Учебный курс по физике 10-11 классы

МКОУ Казинская СОШ

Павловского района

Воронежской области

Рассмотрено на заседании ОМО учителей физики и математики №1 от 24.08.2017

Согласовано Заместитель директора школы по УВР _____________И.В.Черепкова

Утверждаю Директор школы Гончарова К.И Приказ № 48 от29 .08.2016

Программа элективного курса

«Методы решения физических задач»

(70 часов)

Составитель: Черепкова Ирина Владимировна,

учитель физики

С.Б.Казинка 2016

Пояснительная записка

Курс рассчитан на учащихся 10 – 11 классов общеобразовательной школы и предполагает совершенствование подготовки школьников по освоению основных разделов физики.

Основные цели курса:

развитие интереса к физике и решению физических задач;

совершенствование полученных в основном курсе знаний и умений;

формирование представлений о постановке, классификации, приёмах и методах решения школьных физических задач.

Программа элективного курса согласована с требованиями государственного образовательного стандарта и содержанием основных программ курса физики профильной школы. Она ориентирует учителя на дальнейшее совершенствование уже освоенных учащимися знаний и умений. Для этого вся программа делится на несколько разделов. Первый раздел знакомит школьников с минимальными сведениями о понятии «задача», даёт представление о значении задач в жизни, науке, технике, знакомит с различными сторонами работы с задачами. В частности, они должны знать основные приёмы составления задач, уметь классифицировать задачу по трём-четырём основаниям. В первом разделе при решении задач особое внимание уделяется последовательности действий, анализу физического явления, проговариванию вслух решения, анализу полученного ответа. Если в начале раздела для иллюстрации используются задачи из механики, молекулярной физики, электродинамики, то в дальнейшем решаются задачи из разделов курса физики 11 класса. При повторении обобщаются, систематизируются как теоретический материал, так и приёмы решения задач, принимаются во внимание цели повторения при подготовке к единому государственному экзамену. Особое внимание следует уделить задачам, связанным с профессиональными интересами школьников, а также задачам межпредметного содержания. При работе с задачами следует обращать внимание на мировоззренческие и методологические обобщения: потребности общества и постановка задач, задачи из истории физики, значение математики для решения задач, ознакомление с системным анализом физических явлений при решении задач и др.

При изучении первого раздела возможны различные формы занятий: рассказ и беседа учителя, выступление учеников, подробное объяснение примеров решения задач, индивидуальная и коллективная работа по составлению задач, конкурс на составление лучшей задачи, знакомство с различными задачниками и т.д. В результате школьники должны уметь классифицировать предложенную задачу, составлять простейшие задачи, последовательно выполнять и проговаривать этапы решения задач средней сложности.

При решении задач по механике, молекулярной физике, электродинамике главное внимание обращается на формирование умений решать задачи, на накопление опыта решения задачи как на описание того или иного физического явления физическими законами. Содержание тем подобрано так, чтобы формировать при решении задач основные методы данной физической теории.

Содержание программных тем обычно состоит из трёх компонентов. Во-первых, в ней определены задачи по содержательному признаку; во-вторых, выделены характерные задачи на отдельные приёмы; в-третьих, даны указания по организации определённой деятельности с задачами. Задачи учитель подбирает исходя из конкретных возможностей учащихся. При этом следует подбирать задачи технического и краеведческого содержания, занимательные и экспериментальные. На занятиях применяются коллективные и индивидуальные формы работы: постановка, решение и обсуждение решения задач, подготовка к олимпиаде, подбор и составление задач на тему и т.д. Предполагается также выполнение домашних заданий по решению задач. В итоге школьники могут выйти на теоретический уровень решения задач: решение по определённому плану, владение основными приёмами решения, осознание деятельности по решению задачи, самоконтроль и самооценка, моделирование физических явлений и т.д.

Содержание курса

10(11) класс

Физическая задача.

Классификация задач

(4ч)

Что такое физическая задача Состав физической задачи. Физическая теория и решение задач. Значение задач в обучении и жизни.

Классификация физических задач по требованию, содержанию, способу задания и решения. Примеры задач всех видов.

Составление физических задач. Основные требования к составлению задач. Способы и техника составления задач. Примеры задач всех видов.

Правила и приёмы решения

физических задач

(6ч)

Общие требования при решении физических задач. Этапы решения физической задачи. Работа с текстом задачи. Анализ физического явления; формулировка идеи решения (план решения). Выполнение плана решения задачи. Числовой расчёт. Использование вычислительной техники для расчётов. Анализ решения и его значение. Оформление решения.

Типичные недостатки при решении и оформлении решения физической задачи. Изучение примеров решения задач. Различные приёмы и способы решения: алгоритмы, аналогии, геометрические приёмы. Метод размерностей, графические решения и т.д.

Динамика и статика

(8ч)

Координатный метод решения задач по механике. Решение задач на основные законы динамики: Ньютона, законы для сил тяготения, упругости, трения, сопротивления. Решение задач на движение материальной точки, системы точек, твёрдого тела под действием нескольких сил.

Задачи на определение характеристик равновесия физических систем.

Задачи на принцип относительности: кинематические и динамические характеристики движения тела в разных инерциальных системах отсчёта.

Подбор, составление и решение по интересам различных сюжетных задач: занимательных, экспериментальных с бытовым содержанием, с техническим и краеведческим содержанием, военно-техническим содержанием.

Экскурсии с целью отбора данных для составления задач.

Законы сохранения

(8ч)

Классификация задач по механике: решение задач средствами кинематики, динамики, с помощью законов сохранения.

Задачи на закон сохранения импульса и реактивное движение. Задачи на определение работы и мощности. Задачи на закон сохранения и превращения механической энергии.

Решение задач несколькими способами. Составление задач на заданные объекты или явления. Взаимопроверка решаемых задач. Знакомство с примерами решения задач по механике муниципальных и региональных олимпиад.

Конструкторские задачи и задачи на проекты: модель акселерометра, модель маятника Фуко, модель кронштейна, модель пушки с противооткатным устройством, проекты самодвижущихся тележек, проекты устройств для наблюдения невесомости, модель автоколебательной системы.

Строение и свойства газов,

жидкостей и твёрдых тел

(6ч)

Качественные задачи на основные положения и основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ). Задачи на описание поведения идеального газа: основное уравнение МКТ, определение скорости молекул, характеристики состояния газа в изопроцессах.

Задачи на свойства паров: использование уравнения Менделеева-Клапейрона, характеристика критического состояния. Задачи на описание явлений поверхностного слоя; работа сил поверхностного натяжения, капиллярные явления, избыточное давление в мыльных пузырях. Задачи на определение характеристик влажности воздуха.

Задачи на определение характеристик твёрдого тела: абсолютное и относительное удлинение, тепловое расширение, запас прочности, сила упругости.

Качественные и количественные задачи. Устный диалог при решении качественных задач. Графические и экспериментальные задачи, задачи бытового содержания.

Основы термодинамики

(6ч)

Комбинированные задачи на первый закон термодинамики. Задачи на тепловые двигатели.

Экскурсия с целью сбора данных для составления задач.

Конструкторские задачи и задачи на проекты: модель газового термометра; модель предохранительного клапана на определённое давление; проекты использования газовых процессов для подачи сигналов; модель тепловой машины; проекты практического определения радиуса тонких капилляров.

Электрическое и магнитное поля

(5ч)

Характеристика решения задач раздела: общее и разное, примеры и приёмы решения.

Задачи разных видов на описание электрического поля различными средствами: законами сохранения заряда и законом Кулона, силовыми линиями, напряжённостью, разностью потенциалов, энергией. Решение задач на описание систем конденсаторов.

Задачи разных видов на описание магнитного поля тока и его действия: магнитная индукция и магнитный поток, сила Ампера и сила Лоренца.

Решение качественных экспериментальных задач с использованием электрометра, магнитного зонда и другого оборудования.

Постоянный электрический ток в различных средах

(9ч)

Задачи на различные приёмы расчёта сопротивления сложных электрических цепей. Задачи разных видов на описание электрических цепей постоянного электрического тока с помощью закона Ома для замкнутой цепи, закона Джоуля-Ленца, законов последовательного и параллельного соединений. Ознакомление с правилами Кирхгофа при решении задач. Постановка и решение фронтальных экспериментальных задач на определение показаний приборов при изменении сопротивления тех или иных участков цепи, на определение сопротивлений участков цепи и т.д. Решение задач на расчёт участка цепи, имеющей ЭДС.

Задачи на описание постоянного электрического тока в электролитах, вакууме, газах, полупроводниках: характеристика носителей, характеристика конкретных явлений и др. Качественные, экспериментальные, занимательные задачи, задачи с техническим содержанием, комбинированные задачи.

Конструкторские задачи на проекты: установка для нагревания жидкости на заданную температуру, модель автоматического устройства с электромагнитным реле, проекты и модели освещения, выпрямитель и усилитель на полупроводниках, модели измерительных приборов, модели «чёрного ящика».

Электромагнитные колебания и волны

(11ч)

Задачи разных видов на описание явления электромагнитной индукции: закон электромагнитной индукции, правило Ленца, индуктивность.

Задачи на переменный электрический ток: характеристики переменного электрического тока, электрические машины, трансформатор.

Задачи на описание различных свойств электромагнитных волн: скорость, отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация. Задачи по геометрической оптике: зеркала, оптические схемы. Классификация задач по СТО и примеры их решения.

Задачи на определение оптической схемы, содержащейся в «чёрном ящике»: конструирование, приёмы и примеры решения. Групповое и коллективное решение экспериментальных задач с использованием осциллографа, звукового генератора, трансформатора, комплекта приборов для изучения свойств электромагнитных волн, электроизмерительных приборов.

Экскурсия с целью сбора данных для составления задач.

Конструкторские задачи и задачи на проекты: плоский конденсатор заданной ёмкости, генераторы различных колебаний, прибор для измерения освещённости, модель передачи электроэнергии и др.

Обобщающее занятие по методам

и приёмам решения физических задач

(2ч)

Тематическое и поурочное планирование учебного материала при прохождении курса в течение двух лет

X класс (35 ч, 1 ч в неделю).

№ урока	Тема	Вид занятия
I. Физическая задача. Классификация задач (4 часа).
1/1	Состав физической задачи. Физическая теория и решение задач. Значение задач в обучении и жизни.	Лекция 1
2/2	Классификация физических задач по требованию, содержанию, способу задания и решения. Примеры задач всех видов.	Лекция 2
3/3	Составление физических задач. Основные требования к составлению задач.	Практическое занятие 1
4/4	Способы и техника составления задач. Примеры задач всех видов.	Практическое занятие 2
II. Правила и приёмы решения физических задач (6 часов)
5/1	Общие требования при решении физических задач. Этапы решения физической задачи.	Лекция 3
6/2	Работа с текстом задачи. Анализ физического явления; формулировка идеи решения (план решения).	Практическое занятие 3
7/3	Числовой расчёт. Использование вычислительной техники для расчётов.	Практическое занятие 4
8/4	Анализ решения и его значение. Оформление решения.	Практическое занятие 5
9/5	Типичные недостатки при решении и оформлении решения физической задачи.	Лекция 4
10/6	Различные приёмы и способы решения: алгоритмы, аналогии, геометрические приёмы. Метод размерностей, графические решения и т.д.	Практическое занятие 6
III. Динамика и статика (8 часов)
11/1	Координатный метод решения задач по механике.	Лекция 5
12/2	Решение задач на основные законы динамики: законы Ньютона.	Практическое занятие 7
13/3	Решение задач на основные законы динамики: законы для сил тяготения, упругости, трения, сопротивления.	Практическое занятие 8
14/4	Решение задач на движение материальной точки, системы точек, твёрдого тела под действием нескольких сил.	Практическое занятие 9
15/5	Задачи на определение характеристик равновесия физических систем.	Практическое занятие 10
16/6	Задачи на принцип относительности: кинематические и динамические характеристики движения тела в разных инерциальных системах отсчёта.	Практическое занятие 11
17/7	Подбор, составление и решение по интересам различных сюжетных задач: занимательных, экспериментальных с бытовым содержанием, с техническим и краеведческим содержанием, военно-техническим содержанием.	Практическое занятие 12
18/8	Экскурсии с целью отбора данных для составления задач.	Экскурсия
IV. Законы сохранения (8 часов)
19/1	Классификация задач по механике: решение задач средствами кинематики, динамики, с помощью законов сохранения.	Лекция 6
20/2	Задачи на закон сохранения импульса и реактивное движение.	Практическое занятие 13
21/3	Задачи на определение работы и мощности.	Практическое занятие 14
22/4	Задачи на закон сохранения и превращения механической энергии.	Практическое занятие 15
23/5	Решение задач несколькими способами.	Практическое занятие 16
24/6	Составление задач на заданные объекты или явления. Взаимопроверка решаемых задач.	Практическое занятие 17
25/7	Знакомство с примерами решения задач по механике муниципальных и региональных олимпиад.	Лекция 7
26/8	Конструкторские задачи и задачи на проекты: модель акселерометра, модель маятника Фуко, модель кронштейна, модель пушки с противооткатным устройством, проекты самодвижущихся тележек.	Практическое занятие 18
V. Строение и свойства газов, жидкостей и твёрдых тел (6 часов)
27/1	Качественные задачи на основные положения и основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ).	Лекция 8
28/2	Задачи на описание поведения идеального газа: основное уравнение МКТ, определение скорости молекул, характеристики состояния газа в изопроцессах.	Практическое занятие 19
29/3	Задачи на свойства паров: использование уравнения Менделеева-Клапейрона.	Практическое занятие 20
30/4	Задачи на описание явлений поверхностного слоя; работа сил поверхностного натяжения, капиллярные явления, избыточное давление в мыльных пузырях.	Практическое занятие 21
31/5	Задачи на определение характеристик влажности воздуха.	Практическое занятие 22
32/6	Задачи на определение характеристик твёрдого тела: абсолютное и относительное удлинение, тепловое расширение, запас прочности, сила упругости.	Практическое занятие 23
33/7	Качественные и количественные задачи. Устный диалог при решении качественных задач. Графические и экспериментальные задачи, задачи бытового содержания.	Практическое занятие 24
VI. Обобщающее повторение (2 часа)

XI класс (35 ч, 1 ч в неделю).

№ урока	Тема	Вид занятия
I. Основы термодинамики (6 часов)
1/1	Комбинированные задачи на первый закон термодинамики.	Практическое занятие 1
2/2	Задачи на тепловые двигатели.	Практическое занятие 2
3/3	Экскурсия с целью сбора данных для составления задач.	Экскурсия
4/4	Конструкторские задачи и задачи на проекты: модель газового термометра; модель предохранительного клапана на определённое давление.	Практическое занятие 3
5/5	Модель тепловой машины. КПД.	Практическое занятие 4
6/6	Задачи на уравнение теплового баланса.	Практическое занятие 5
II. Электрическое и магнитное поля (5 часов)
7/1	Характеристика решения задач раздела: общее и разное, примеры и приёмы решения.	Лекция 1
8/2	Задачи разных видов на описание электрического поля различными средствами: законами сохранения заряда и законом Кулона, силовыми линиями, напряжённостью.	Практическое занятие 6
9/3	Задачи разных видов на описание электрического поля различными средствами: разностью потенциалов, энергией.	Практическое занятие 7
10/4	Решение задач на описание систем конденсаторов.	Практическое занятие 8
11/5	Задачи разных видов на описание магнитного поля тока и его действия: магнитная индукция и магнитный поток, сила Ампера и сила Лоренца.	Практическое занятие 9
III. Постоянный электрический ток в различных средах (9 часов)
12/1	Задачи на различные приёмы расчёта сопротивления сложных электрических цепей.	Практическое занятие 10
13/2	Задачи разных видов на описание электрических цепей постоянного электрического тока с помощью закона Ома для замкнутой цепи.	Практическое занятие 11
14/3	Задачи разных видов на описание электрических цепей постоянного электрического тока с помощью закона Джоуля-Ленца, законов последовательного и параллельного соединений.	Практическое занятие 12
15/4	Ознакомление с правилами Кирхгофа при решении задач.	Лекция 2
16/5	Постановка и решение фронтальных экспериментальных задач на определение показаний приборов при изменении сопротивления тех или иных участков цепи, на определение сопротивлений участков цепи и т.д.	Практическое занятие 13
17/6	Решение задач на расчёт участка цепи, имеющей ЭДС.	Практическое занятие 14
18/7	Задачи на описание постоянного электрического тока в электролитах: характеристика носителей, характеристика конкретных явлений и др.	Практическое занятие 15
19/8	Задачи на описание постоянного электрического тока в вакууме, газах, полупроводниках: характеристика носителей, характеристика конкретных явлений и др.	Практическое занятие 16
20/9	Конструкторские задачи на проекты: установка для нагревания жидкости на заданную температуру, модель автоматического устройства с электромагнитным реле, проекты и модели освещения, выпрямитель и усилитель на полупроводниках, модели измерительных приборов, модели «чёрного ящика».	Практическое занятие 17
IV. Электромагнитные колебания и волны (14 часов)
21/1	Задачи разных видов на описание явления электромагнитной индукции: закон электромагнитной индукции, правило Ленца, индуктивность.	Практическое занятие 18
22/2	Задачи на переменный электрический ток: характеристики переменного электрического тока, электрические машины, трансформатор.	Практическое занятие 19
23/3	Задачи на описание различных свойств электромагнитных волн: скорость, отражение. Зеркала.	Практическое занятие 20
24/4	Преломление света. Линзы. Формула тонкой линзы.	Практическое занятие 21
25/5	Интерференция света. Задачи на условие максимума и минимума интерференции.	Практическое занятие 22
26/6	Дифракция света. Дифракционная решётка.	Лекция 3
27/7	Классификация задач по СТО и примеры их решения.	Лекция 4
28/8	Задачи на определение оптической схемы, содержащейся в «чёрном ящике»: конструирование, приёмы и примеры решения.	Практическое занятие 23
29/9	Групповое и коллективное решение экспериментальных задач с использованием осциллографа, звукового генератора, трансформатора, комплекта приборов для изучения свойств электромагнитных волн, электроизмерительных приборов.	Практическое занятие 24
30/10	Экскурсия с целью сбора данных для составления задач.	Экскурсия
31/11	Конструкторские задачи и задачи на проекты: плоский конденсатор заданной ёмкости, генераторы различных колебаний, прибор для измерения освещённости, модель передачи электроэнергии.	Практическое занятие 25
32-35	IV. Обобщающее занятие по методам и приёмам решения физических задач (4 часа)

Литература для учащихся

1. Баканина Л.П. и др. Сборник задач по физике: Учеб. пособие для углубл. изуч. Физики в 10-11 кл. М.: Просвещение, 1995.

2. Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения. М.: Просвещение, 1983.

3. Буздин А.И., Зильберман А.Р.,Кротов С.С. Раз задача, два задача… М.: Наука,1990

4. Всероссийские олимпиады по физике. 1992-2001/Под ред. С.М.Козела, В.П.Слободянина. М.: Вербум-М, 2002.

5. Гольдфарб И.И. Сборник вопросов и задач по физике. М.: Высшая школа, 1973.

6. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Международные физические олимпиады. М.: Наука, 1985.

7. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Зильберман А.Р. Задачи по физике. М.: Дрофа, 2002.

8. Козел С.М., Коровин В.А., Орлов В.А. и др. Физика. 10-11 кл.: Сборник задач с ответами и решениями. М.: Мнемозина,2004.

9. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку. М.: Наука, 1985.

10. Малинин А.Н. Сборник вопросов и задач по физике. 10-11 классы. М.: Просвещение, 2002.

11. Меледин Г.В. Физика в задачах: Экзаменационные задачи с решениями. М.: Наука, 1985.

12. Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? М.: Наука, 1992.

13. Слободецкий И.Ш., Асламазов Л.Г. Задачи по физике. М.: Наука, 1980.

14. Слободецкий И.Ш., Орлов В.А. Всесоюзные олимпиады по физике. М.: Просвещение, 1982.

15. Черноуцан А.И. Физика. Задачи с ответами и решениями. М.: Высшая школа, 2003.