Лабораторная работа по физике на тему ' Определение ускорения свободного падения' (9 класс)

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С ПРИМЕНЕНИЕМ САМОДЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Рябцев С.В., учитель физики

МКОУ«Нижнереутская ООШ» Фатежского района

Проблема физического образования на базовом уровне в современной школе - резкое сокращение экспериментальной части (физический практикум).

А физика - наука экспериментальная. Наблюдения, опыты являются источником знаний о природе физических явлений.

Частично решить создавшуюся проблему можно, если использовать часы

школьного компонента: элективные курсы, исследовательская и проектная деятельности, факультативы. Учащиеся, которые посещают данные занятия, заинтересованы в более глубоком изучении физики и методов, которыми она пользуется.

Одна из форм проведения эксперимента - лабораторная работа. Преимуществами физического эксперимента в форме выполнения лабораторной работы являются высокая степень активности и самостоятельности школьников, выработка умений работы с физическими приборами и навыками обработки результатов наблюдений и измерений, возможностью проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самим учащимся.

Приведу в качестве примера описание лабораторной работы по механике с применением самодельного оборудования. Она состоит из трех частей (блоков): мотивационной, технологической и интеллектуальной.

Мотивационная часть включает в себя специально подготовленные преподавателем текст и вопросы, которые целенаправленно побуждают учащихся к познанию.

Технологическая часть служит для формирования и отработки умений проводить эксперимент и «добывать» знания.

Интеллектуальная часть посвящена поддержанию мышления учащихся в активном состоянии путём анализа результатов эксперимента. В неё входит, в частности, система заданий, относящихся к разным уровням сложности; полезно, если эти задания будут опираться на внутрипредметные и межпредметные связи.

Работа «Определение ускорения свободного падения»

предназначена для IX класса и опирается на математические знания (вводятся в действие межпредметные связи) школьников.

Предшествующее задание

Повторите материал: 1) по физике - о равноускоренном движении; 2) по математике - о табличном и графическом способах задания функций; 3) по информатике - текстовый редакторWord, работа в Excel.

Мотивационная часть

Известный американский популяризатор физики Эрик Роджерс в своей книге «Физика для любознательных» писал: «Если все свободно падающие тела движутся одинаково, то это движение само по себе заслуживает детального исследования». У любознательного человека, прочитавшего эти строки, сразу возникнет много вопросов, например, таких:

1. Какое именно движение они совершают?

2. Возрастает скорость плавно или скачкообразно?

3. Увеличивается ли скорость в прямой пропорции к пройденному пути?

4. Возрастает ли скорость прямо пропорционально времени или пропорционально квадрату времени?

Добавьте к ним свои вопросы. И вы получите их интересный набор. Где искать ответы на них? Поскольку вопросы касаются реальной природы, то ответы вы найдёте в эксперименте, который вам придется проделать.

Технологическая часть

Задание 1. Соберите установку для исследования ускорения. см. фото 1, 2. Проверьте ее действие.

Примечание. Все приборы установки изготовлены мной совместно с учащимися. Основным элементом является цифровое реле времени «Сура-2М», используемое в качестве электронного секундомера (погрешность при небольших интервалах времени ± 0,01с).

Фото 1 Фото 2

Задание 2. Определите с помощью собранной вами установки ускорение

шарика, который будет падать вдоль линейки.

Указания

Предлагаем выполнить следующие действия:

а) Введите установку в работу и осуществите падение шарика вдоль линейки.

б) Через каждые 10 см высоты фиксируйте время падения шарика и заполните

первые две строки таблицы.

в) На основании полученных данных постройте график функции Н = f(t)

(рис. 1).

г) По форме графика (вспомните свои знания по математике) определите ха-

рактер зависимости между высотой падения Н и временем движения t. На

основе этого своего ответа определите вид движения шарика.

д) Заполните последнюю строку таблицы и постройте график функции Н=f(t²)

(рис. 2).

е) Докажите по форме графика правильность или неправильность вашего вы -

вода, сделанного в пункте г.

ж) Определите численное значение ускорения шарика. Оно называется уско-

рением свободного падения (g = 10 м/с²).

Результаты опыта обрабатываются в Excel.

H, м

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

t, c

0,15

0,20

0,25

0,29

0,32

0,36

0,38

0,41

0,43

0,46

t², c²

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,13

0,14

0,17

0,18

0,21

t²,c²

Рис.1 Рис.2

Задание 3. Исследуйте зависимость ускорения свободного падения тела от его массы.

Указания

а) Предлагаем использовать прежнюю установку и дополнить ее каким-то еще оборудованием. Каким? Решите сами. Возьмите его.

б) Сами разработайте план опыта, таблицу для записи результатов.

в) Проведите анализ опытных данных. Сделайте вывод.

Интеллектуальная часть

Подумайте над следующими вопросами. Они помогут вам расширить кругозор и развить смекалку.

1.Что общего между графиками 1~4, изображенными на рис. 3? Чем они отличаются? Какие движения характеризуют?

Рис.3

2. Одинаково ли ускорение шариков, если один начал свободное падение из состояния покоя, а другой перед падением вниз получил толчок рукой в том же направлении?

3.Одинаково ли ускорение свободного падения на экваторе и полюсах?

Результаты работы оформить в редакторе Word.

Используемая литература: «Методика факультативных занятий по физике»

О. Ф. Кабардин, С. И. Кабардина и др. М: Просвещение, 1988г; журнал «Физика в школе» №4 за 1994г В. С. Данюшенков «О модернизации выполнения практических работ».