Систематизация курса механики

Рассмотрим, как можно систематизировать знания по школьному разделу физики «Механика». Бесспорно, это очень важный и сложный раздел физики. Материал перегружен и за два урока в неделю (в обычном классе) очень трудно все освоить и тем более научиться решать задачи. А ведь механика является основой для изучения остальных разделов физики. Систематизация знаний по механике крайне необходима. Ее следует провести в IX классе в конце учебного года, когда все темы механики изучены, т. е. привести в систему знания учащихся по данному разделу, и в X классе на уроке повторения нужно актуализировать знания учащихся по этой теме. Иными словами: провести систематизацию знаний.

Руководствуясь технологическим подходом в преподавании физики, мы всю механику свели в таблицу, состоящую из системы блоков (модулей). Каждый блок (модуль) отражает определенную тему, в которую сведены основные, главные знания по ней. Для систематизации знаний по механике достаточно одного урока. Основная задача урока – актуализация, обобщение и систематизация знаний учащихся по механике в целостную систему.

Урок разделяется на этапы. На 1-м этапе выясняем основную задачу механики и причину механического движения. Далее переходим к динамике и приводим в систему знания по этой теме. На 2-м этапе систематизируем знания по кинематике прямолинейного движения и движения тела по окружности. На 3-м этапе актуализируем знания таких понятий, как «механическая работа», «энергия» и ее виды. На 4-м этапе раскрываем и формулируем законы сохранения в механике. На 5-м этапе приводим в систему знания по теме «Статика». На 6-м этапе обобщаем знания о силах в природе. Рассмотрим эти этапы более подробно.

Урок начинается с выяснения того, что в механике изучаются движения тел. Затем формулируется основная задача механики и дается определение механического движения. Ставится вопрос: «Что является причиной движения тел?» Учащихся подводят к выводу, что причиной движения является действие на него других тел. Действие одного тела на другое называют взаимодействием.[23]

Для взаимодействующих тел английский физик И. Ньютон открыл закон, который носит его имя: 3-й закон Ньютона. Дается формулировка этого закона, и делается его математическая запись в центре доски (см. схему 1).

 

 

 

В 3-й закон Ньютона входят силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом. Эти силы можно найти, применив 2-й закон Ньютона. Формулируем этот закон и записываем его математическое выражение на доске. Уточняем, что 2-й закон Ньютона сформулирован для тел, которые движутся равноускоренно. Для тел, покоящихся или движущихся прямолинейно равномерно, сформулируем 1-й закон Ньютона. Затем раскрываем основную задачу динамики и делаем обобщение.[22]

Для нахождения ускорения и других кинематических величин используются формулы кинематики. Выясняем основную задачу кинематики. Обращаем внимание учащихся, что по форме траектории движения разделяются на прямолинейное и криволинейное (частным случаем криволинейного движения является движение тела по окружности). По скорости движения разделяются на равномерное и равноускоренное. Для решения кинематических задач достаточно знать 5 основных формул: скорости, перемещения, дополнительную формулу (получена из первых двух, путем исключения времени), координат и средней скорости. Обращаем внимание учащихся на то, что эти формулы отражают как равноускоренное движение, так и равномерное (при а = 0). Далее вспоминаем основные понятия и формулы кинематики движения тела по окружности: угловой скорости, периода, частоты, формулы связи этих величин, линейной скорости и центростремительного ускорения.[26]

Выяснив основные понятия и кинематические характеристики механического движения, переходим к вопросу о механической работе, мощности и энергии. Раскрыв понятия кинетической и потенциальной энергии и записав их формулы, переходим к формулировке законов сохранения полной механической энергии и импульса. Затем переходим к статике. Раскрываются понятия момента силы, плеча силы и формулируются условия равновесия тела. Обращаем внимание на то, что первым условием равновесия является 1-й закон Ньютона. Таким образом, к концу урока на доске вычерчена таблица, в которую сведены основные формулы механики. По ней можно еще раз обобщить основные понятия и законы механики.

Возвращаемся снова к тому, с чего начинали урок: с взаимодействия тел. Тела действуют друг на друга с силами. Выясняем понятие силы. Классифицируем силы по четырем типам взаимодействий. Особое внимание уделяется четким определениям понятий и формулировке законов.

В качестве примера были разработаны следующие схемы и таблица:

Схема 4

Механическое колебание – движение, которое повторяется

 

 

Положение тела в Вид энергии, которым

пространстве обладает тело

 

Схема 5

 

Колебательная система

 

 

Свойства

 

 

Имеет состояние Ограничена в в ней возникает обладает устойчивого пространстве. возвращающая инертностью равновесия сила.

 

 

Таблица 2.Законы Ньютона