Использование компьютерной техники на уроках физики

Современный виток развития педагогики и методологии обуславливается внедрением новых педагогических технологий. Наиболее распространенным является использование компьютерной техники при решении задач различных предметных областей и интеграция предметов школьного цикла. В данной статье будем рассматривать интеграцию информатики и физики.

Интеграция предметов предусматривает развитие знаний, умений и навыков учащихся по всем интегрируемым дисциплинам. Необходимо отметить, что зачастую использование компьютерной техники в качестве демонстрационного средства обучения (электронные учебники и т.п.) называют интеграцией с предметом информатики, но данное утверждение ошибочно. Интеграция с предметом информатики будет достигнута только в том случае, если учащиеся самостоятельно определят стратегию решения какой-либо задачи, самостоятельно составят алгоритм и реализуют его на компьютере.

В данной статье я предлагаю элементы лабораторных работ по физике для 9-го класса, которые позволят не только выполнять работу по физике, но и составлять алгоритмы и программы для их дальнейшей реализации на ЭВМ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

Измерение ускорения тела при равноускоренном движении.

Цели:

• Определить ускорение, с которым скатывается шарик по желобу.
• Составить блок-схему вычисления ускорения, с которым скатывается шарик по желобу.

Приборы и материалы:

• измерительная лента;
• секундомер;
• желоб;
• шарик;
• штатив с муфтами и лапкой;
• металлический цилиндр.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, показанную на рисунке 1.

Рисунок 1.

2. Отпустите шарик с верхнего конца желоба и заметьте время t до его удара о цилиндр.

3. Измерьте пройденное шариком расстояние s, вычислите ускорение, с которым он скатывался, по формуле:

4. Повторите опыт 5–6 раз.

5. Определите погрешность найденного значения.

6. Запишите результат проведенного измерения в виде:

7. Составьте блок-схему для нахождения найденного ускорения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

Определение жесткости пружины.

Цели:

• Определить жесткость пружины учебного динамометра.
• Составить программу нахождения жесткости пружины учебного динамометра.

Приборы и материалы:

• штатив с лапкой,
• спиральная пружина,
• набор грузов,
• полоска миллиметровой бумаги или линейка с миллиметровыми делениями.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, показанную на рисунке 2.

Рисунок 2.

2. На шкале динамометра укрепите миллиметровую бумагу или линейку с миллиметровыми делениями.

3. Отметьте начальное положение стрелки динамометра.

4. Подвесьте к пружине груз m и измерьте вызванное им удлинение l.

5. Найдите удлинение пружины под действием грузов 2m, 3m и 4m.

6. По данным измерения вычислите жесткость пружины по формуле:

7. Найдите среднее арифметическое найденных значений жесткости пружины.

8. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

9. Составьте программу вычисления всех полученных значений жесткости пружины, а также нахождения среднего арифметического данных значений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

Определите коэффициента трения скольжения

Цель:

• Определить массу бруска и силу трения при равномерном движении по горизонтальной линейке.
• Составить программу нахождения силы трения при равномерном движении по горизонтальной линейке.

Приборы и материалы:

• брусок с крючком;
• длинная дощечка или линейка;
• динамометр;
• три груза массой 100 г.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, показанную на рисунке 3.

2. Измерьте массу бруска.

Рисунок 3.

3. Как можно более равномерно тяните его вдоль линейки, отметьте полученное при этом показание динамометра F.

4. Поместите на брусок груз m и повторите опыт

5. Повторите опыт под действием грузов 2m, 3m.

6. По данным измерения вычислите жесткость пружины по формуле:

7. Найдите среднее арифметическое найденных значений коэффициента трения.

8. Найдите погрешность определения в каждом опыте.

9. Найдите среднее арифметическое погрешностей определения в каждом опыте.

10. Результат запишите в виде

11. Составьте программу с использованием циклических операторов для вычисления всех полученных значений жесткости пружины, погрешности измерения, а также нахождения среднего арифметического данных значений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.

Изучение движения тела, брошенного горизонтально.

Цели:

• Измерить начальную скорость, сообщенную телу в горизонтальном направлении при его движении под действием силы тяжести.
• Составить программу нахождения начальной скорости, сообщенную телу в горизонтальном направлении при его движении под действием силы тяжести.

Приборы и материалы:

• штатив с муфтой и лапкой;
• лоток для пуска шарика;
• фанерная доска;
• шарик;
• бумага;
• кнопки;
• копировальная бумага.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, показанную на рисунке 4.

Рисунок 4.

2. Прикрепите к фанере кнопками лист бумаги шириной не менее 20см и у основания установки на полосу белой бумаги положите копировальную бумагу.

3. Повторите опыт пять раз, пуская шарик из одного и того же места лотка, уберите копировальную бумагу.

4. Измерьте высоту h и дальность полета l.

5. Составьте программу вычисления среднего значения начальной скорости по формуле:

6. Составьте программу построения графика движения шарика.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.

Изучение движения тела по окружности под действием сил упругости и тяжести

Цели:

• Убедиться, что при движении тела по окружности под действием нескольких сил, их равнодействующая равна произведению массы тела на ускорение.
• Составить программу вывода на экран динамического рисунка с движением объекта по окружности.

Приборы и материалы:

• штатив с муфтой и кольцом;
• прочная нить;
• лист бумаги с начерченной окружностью радиусом 15 см;
• груз известной массы;
• динамометр» линейка,
• секундомер.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, показанную на рисунке 5.

Рисунок 5.

2. Приведите груз во вращательное движение и измерьте радиус окружности r, по которой движется тело.

3. Определите период обращения маятника при помощи секундомера.

4. Рассчитайте среднее значение ускорения по формуле:

5. Измерьте модуль равнодействующей силы, уравновесив ее силой упругости (рисунок 6).

Рисунок 6.

6. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу

7. Составьте программу вывода на экран графической модели движения груза.