Пояснительная записка.
Программа данного курса составлена для учащихся общеобразовательного 10 класса. Введение данного курса « Кинематика. Динамика» необходимо в связи с сокращением количества часов на прохождение программы по физике в 10 классе с 4 часов в неделю до 2 часов. Тема сложна для восприятия ее учащимися. Поэтому на элективных курсах достаточно времени уделяется уравнениям зависимости кинематических величин от времени, построению и чтению графиков движения, относительности движения, законам динамики, принципу относительности Галилея, НИСО и ИСО. Кроме того достаточное место отводится решению задач, что позволит учащимся лучше усвоить тему «Кинематика. Динамика» и подготовиться к поступлению в высшие учебные заведения.
Программа элективного курса «Кинематика. Динамика» составлена в соответствии с содержанием программы курса «Физика 10» по учебнику: Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, М: Просвещение, 2010 г. и программы углубленного курса по физике 10 класса по учебнику под редакцией А.А.Пинского и ориентирует учителя на формирование углубленных знаний и умений учащихся. При изучении данного элективного курса реализуются межпредметные связи с математикой, с инженерной графикой при решении задач, построении графиков функций.
На изучение курса отводится 17 часов на тему «Кинематика» и 17 часов на тему «Динамика».
Цель: углубить и расширить знания учащихся по физике, развивать у них интерес к познанию механических явлений, приобретение навыков самостоятельного изучения фундаментальных основ науки и их приложений, подготовка к продолжению физического образования и повышение уровня культуры по физике ( помочь учащимся сориентироваться и определить профиль будущей трудовой деятельности).
Задачи:
- Одна из главных задач – помочь учащимся сориентироваться и определить профиль будущей трудовой деятельности.
- Расширить и углубить знания учащихся по теме «Кинематика. Динамика».
- Познакомить учащихся со способами и методами решения нестандартных задач.
- Развивать практические и интеллектуальные умения учащихся, формировать такие качества личности как целеустремленность, настойчивость, аккуратность, внимательность, эстетические чувства, творческие способности.
Методы обучения: (активное обучение)
- Игровые
- Исследовательские
- Защита проектов
- Практикумы по решению задач
- Лекции
- Проведение лабораторных и практических работ
- Групповые, работа в парах.
Основные знания, умения и навыки, приобретаемые учащимися при изучении курса «кинематика».
| Знания | Умения и навыки |
| понятия: материальная точка, относительность механического движения, путь, перемещение, ускорение, угловая и линейная скорость, траектория, система отсчета | - измерять и вычислять время, путь, перемещение, координату, скорость, ускорение; - читать и строить графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равноускоренном движении; - решать задачи на определение проекции скорости, ускорения, координаты, пути, перемещения при равноускоренном движении тела по окружности с постоянной по модулю скоростью; изображать на чертеже при решении задач направления векторов скорости, ускорения; - рассчитывать абсолютную и относительную погрешность при выполнении л/р и пр/р. |
Основные знания, умения и навыки, приобретаемые учащимися при изучении курса «динамика».
| Знания | Умения и навыки |
| понятия: материальная точка, сила ( сила тяжести, трения, всемирного тяготения, упругости, вес тела), невесомость, ИСО, НИСО. Законы и принципы: законы Ньютона, принцип относительности Галилея, закон всемирного тяготения, закон Гука, зависимость силы трения скольжения от силы давления, импульс. Практическое применение: движение ИСЗ под действием силы тяжести, различие между весом тела и силой тяжести; понимать, что чем больше масса тела, тем меньше его ускорение при взаимодействии. |
- измерять и вычислять физические величины: массу, силу, жесткость, коэффициент трения. - читать и строить графики зависимости силы упругости от деформации, решать простейшие задачи на определение массы, силы. - изображать на чертеже при решении задач направление векторов ускорения и силы. - количественно выражать связь между массой и силой, силой трения и силой реакции опоры, силой тяготения, массой тел и расстоянием между ними. |
Содержание изучаемого курса «кинематика».
Методы измерения скорости и ускорения; скорости, встречающиеся в природе и технике. Представление траектории и законов движения с помощью графиков и формул. Построение и чтение графиков законов движения. Кинематические характеристики в различных системах отсчета. Относительные и инвариантные величины. Изменение траекторий и скоростей при переходе от одной системы отсчета к другой. Скорость света. Принцип соответствия. Классический закон сложения скоростей и границы его применимости. Виды движения: прямолинейное и криволинейное; равномерное и равноускоренное.
Учебно-тематический план курса «кинематика».
| № | Тема занятий | кол-во часов | форма занятий |
| 1 | Методы измерения скорости движения тел. | 1 | практикум |
| 2 | Практическая работа: «Измерение скорости движения тел в конце наклонной плоскости». | 1 | практикум |
| 3 | Оценка погрешностей при косвенных измерениях. | 1 | лекция |
| 4 | Механическое движение, материальная точка, система отсчета. | 1 | беседа |
| 5 | Скорости, встречающиеся в природе и технике. | 1 | беседа |
| 6 | Практическая работа: «Измерение мгновенной скорости движения тела». | 1 | практикум |
| 7-8 | Уравнения зависимости кинематических величин от времени для равномерного и равноускоренного движения. | 2 | практикум по решению задач |
| 9 | Построение и чтение графиков законов движения. | 1 | практикум |
| 10-11 | Кинематические характеристики движения тела в различных системах отсчета. | 2 | игра в парах, лекция |
| 12 | Относительность движения. | 1 | практикум |
| 13-14 | Классический закон сложения скоростей и границы его применимости, Скорость света в вакууме как предельная, инвариантная величина. | 2 | беседа, доклады учащихся |
| 15 | Движение по окружности, угловая скорость, центростремительное ускорение. | 1 | беседа, тестирование |
| 16 | Стробоскопический метод изучения движения. Понятие о кинематических схемах. | 1 | практикум, лекция |
| 17 | Итоговое занятие: «Защита проектов» (графиков исследования зависимости). | 1 | практикум |
Содержание изучаемого курса «динамика».
Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности, явления, наблюдаемые в неинерциальных системах отсчета. Искусственная тяжесть. Центробежные механизмы. Прямая задача механики. Знакомство с численным методом решения прямой задачи механики. Определение масс небесных тел. Практические способы измерения сил. Обратная задача механики – определение сил по закону движения и траектории. Законы Ньютона. Импульс. Принцип суперпозиции сил. Силы. Момент силы.
Учебно-тематический план курса «динамика».
| № | Тема занятий | кол-во часов | форма занятий |
| 1-2-3 | ИСО. Законы Ньютона. Решение задач. | 3 | беседа, практикум |
| 4 | Силы в механике. Решение задач. | 1 | лекция |
| 5 | Прямая и обратная задачи механики. | 1 | практикум |
| 6-7 | Открытие закона всемирного тяготения Ньютоном – пример решения обратной и прямой задач механики. | 2 | доклад уч-ся |
| 8-10 | Практические способы измерения сил и масс. Практические работы: 1) Определение массы тела. 2) Расчет и экспериментальное осуществление равноускоренного прямолинейного движения. 3) Расчет и измерение расстояния, пройденного телом под действием постоянной силы за известное время. |
3 | практикум |
| 11 | Определение масс небесных тел. | 1 | практикум |
| 12 | Принцип относительности Галилея. Роль Г. Галилея и И. Ньютона в развитии механики и техники. | 1 | доклад |
| 13 | Явления, наблюдаемые в НИСО. Искусственная тяжесть. Центробежные механизмы. | 1 | семинар |
| 14-15 | Общие условия равновесия тел. Момент силы. | 2 | лекция |
| 16 | Применение законов динамики при решении задач механики. | 1 | практикум |
| 17 | Итоговое занятие: тестирование (защита проектов). | 1 | практикум |
Возможные творческие и конструкторские задания.
- Изготовление прибора для измерения массы тел в невесомости.
- Изготовление прибора для измерения сил.
- Изготовление отметчика времени.
- Изготовление моделей спидометра и акселерометра.
Учебно-методическое обеспечение курса:
- «Физика: Механика. Решение задач». М.: Дрофа, 1997. (дидактические материалы).
- «Мир механики и техники: Кн. Для учащихся». Иванов А.С., Проказа А.Т., М. Просвещение, 1993.
- Малафеев Р.И. «Проблемное обучение физике в средней школе: Кн. Для учителя 2-е изд. Дораб. М.: Просвещение, 1993.
- Хижнякова Л.С. Самостоятельная работа учащихся по физике в 9 классе средней школы: Дидакт. Материал. М.: Просвещение.
- Методика факультативных занятий по физике под редакцией О.Ф. Кабардина, В.А. Орлова. М.: Просвещение, 1998.
- Разумовский В.Г. «Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике», М.: Просвещение, 1995.