Физический эксперимент, осуществляемый при выполнении лабораторных работ, работ практикума, в процессе демонстрации опытов на уроках, обеспечивает наглядность обучения, делает изучаемые вопросы более доступными для понимани, развивает интерес к физике, способствует творческой деятельности ученикв. Выполняя эксперимент, ученик осознает связь теории с практикой, закрепляет экспериментальные умения и навыки.
Практическая реализация повторения изучаемого материалачерез анализ лабораторных работ, работ практикума и демонстрационного эксперимента возможна в любом классе и на любом этапе учебного процесса.
Анализ физического эксперимента можно проводить двумя способами.
1 способ. Учащмися предлагается повторить теоретический материал определенной практической работе.
Затем по известным данным проводят анализ работы, утанавливая взаимосвязь между полученными практическими результатами и теорией. Учащиеся получают задания:
- построить график;
- ответить на вопросы;
- найти значения нужных физических величин;
- определить погрешности измерений.
Схему отчета о проделанной работе ученики получают самостоятельно в ходе выполнения работы, или получают уже готовую схему отчета.
Форма пороведения занятия может быть индивидуальной или групповой.
2 способ. Учащимся перлагают проанализировать идею и результаты опытов и ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы подбираются индивидуально по степени сформированностиумений и навыков у учащихся. При оценке работы учитывается правильность выводов, сделанных учениками при обработке результатов эксперимента, умение вычислить погрешность измерений и сопостовлять полученные величины с табличными.
Пример работ
Математический маятник
Цель работы: изучить зависимость периода колебаний математического маятника , представляющего собой шарик радиус R, подвешенный на нерастяжимой ните переменной длины.
Зависимость периода колебаний от амплитуды.
1 способ
Длина маятника ℓ = 1 м, его отклоненили от положения равновесия на угол α и измерили время 30 колебаний с точностю до 0,2 с. В результате эксперимента были получены данные, указанные в таблице 1 (приложение 1).
Задание :
- Заполнить таблицу;
- Как зависит период колебаний маятника от амплитуды?
Зависимость периода колебаний от массы маятника.
1 способ
Длина маятника ℓ = 1 м. Подвешивали шарики разной массы. Измерили время 30 колебаний . результаты измерений записали в таблицу 2 (приложение 1).
Задание :
- Заполнить таблицу;
- Как зависит период колебаний маятника от массы подвешенного шарика?
Зависимость периода колебаний от длины маятника.
1 способ
Масса шарика не изменялась. Измняли длину нити маятника, измеряя расстояние от точки подвеса до центра тяжести шарика. Угол отклонения не изменялся. Измерили 30 колебаний для каждой длины нити маятника. Результаты измерений записали в таблицу 3 (приложение 1).
Задание :
- Заполнить таблицу;
- Как зависит период колебаний маятника отдлины маятника?
- Постройте график зависимости;
- Покажите, что полученная зависимость позволяет представить ее в виде Т² = kℓ ;
- Определите постоянную k;
- По найденному значению k определите ускорение свободного падения;
- Вычислите асолютную погрешность Δg, зная что Δℓ =0,5 см, Δt = 0,2 с, π² = 9,87.
2 способ
Измерили 10 колебаний для каждой длины нити маятника. Результаты измерений записали в таблицу 4 (приложение 1 ).
Задание :
- Заполнить таблицу;
- построить график зависимости квадрата периода колебпния от длины маятника;
- Сделать вывод о зависимости квадрата периода от длины маятника.
- определить тангенс угла наклона графика полученной зависимости и по нему найдите значение зависимости ускорения свободного падения;
- вычислите абсолютную и относительную погрешность g, зная, что Δt = 0,2 с, Δℓ = 0,5 см.
Фотоэффект
Изучение зависимости силы фототока от разности потенциалов между анодом и котодом.
Для изучение этой зависимости собрали электрическую цепь, состоящую из:
- источника тока,
- фотоэлемента;
- миллиамперметра;
- вольтметра.
Катод осветили источником монохроматического излучения частотой 1,76 · 10 ¹ Гц. Измеряя разность потенциалов между анодом и котодом, измерили силу тока для каждого из последующих значений разности потенциалов. Результаты занесены в таблицу 5 (приложение 1).
Задание :
- Постройте график зависимости силы тока от разности потенциалов между анодом и катодом.
- Объясните, почему наблюдается прохождение тока в цепи.
- Объясните, почему происходит изменение наклона кривой на различных ее участках.
- Чему соответствует разность потенциалов, равная – 5 В?
- Расчитайте максимальную энергию испускаемых электронов.
Определение постоянной Планка и работы выхода электрона.
Катод фотоэлемента освещали источниками излучения различных частот, при этом для каждой частоты измеряли максимальную кинетическую энергию испускания электронов и получили данные, представленные в таблице 6 (приложение 1).
Задание :
- Выведите зависимость между максимальной кинетической энергией испускаемых электронов и частотой излучения.
- Постройте график зависимостикинетической энергии от частоты излучения (масштаб: 20 см - 10¹ Гц ; 25 см - 10⁻¹ Дж).
- Определите из графика значение постоянной Планка.
- Рассчитайте работу выхода электрона.