы

звезды (кроме находящихся в зените) будут наблюдаться ближе к горизонту,

a те, что видны вблизи горизонта, окажутся за ним.

3) Почему днем не видно звезд?

Ответ. Днем солнечный свет очень интенсивен и его рассеиваемая атмосферой

часть, которую мы видим, значительно ярче света звезд.

Задачи для любителя наблюдений

1) Почему летом в средней полосе России ночи более темные, чем зимой?

Ответ. Летом нет отражения лунного света от белого снежного покрова Земли.

2) Что больше: облако или его тень?

Ответ.

Солнечные

лучи,

падающие

на

Землю,

практически

параллельны,

поэтому размеры контура тени почти равны размерам контура облака.

З) Понаблюдайте за оконным стеклом.

a) Если из комнаты смотреть, то в солнечный день стекло покажется совсем

прозрачным, невидимым; ночью же на нем будут отчетливо видны зеркальные

изображения находящихся в комнате предметов.

б) Если же стоять снаружи, отражения предметов (уличных) видны днем, a не

ночью. Объясните, почему?

Ответ. a). Днем свет, идущий в комнату c улицы, очень ярок, и он почти весь

проходит в комнату стекло кажется прозрачным; ночью же за окном темно,

там нет ярких источников

света,

и

мы

воспринимаем лучи, попавшие на

стекло от предметов, находящихся в комнате, отраженными

от

стекла,

как

от

зеркала.

б). Когда мы днем стоим снаружи и смотрим в окно, то яркость лучей, от-

раженных

от

стекла,

оказывается больше яркости лучей, пришедших из

комнаты, поэтому мы видим отражения наружных предметов.

Задачи автогонщика

1)

Почему

в

свете

фар

автомобиля лужа на асфальте ночью кажется

водителю темным пятном?

Ответ.

Потому

что

свет

автомобильных

фар,

отражаясь

от

гладкой

поверхности лужи, не попадает в глаза водителю.

2) B солнечный летний день асфальтовое шоссе блестит, если смотреть на

него вдаль. Почему?

Ответ. B летний солнечный день асфальт сильно нагревается, воздух вблизи

него становится теплым, a значит, оптически менее плотным, чем в других

местах. Это создает условия

для

полного

отражения

солнечных

лучей

от

прогретых слоев придорожного воздуха, как от зеркала.

3) Для чего боковые зеркала автомобилем делают слегка выпуклыми? Какое

неудобство при этом возникает?

Ответ. Чтобы увеличить угол обзора. Благодаря выпуклой поверхности стекла

в глаза водителя попадают лучи от большего количества предметов: уве-

личивается обзор. Возникающее неудобство: изображения предметов в зеркале

получаются немного искажёнными.

Задачи хозяюшки

1)

Почему многие хорошие хозяйки

любят,

чтобы

у

них

в

доме

«все

блестело»?

Ответ.

Если

поверхность

блестит,

значит,

она

гладкая

и

отражает лучи.

Следовательно,

на

ней

нет

пыли, которая рассеивает свет и в которой могут

находиться вредные микроорганизмы.

2)

Зачем в шкафах для посуды часто вместо задней стенки устанавливают

плоское зеркало?

Ответ. Изображение посуды в зеркале

создает

иллюзию

большего

объема

шкафа и большего количества посуды; зеркало также дает дополнительную

подсветку предметам.

3) Почему маринованные фрукты и овощи, находящиеся в закрытой банке,

выглядят крупнее, чем на самом деле?

Ответ. Банка,

имеющая

внешнюю

выпуклую боковую поверхность и наполненная

жидкостью,

преломляет

лучи

—

мы видим

предметы

в

банке

как

бы

через

собирающую линзу которая дает увеличенное изображение.

Задача сыщика

1) Как, глядя в глаза человека, носящего очки, сыщик легко узнает дефект его

зрения?

Ответ.

Если

у

человека

дальнозоркость, то в его очках стоят собирающие

линзы,

поэтому часть его лица, просматриваемая снаружи через такие линзы, выглядит несколько

увеличенной;

очки

близоруких людей

имеют

рассеивающие

линзы

и

создают

противоположный

эффект:

глаза

таких

людей

через

их

очки

Кажутся

уменьшенными.

2) Почему сыщик, осмотрев обгоревшую сторожку и выяснив у свидетелей, что в

день пожара было жарко и солнечно, указал на графин c водой, стоявший на обугленном

подоконнике, как на возможную причину пожара?

42

Ответ. Графин, наполненный водой, в воздухе мог действовать

как

собирающая

линза и сфокусировать

солнечные

лучи

на каком-либо

легко

воспламеняющемся

предмете.

3) «Надо непременно хоть одним глазком увидеть, что творится за этим высоким

сплошным забором», — решил сыщик. Приметив длинную пластмассовую трубку, он

радостно пошел покупать два плоских зеркальца. Зачем потребовались сыщику зеркала

и трубка? И при чем здесь физика?

Ответ. Чтобы сделать перископ,

который

благодаря

отражению световых

лучей

от

двух плоских зеркал меняет ход лучей и делает видимыми

скрытые

какой-либо

преградой объекты.

Задачи туриста

1)

Почему, сидя y костра, мы видим

предметы

по

другую

сторону

от него

колеблющимися?

Ответ. Теплый воздух, находящийся вблизи костра, менее плотен и по оптическим

свойствам

отличается от более холодного. Из-за этого на границе их раздела проис-

ходит преломление света. Эта граница

постоянно

меняется,

поэтому изображения

предметов колеблются.

2) Можно ли c помощью льда развести огонь?

Ответ. Да, если лед прозрачный; надо сделать

из

него

двояковыпуклую линзу,

которую расположить так, чтобы

она

фокусировала

солнечные лучи

на

комочке

бумаги.

З) Если бывалый путешественник собирается в опасную дорогу; то он непременно

возьмет c собой маленькое зеркальце. Зачем оно ему?

Ответ. C помощью зеркальца можно направить луч — солнечный или от фонаря в

нужную сторону, чтобы привлечь внимание людей и сигнализировать o себе.