Главная / Физика / Качественные задачи по физике с профессиональным содержанием (методические рекомендации)

Качественные задачи по физике с профессиональным содержанием (методические рекомендации)

12



Качественные задачи по физике с профессиональным содержанием

(методические рекомендации)

В данных методических рекомендациях показано решение качественных задач по физике, содержание которых непосредственно связано с устройством, ремонтом и эксплуатацией автомобиля. Эти задачи способствуют установлению межпредметных связей курса физики и спецпредметов.

Современный процесс обучения должен обеспечивать как общеобразовательную, так и политехническую подготовку студентов, формировать у них материалистическое мировоззрение. В процессе обучения студенты должны научиться самостоятельно приобретать знания и использовать их в практической деятельности. С целью повышения эффективности обучения необходимо развивать познавательную активность студентов, способствующую усвоению материала, изучаемого на уроках.

Подготовка квалифицированных специалистов связана с необходимостью повышения уровня знаний по общеобразовательным дисциплинам, в частности, по физике, так как она является одной из ведущих наук, определяющих развитие научно-технического прогресса. В процессе изучения физики развиваются творческие способности студентов, их научно-техническое мышление.

Значение качественных задач для профессиональной направленности преподавания физики

Студенты, поступившие в колледж, имеют только некоторые представления о своей будущей профессии. Перед преподавателем возникает серьезная проблема повышения интереса учащихся к избранной ими специальности. Особое место в воспитании интереса к избранной профессии принадлежит физике, так как она является научной базой для изучения общетехнических и специальных дисциплин. Для более успешного решения названной проблемы рекомендуется использовать качественные задачи по физике с учетом профессиональной направленности преподавания.

Качественными называют задачи, при решении которых устанавливают только качественную зависимость между физическими величинами.(К задачам такого типа относятся такие, для решения которых не требуется никаких вычислений. Учащиеся пользуются изученными физическими закономерностями и применяют их к анализу явлений о которых идет речь в задаче.)

Практика преподавания показывает, что использование на занятиях по физике качественных задач способствует формированию у студентов интереса к избранной ими профессии. В процессе решения таких задач студенты осознают роль и значение физики в их будущей профессии, что повышает их активность при изучении предмета. Умение анализировать различные физические явления подготавливает студентов к более сознательному и успешному изучению специальных дисциплин.

Таким образом, решение качественных задач с профессиональным содержанием может способствовать повышению уровня подготовки квалифицированных специалистов.

Методика решения качественных задач

Качественные задачи могут использоваться не только для профессиональной направленности обучения. Они способствуют более глубокому усвоению содержания курса физики, позволяют контролировать знания, умения и навыки студентов. Следовательно, качественные задачи являются хорошим средством для более прочного закрепления изученного теоретического материала и показа его применения.

Решение качественных задач может осуществляться различными методами: графическим, экспериментальным или методом построения логических рассуждений. При решении качественных задач можно придерживаться следующей схемы:

  • Внимательно прочесть задачу;

  • Изучить условие задачи;

  • Составить план решения, если есть необходимость, то целесообразно сделать рисунок;

  • Проанализировать полученный ответ с точки зрения возможности его использования в профессиональной ситуации.



Рассмотрим примеры решения качественных задач с профессиональным содержанием.

В правилах дорожного движения говорится, что водитель обязан при движении на автомобиле, оборудованном ремнями безопасности, быть пристегнутым и не перевозить пассажиров, не пристегнутых ремнями. Сообщив это студентам, формулируем следующую задачу:

  1. Для какой цели сидения автомобиля снабжают ремнями безопасности и подголовниками?

Студенты отвечают, что в данном случае это необходимо для обеспечения безопасности людей. Действительно, при столкновении автомобиля, движущегося с большой скоростью, с каким-либо препятствием водитель и пассажиры вследствие движения их по инерции могут удариться о лобовое стекло автомобиля; но если они пристегнуты, то это не произойдет.

Если же в задний бампер автомобиля ударяет другое транспортное средство, движущееся с большой скоростью, то головы водителя и пассажира резко откидываются назад, что ведет к перелому шейных позвонков. В автомобиле, снабженном подголовниками, этого не случится.

  1. Почему при больших скоростях автомобиль иногда «заносит» на поворотах?

Из условия задачи студенты уясняют, что траектория движения автомобиля на повороте – дуга, которая является частью окружности. Студенты знают, что для движения тела по окружности необходим действие на него силы, направленной по радиусу к центру окружности. Эта сила сообщает телу центростремительное ускорение. Величину силы можно найти, воспользовавшись 2-м законом Ньютона. Вместе со студентами можно выяснить, какие силы обеспечивают движение тела по окружности. Они отвечают: сила трения, сила тяжести, сила упругости, а также их равнодействующая.

Дополнительный вопрос: какие меры безопасности позволяют водителю предотвратить «занос» автомобиля при повороте?

Студентам предлагается проанализировать формулу F=mv2/R из которой видно, что для конкретного автомобиля и определенного радиуса поворота масса автомобиля и радиус окружности есть величины постоянные, а скорость- величина изменяющаяся. Студены приходят к выводу о необходимости снижения скорости движения автомобиля перед поворотом.

  1. На каких свойствах жидкостей основана работа масляных амортизаторов?

Зная основные свойства жидкостей (текучесть, несжимаемость), студенты могут заметить, что эти свойства используются в амортизаторах. После выяснения основных свойств жидкости, проявляющихся при работе амортизатора, преподаватель может задать несколько дополнительных вопросов: для чего применяется амортизатор в автомобиле? Студенты выясняют, что при движении автомобиля по неровной дороге происходят колебания кузова и колес. Для уменьшения возникающих колебаний и служит амортизатор, в котором происходит превращение механической энергии во внутреннюю энергию жидкости.

За счет чего происходит гашение колебаний в амортизаторе? Гашение колебаний происходит за счет внутреннего трения, возникающего в жидкости при ее перетекании из одной полости амортизатора в другую.

Что может произойти с движущимся автомобилем при выходе их строя амортизатора? При выходе амортизатора из строя нарушается контакт колеса с дорогой., что может привести к боковому заносу автомобиля и увеличению длины тормозного пути.

  1. Почему зимой сливается вода из радиатора и блока цилиндров автомобиля?

Студенты, зная особенности свойств воды при изменении температуры, обычно легко отвечают на этот вопрос. Вода имеет наименьший объем при температуре 4оС, а при понижении температуры объем воды увеличивается, т.к. увеличивается расстояние между молекулами. Именно свойство воды расширяться при замерзании может привести к разрушению радиатора и блока цилиндров. Чтобы это предотвратить, водителям необходимо зимой сливать из них воду.

  1. Почему в тумане луч дальнего света фар автомобиля не в состоянии освещать дорогу?

Эти вопросы рассматриваются после изучения темы «Геометрическая оптика»

Это происходит потому, что световые лучи отражаются от капелек тумана и перед автомобилем возникает молочно-белая пелена, которая ухудшает видимость. Дополнительный вопрос: можно ли улучшить видимость на дороге при движении автомобиля в тумане (дождь, пургу) или нет? Да, можно, но автомобиль необходимо оборудовать противотуманными фарами. С помощью этих фар можно получить пучок света с четко выраженной светотеневой границей: узкий в вертикальной плоскости и широкий в горизонтальной.

  1. Зачем водители при встрече машин переключают свет фар с дальнего на ближний?

Для того, чтобы не ослеплять друг друга и таким образом предупредить аварийную ситуацию. Дополнительный вопрос: Почему же ослепление водителей может привести к аварийной обстановке на дороге?

Явление ослепления связано с особенностями человеческого зрения. Глаз человека – очень чувствительный орган, но он медленно приспосабливается к изменению яркости. Адаптация зрачка глаза происходит за некоторый промежуток времени, и при быстром переходе со света на темноту или наоборот, водитель практически ничего не видит. Вот почему ослепление так опасно.

Качественные задачи с профессиональной направленностью

Механика

  1. Какую скорость переменного движения показывает спидометр автомобиля?

Ответ: близкую к переменной.

  1. Почему на булыжной мостовой нагруженный автомобиль движется более плавно, чем такой же автомобиль без груза?

Ответ: деформация шин, пружин, рессор автомобиля при его наезде на камни булыжной мостовой сообщает большой массе автомобиля незначительное ускорение.

  1. Зачем протектор автомобильных покрышек делаю ребристым?

Ответ: для увеличения сцепления автомобиля с дорогой.

  1. Почему нужно беречь тормоза автомобиля от попадания в них масла или другой жидкости?

Ответ: чтобы не уменьшалась сила трения между колодками и тормозным барабаном.

  1. Автомобиль движется равномерно по горизонтальному участку дороги. Какие силы действуют на него в этом случае?

Ответ: Сила тяжести и ее противодействующая- сила реакции грунта, сила тяги двигателя и ее противодействующая- сила трения, сила сопротивления воздуха.

  1. Почему при движении автомобиля на труднопроходимом участке пути давление в шинах нужно снижать?

Ответ: для снижения давления на грунт, вследствие чего уменьшается деформация (продавливание, разрушение) грунта и проходимость автомобиля улучшается.

  1. Почему двигатель автомобиля должен развивать большую мощность при разгоне, чем при равномерном движении?

Ответ: часть энергии расходуется на приобретение автомобилем кинетической энергии.

  1. Благодаря какой внешней силе движется автомобиль?

Ответ: внешней силой, вызывающей движение автомобиля, является сила трения ведущих колес о дорогу.





Молекулярная физика и теплота



  1. В цилиндре дизельного двигателя под действием поршня происходит сжатие воздуха. Объясните это явление сточки зрения молекулярно-кинетической теории.

Ответ: сжатие воздуха происходит за счет уменьшения расстояния между молекулами воздуха.

  1. Воздух, поступивший в цилиндр дизельного двигателя, подвергается сильному сжатию. Как изменяются при этом его давление и температура? Изменяется ли при этом масса воздуха?

Ответ: Давление и температура повышаются. Масса воздуха остается неизменной.

  1. Почему трубки радиатора водяного охлаждения изготавливают из латуни или меди?

Ответ: Латунь и медь обладают хорошей теплопроводностью.

  1. Объясните, на что расходуется кинетическая энергия движущегося автомобиля при торможении?

Ответ: Кинетическая энергия превращается во внутреннюю энергию трущихся деталей тормозов.

  1. Во время образования в карбюраторе горючей смеси ее температура понижается. Какова причина?

Ответ: вследствие испарения топлива.

  1. Какие виды деформации испытывают коленчатый вал двигателя и шатун?

Ответ: кручение и изгиб; сжатие, изгиб, растяжение.



Основы электродинамики



  1. По какой причине, выходя из автомобиля и коснувшись его дверцы, можно иногда испытать электрический удар?

Ответ: причиной такого удара является статическое электричество. Когда человек едет на автомашине, его тело в результате трения может наэлектризоваться. Человек ощущает электрический удар, коснувшись корпуса автомобиля.

  1. Какие источники тока применяют в автомобиле и в чем различие между ними?

Ответ: Генератор и аккумуляторная батарея. В генераторе происходит преобразование механической энергии в электрическую, а в аккумуляторной батарее химической в электрическую.

  1. С какой целью параллельно контактам прерывателя подключают конденсатор?

Ответ: в первый момент размыкания контактов прерывателя конденсатор заряжается, что предохраняет контакты прерывателя от разрушения. Разрядка конденсатора после разрывания цепи способствует быстрому исчезновению магнитного поля, что приводит к увеличению ЭДС вторичной обмотки.

  1. В каком приборе автомобиля используется явление взаимоиндукции?

Ответ: в катушке зажигания.

  1. От чего зависит температура замерзания электролита? Каким образом предохранить аккумулятор от замерзания в нем электролита?

Ответ: от плотности электролита. Следить, чтобы аккумулятор был заряжен.



Колебания и волны



  1. Можно ли считать двигатель внутреннего сгорания автоколебательной системой? Если да, то что в нем является источником энергии, поддерживающей колебания поршня? Как устроен подключающий механизм и как обеспечена обратная связь?

Ответ: можно. Источником энергии следует считать топливный бак вместе с карбюратором; подключенным механизмом- клапаны; а устройством обратной связи- кулачковый вал с толкателями клапанов.

  1. Может ли резонировать автомобиль, едущей по дороге?

Ответ: может, когда частота неровностей на дороге при определенной скорости движения совпадает с собственной частотой автомобиля.

  1. Чем объясняется возникновение звука при работе двигателя?

Ответ: газы, выходящие неравномерными потоками из выхлопной трубы, вызывают колебания воздушной среды, что приводит к созданию шума.

  1. Инспектор ГАИ с помощью аппарата-локатора определяет скорость движущегося автомобиля. На каком физическом принципе основано устройство такого аппарата?

Ответ: на явлении отражения электромагнитных волн от металлических экранов.

  1. Существуют ли источники радиопомех в автомобиле?

Ответ: да. Например, система зажигания, генератор, электродвигатель стеклоочистителя и отопления, контактные источники помех: датчик мигающего света, звуковой сигнал, включатель тормозного света, указатель уровня топлива и др.



Оптика



  1. Почему на автобусах, троллейбусах и трамваях с наружной стороны устанавливают выпуклые зеркала, а не плоские?

Ответ: в выпуклом зеркале обзор больше, чем в плоском тех же размеров.

  1. Зачем стекла автомобильных фар делают рифлеными, состоящими как бы из маленьких трехгранных призм?

Ответ: призмы, из которых состоит стекло, собирают свет лампы и отклоняют его в нужном направлении (вниз на дорогу).

  1. Почему фонари задних габаритных огней, стекло стоп-сигнала автомобиля имеют красную окраску?

Ответ: красный свет виден далеко, так как длина его волны больше, чем остальных участков видимого спектра. А длинные волны лучше огибают мелкие пылинки и капельки воды, взвешенные в воздухе, поэтому красный свет распространяется с меньшими потерями.

  1. На автомобилях устанавливают дополнительные фары желтого цвета. Почему такие фары освещают дорогу в тумане?

Ответ: противотуманные фары создают узкий световой пучок в вертикальной плоскости, а широкий- в горизонтальной плоскости. Фары устанавливаются на автомобиле таким образом, чтобы яркость освещенных частиц тумана и их ослепляющее действие были минимальными.

  1. Как располагаются нити лампочек относительно вогнутого зеркала автомобильной фары?

Ответ: нить лампочек дальнего света располагается в фокусе зеркала, а нить лампочки ближнего света- выше фокуса.



















Литература





  1. Боровских Ю.И., Кленников В.М., Сабинин А.А. Устройство автомобилей: Учебник для сред. Проф.-техн. училищ.-М.: Высшая школа. 2005г.



  1. Анохин В.И. Отечественные автомобили. – М.: Машиностроение, 2010г.





  1. Емельянов В.А. Профессиональная ориентация учащихся. – Среднее специальное образование, 2008г.



  1. КапровичА.Б. Сборник задач-вопросов по физике. – М.: Изд-во АПН РФ, 2006г.





  1. Низамов И.М. Задачи по физике с техническим содержанием. -М.: Просвещение, 2006г.





































Содержание





  1. Значение качественных задач для профессиональной

направленности преподавания физики. стр.1

  1. Методика решения качественных задач. стр.2

  2. Качественные задачи по физике с профессиональной

направленностью: стр.5

  • Механика стр.5

  • Молекулярная физика и теплота стр.6

  • Основы электродинамики стр.7

  • Колебания и волны стр.7

  • Оптика стр.8

  1. Литература стр.9





























Качественные задачи по физике с профессиональным содержанием (методические рекомендации)
  • Физика
Описание:

В данных методических рекомендациях показано решение качественных задач по физике, содержание которых непосредственно связано с устройством, ремонтом и эксплуатацией автомобиля. Эти задачи способствуют установлению межпредметных связей курса физики и спецпредметов.

Современный процесс обучения должен обеспечивать как общеобразовательную, так и политехническую подготовку студентов, формировать у них материалистическое мировоззрение. В процессе обучения студенты должны научиться самостоятельно приобретать знания и использовать их в практической деятельности. С целью повышения эффективности обучения необходимо развивать познавательную активность студентов, способствующую усвоению материала, изучаемого на уроках.

Подготовка квалифицированных специалистов связана с необходимостью повышения уровня знаний по общеобразовательным дисциплинам, в частности, по физике, так как она является одной из ведущих наук, определяющих развитие научно-технического прогресса. В процессе изучения физики развиваются творческие способности студентов, их научно-техническое мышление.

Данное методическое пособие может быть использовано как для учащихся колледжей, так и для учащихся старших классов общеобразовательных школ.

Автор Токарева Ольга Анатольевна
Дата добавления 30.04.2015
Раздел Физика
Подраздел Другое
Просмотров 1310
Номер материала 58664
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓