Разработка сюжетных (текстовых) задач по физике.

Сюжетные задачи - это наиболее древний вид задач. Во всех сохранившихся письменных памятниках древности встречаются различные сюжетные задачи. Под сюжетными в литературе понимаются задачи, в которых описан некоторый жизненный сюжет (явление, событие, процесс), с целью нахождения определённых количественных характеристик или значений. Эти задачи имеют и другие названия: текстовые, практические, аналитические и т.д.

На протяжении всего курса физики, необходимо показывать, как законы физики или физические явления используются на практике. Одним из эффективных средств и методов является решение сюжетных задач.

Ещё задолго до нашей эры в Древнем Египте, Вавилоне, Китае, Индии были известны такие задачи и многие методы их решения. Сюжетные задачи существенно изменялись и видоизменяются до сих пор. Если примерно до XIX века цели решения этих задач были чисто практические: научить решать задачи, которые часто встречаются в жизненной практике, то затем эти цели значительно расширились и, кроме практических целей, они начинают использоваться как важное общеобразовательное и методическое средство. Так, в настоящее время считается, что развитие мышления учащихся должно осуществляться не только в процессе решения сюжетных задач, но и в процессе всего обучения физике.

На протяжении всего курса физики, необходимо показывать, как законы физики или физические явления используются на практике. Одним из эффективных средств и методов является решение сюжетных задач.

Решение сюжетных задач обеспечивает высокий уровень развития творческой инициативы учащихся, способностей и умений решать не только сюжетные, но и любые задачи. А это важно потому, что вся творческая жизнедеятельность человека связана с решением задач: каждое самостоятельное его действие – это решение некоторой задачи, возникающей перед ним в силу сложившихся условий и обстоятельств или которую он сам в силу своих внутренних потребностей ставит перед собой. Вооружить учащихся такой культурой жизнедеятельности является главной целью решения сюжетных и других задач в школьном обучении.

В процессе решения сюжетных задач формируются умения и навыки моделирования реальных объектов и явлений.

Задания могут проверять:

• понимание информации, имеющейся в тексте;
• понимание смысла физических терминов, использующихся в тексте;
• умение моделировать описанную ситуацию;
• умение анализировать;
• умение формулировать выводы.

Задача 1.

Для исследования безопасности дорожного движения в настоящее время используют видеокамеры. Их обычно ставят на опасных участках дороги: на подъёмах, узких участках, на поворотах и т.д. На видеокамере можно наблюдать за тем, как быстро движутся машины на этой дороге, на каком расстоянии друг от друга они едут и какую часть дороги они используют при движении. Затем на дорогахустанавливаются разделительныеполосы и дорожные знаки, ограничивающие скорость движения и запрещающие обгон. Теперь на видеокамере можно увидеть: движутся машины быстрее или медленнее; ближе или дальше друг от друга располагаются машины; ближе к краю дороги или к центру движутся машины.

Задания к тексту

Вопрос 1.
При большой скорости водителям рекомендуется между своей и движущейся впереди машиной оставлять большее расстояние, чем при движении с небольшой скоростью, так как быстро движущейся машине требуется больше времени, чтобы остановиться.
Объясните, почему быстро движущейся машине требуется больше времени, чтобы остановиться, чем машине, которая едет медленно.

Вопрос 2.
Сотрудник ГИБДД на видеокамере видит, что машину А, скорость которой 36 км/ч, обгоняет машина Б, движущаяся со скоростью 72 км/ч. Насколько быстрее едет машина Б по сравнению с машиной А?

1. 0 км/ч
2. 18 км/ч
3. 36 км/ч
4. 60 км/ч
5. 105 км/ч

Вопрос 3
На данном участке дороги дорожный знак, ограничивающий скорость движения до 40 км/ч. Какая из машин едет с нарушением правил дорожного движения?

1. Машина А
2. Машина В
3. Обе машины.

Вопрос 4.
На этом участке дорога скользкая. Расстояние между машинами А и В 15 м. Успеет ли затормозить вторая машина, при резком торможении первой машины.

1. да
2. нет

Решение текстовых задач – неотъемлемая составная часть процесса обучения физике, поскольку она позволяет формировать и обогащать физические понятия, развивать физическое мышление учащегося и их навыки применения знаний на практике. Успех обучения выражается в сформированности способности мыслить, а мыслить человек начинает тогда, когда у него возникает потребность что-либо понять. Один из способов дать толчок к активной мыслительной деятельности ребят - предложить им интересные учебные задачи. А интерес проявляется тогда, когда задача затрагивает реальный мир, жизненные ситуации, встречающиеся каждому человеку. Особенно интересными являются такие сюжетные задачи, как задачи-рассказы, а так же задачи, составленные на основе исторических событий, художественных произведений.

Задача 2.
Задача, посвященная ученым физикам времён ВОв.

Говорит пехота: Чистая работа!
Где ударит «Катя», фрицу не пролезть.
Воевать охота — говорит пехота —
Раз у нас такая пушка есть!
Влево и направо, бьет врагов на славу.
Впереди — горячий бой. Огненную лаву на врагов ораву
Сыплет «Катя» шедрою рукой.

Эти стихи написаны военврачом С.Семинным на фронте в июле 1942 г.

Вопрос 1. О каком оружии говорится в этих строках?

1. О противотанковом ружье
2. О ротном миномёте
3. Об автомате АК-74 (Калашникова)
4. О реактивном миномёте «Катюша»

Вопрос 2. На каком законе основан полёт снарядов «Катюши?»

1. На втором законе Ньютона
2. На законе сохранения энергии
3. На законе Архимеда
4. На законе сохранения импульса
5. На законе Паскаля.

3адача 3: Окоп противника на расстоянии 1 км виден под углом 0,017 артиллерийских единиц (а.е.). Какова его длина?

Решение:
В артиллерии для измерения углов используется своя система. Круг делится на 60 а.е., т.е. 3600 = 60 а.е.,
60 = 1 а.е.; 0,01 а.е. называется малой единицей. Поэтому угол обозначается так: 3-10 (3 большие единицы и 10 малых). Эту величину легко перевести в градусы:
3-10 это 3,10а.е., 3,10 ∙ 60 = 18,60

Считая расстояние 1000 м и длину окопа L катетами прямоугольного треугольника, получим:
L = 1000 ∙ tg α,
0,017 ∙ 60 = 0,10 = 6’, tg 6’ = 0,017
Тогда L = 1000 ∙ 0,017 = 17 м.

Задача. Часто в наступательных операциях приходилось проводить десантирование личного состава по воздуху.
Сколько времени продолжалось свободное падение парашютиста, если за последнюю секунду он пролетел такое же расстояние, что и за предыдущее время? Сопротивлением воздуха пренебречь.

За t сек парашютист пролетит S(t)= gt2/2 (м), g – ускорение свободного падения.
Тогда за последнюю секунду он пролетит
∆=S(t) – S(t-1)= gt2/2 – g(t-1)2/2=(g/2)•(2t-1)
По условию ∆ = S(t-1)
(g/2)•(2t-1)= g(t-1)2/2
2t-1=t2-2t+1
t2-4t+2=0
t=2±√2≈2±1,41
t1=0,6 t2=3,41
t1 – не удовлетворяет условию задачи.
Ответ: 3,41 сек.

Задача 4. Корабли.

Известно, что земной шар создает вокруг себя магнитное поле. Оно небольшое по величине, всего около десятитысячной доли теслы. Однако его достаточно, чтобы ориентировать стрелку компаса по своим силовым линиям. Если в этом поле находится массивный предмет, например корабль, и железа (вернее, стали) в нем много, несколько тысяч тонн, то магнитное поле концентрируется и может увеличиться в несколько десятков раз.

С одной стороны, для навигации с использованием компаса в качестве указателя направления движения корабля это мешает. Корабль искажает истинное направление земного магнитного поля, приходится учитывать влияние стального корпуса на компас. Но, с другой стороны, это усиленное кораблем магнитное поле может проявиться и таким образом.

Оно способно привести в действие какой-нибудь механизм, поворачивающийся под влиянием магнитной силы и замыкающий электрическую цепь. В эту цепь можно включить детонатор, погруженный во взрывчатое вещество мины. Такие магнитные мины отличаются от обычных, на которые корабль непосредственно натыкается и этим вызывает взрыв, тем, что лежат на дне моря и взрываются на расстоянии - под действием лишь магнитного поля корабля.

Было известно, что эти мины разрабатывались во многих странах, и, вероятно, находились в распоряжении военно-морских сил фашистской Германии. Задача по борьбе с магнитными минами была поставлена за несколько лет до начала войны в Ленинградском физико-техническом институте. Требовалось "размагнитить" корабли, чтобы ликвидировать усиленное ими магнитное поле. Каким путем?

На корабле специальным способом располагали большие катушки из проводов, по которым пропускался электрический ток. Он порождал магнитное поле, компенсирующее поле корабля, т. е. поле прямо противоположного направления. К началу войны проблема была научно разрешена, и ее надо было перевести на технические рельсы, т. е. создать такие устройства на действующих кораблях советского флота.

Это было очень быстро организовано. Все боевые корабли подвергались в портах "антимагнитной" обработке и выходили в море размагниченными. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших военных моряков. Понятно, что для такой работы потребовались знания физиков, хорошие физические лаборатории, что и предопределило ее успех.

Вопрос 1. Какой закон лежит в основе работы магнитных мин?

1. Правило буравчика
2. Закон Ампера
3. Закон Джоуля – Ленца
4. Закон электромагнитной индукции
5. Закон Ома.

Вопрос 2. Кто из советских физиков возглавлял работу по размагничиванию кораблей?

1. Вавилов С.И.
2. Курчатов И.В.
3. Капица П.Л.
4. Флёров Г.Н.
5. Иваненко Д.Д.

Задача 4. Разведывательному кораблю (разведчику), двигавшемуся в составе эскадры, дано задание обследовать район моря на 70 миль в направлении движения эскадры. Скорость эскадры - 35 миль в час, скорость разведчика - 70 миль в час. Определить, через сколько времени разведчик возвратится к эскадре.

Решение:
V1=35 миль/час
V2=70 миль/час

1) 70/70=1 (час) – время разведчика из А в В.
2) 35 миль за этот час пройдет эскадра
3) 70 миль – 35 миль = 35 миль
4) Из С в В идет эскадра а навстречу из В в С идет разведчик, между ними 35 км. Через сколько времени они встретятся?
t = 1час + 35миль/(35 миль/час +70 миль/час) = 4/3 (часа)
Ответ: через 4/3 часа

Сюжетные задачи содержат в себе не только необходимые для их решения сведения, но и информацию, активизирующую познавательную деятельность и эмоциональную сферу ученика. Задачи, составленные на основе сюжетов из истории, из жизни, могут выполнять в процессе обучения физике побуждающую, воспитывающую, развивающую, контролирующую функции. Это говорит о том, что рассматриваемый нами вид задач является эффективным средством и методом для разрешения многих поставленных проблем при изучении физики.