Решение экспериментальных задач по теме "Механические колебания". 11-й класс

Цели:

• актуализация опорных знаний по теме «механические колебания»;
• контроль и закрепление основных навыков экспериментальной работы;
• развитие познавательных умений и самостоятельности к творческому поиску при решении конкретных задач;
• развитие умений анализировать работу; умение сравнивать теоретические выводы и результат эксперимента.

Регламент: 2 урока

Группы: 7 групп по 2 человека

Пояснительная записка

Структура урока

1. Класс разбивается на 7 групп по 2 человека.

2. Каждая группа получает задание на 30 минут.

3. На занятии каждая группа должна сделать 2-3 задания (одно задание элементарное, но с возможным подвохом; второе – простое, третье – сложное). Через 30 минут пары меняются местами.

4. Решение задачи оформляется на бланках с указанием необходимого оборудования, рисунка опыта, выводом уравнений и расчета искомого параметра.

5. Во всех заданиях теоретические и экспериментальные результаты следует предоставлять с учетом погрешности измерений. Методика расчета погрешности учащимся раздается.

6. Учащимся дают лишь тексты заданий. Приведенные ниже указания учащимся выдают в случае затруднений при выполнении работы, оценка за задание при этом снижается на балл.

7. В конце урока группы учащихся докладывают о своих результатах, обсуждают их и делают выводы.

8. Учитель подводит итоги, выставляет оценки (как среднее арифметическое за 2 задания.

Примечание: оцениваются не только совершенно верные ответы. Важно научиться искать ответы на вопросы или задачи. Поэтому оценка ставится за поиск решения и его обоснование.

Метод расчета погрешности в экспериментальных заданиях

1. Сравните периоды колебаний, полученные теоретически и экспериментально.

2. Сделайте вывод о значимости полученных расхождений и причинах этого. Если расхождение  результатов (Тт – Тэ) превышает сумму границ абсолютных погрешностей измерений (рис. 1, а) ∆Тт и ∆Tэ (Тт – Тэ> ∆Тт + ∆Tэ), то оно значимо;

Рис. 1

В этом случае надо указать существенные неучтенные факторы при теоретическом выводе формулы Т (например, вязкость жидкости, колебание воды, окружающей  пробирку,  и др.). Если расхождение результатов незначимо (рис. 1, б), т.е.  Тт – Тэ < ∆Тт + ∆Tэ, то следует вывод о совпадении теоретического и экспериментального расчетов в пределах погрешностей эксперимента.

Задание элементарное, но с подвохом (выполняют все фронтально)

Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника

Оборудование: нить, гайка, линейка, секундомер (рис.2)

Рис. 2

Указания

Т = t/N.

После получения результата производится расчет погрешности.

В работе необходимо оценить полученный результат и сделать вывод.

РS. Подвох заключается в том, что к подставке штатива изнутри прикреплен маленький, но сильный магнит. В результате ускорение свободного падения по расчетам получается больше 11м/c². Так как все ученики прекрасно знают численное значение g, у них возникает соблазн получить «точный» результат методом подгонки =)
При итоговом обсуждении ответы учащихся анализируются и магниты демонстрируются. «5» за данное задание получают те, к кого результат соответствует условиям проведения опыта и кто попытался объяснить полученный результат.

Задания

Приложение 1