Б .В. Селюк,

Ю.Г. Елисеев

УЧИСЬ РЕШАТЬ ЗАДАЧИ

По физике

М еханика

Смоленск

2004

Федеральное агенство по образованию Российской федерации

Государственное образовательное учреждение высшего образования

Смоленский государственный педагогический университет

Кафедра физики

Б.В. Селюк, Ю.Г. Елисеев

УЧИСЬ РЕШАТЬ ЗАДАЧИ

По физике

Механика

Пособие для учащихся

Смоленск

2004

УДК 53:371.31 (075.1)

Селюк Б.В., Елисеев Ю.Г. Учись решать задачи по физике. Механика. Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – Смоленск, 2004. –112 с.

Пособие адресовано учащимся 9 – 11 классов общеобразовательных учреждений, в особенности сельских, которые проявляют интерес к физике и желают самостоятельно научиться решать задачи, в том числе и олимпиадные. На примерах специально подобранных задач по механике даются советы по овладению наиболее рациональными общими подходами и частными алгоритмами решения физических задач. Обсуждается также процесс поиска решения задач повышенной сложности. Пособие может быть полезным также учителям физики и студентам физмата педагогического вуза. Его можно использовать как при индивидуальном обучении, так и при работе со всем классом. В частности, оно рекомендуется для применения на занятиях физико-математической школы при Смоленском педагогическом университете, а также студентам, изучающим специальный курс «Элементарная физика и решение физических задач».

Рецензенты:

Царева Е.А., кандидат технических наук, доцент,

Неброева К.Н., методист института усовершенствования учителей.

Isbn 5-88018-175-8

© Смоленский государственный

педагогический университет, 2004.

© Селюк Б.В., 2004.

© Елисеев Ю.Г., 2004

I введение

§ 1. Предисловие

Для учеников

Настоящее пособие призвано помочь ученикам 9 – 11 классов, которые интересуются физикой, научиться решать физические задачи, в том числе и олимпиадные. В большинстве школ, в особенности сельских, нет возможности уделять достаточного для этих учеников внимания решению задач на обычных уроках. Здесь, как правило, решаются лишь простейшие задачи. Тем, кого это не может удовлетворить, и адресовано настоящее пособие.

Разбирая самостоятельно параграф за параграфом, а также решая предлагаемые задачи, вы существенно углубите свои знания по механике и не будите пасовать перед физическими задачами, даже теми, которые предлагаются на областных олимпиадах.

В пособии вы найдете краткое изложение основных положений того или иного раздела, которые необходимы для решения задач. Не всегда формулировки этих положений совпадают с формулировками учебников. Целесообразность именно таких формулировок продиктована стремлением предотвратить возможные ошибки и облегчить применение физических законов.

Разбираемые здесь примеры, как правило, предполагают знание учащимися материала, изучаемого в 9 классе общеобразовательных учреждений. Лишь в отдельных случаях привлекается материал, рассматриваемый в классах с углубленным изучением физики или методы, которыми могут пользоваться ученики 11 класса при повторении механики.

Номера, помеченные «*», соответствуют задачам олимпиадного уровня. Задачи, предлагаемые для самостоятельного решения, в основном, позволяют закрепить приемы решений, которые разбираются в примерах.

Данное пособие лишь дополняет, но не заменяет существующие учебники и задачники и базируется на знаниях, приобретаемых на уроках.

Работать с данной брошюрой можно как индивидуально, так и группами под руководством преподавателя.

Остальная часть предисловия адресована учителям.

Для учителей

Во многих имеющихся сборниках школьных задач и пособиях по физике приводятся примеры решений разнообразных задач, даются алгоритмы решения задач того или иного типа, обсуждаются методы организации учебной работы учащихся. Однако, не смотря на использование этих пособий и рекомендаций, многие выпускники школ испытывают значительные трудности при решении физических задач, особенно нестандартных. Представляется, что одной из причин этого является недостаточное внимание к обучению наиболее рациональным общим приемам поиска решений, к выработке навыков эвристических рассуждений в процессе решений.

Некоторые преподаватели считают, что лучший способ научить – это просто показать, а лучший способ научиться решать – это просто решать. Вряд ли эти утверждения целесообразно буквально принимать к исполнению. Ведь нельзя же овладеть шахматным искусством, только наблюдая за партиями гроссмейстеров и играя со своими друзьями.

Альтернативная крайняя тенденция – чрезмерное увлечение алгоритмизацией. Алгоритмы решения уподобляются множеству громоздких кулинарных рецептов, которые почти не возможно запомнить. Ученик, привыкший решать задачи по готовым алгоритмам, оказывается бессильным, если помимо условия задачи не имеет перед собой соответствующей «кулинарной книги».

Рациональная система обучения решению задач должна разумно сочетать в себе и показ образцов, и использование отдельных алгоритмов, и знание основных приемов активизации мыслительных действий, необходимых для процесса решения.

Общие эвристические приемы поиска решения изложены в книге Д. Пойа «Как решать задачу». В ней, правда, разбираются лишь математические примеры, но многие содержащиеся в таблице Пойа советы и вопросы могут быть использованы и при решении задач по физике. Рекомендации Д. Пойа используется в настоящем пособии с учетом специфики задач по физике.

Пособие написано на основе многолетнего опыта проведения занятий по решению физических задач со школьниками, абитуриентами и студентами.

В ряде случаев используемые здесь подходы и трактовки понятий несколько отличаются от тех, которые приняты в том или ином учебнике. Именно используемые здесь трактовки, по мнению авторов, позволяют избежать ряда противоречий, типичных ошибок, допускаемых учащимися, и облегчают решение многих задач. В этом можно убедиться, аккуратно применяя альтернативные формулировки для конкретных физических ситуаций. Тщательный критический анализ неоднозначно трактуемых в литературе положений несомненно принесет пользу учителю, повысит качество его работы.

Отбор разбираемых примеров и задач, предназначенных для самостоятельного решения, преследует цель уточнить и отработать те подходы, приемы и методы, которые вызывают наибольшие трудности у учащихся, а также познакомить с уровнем задач, предлагаемых на олимпиадах.

Традиционно рассматриваемые на уроках теоретические вопросы и тренировочные задачи создают необходимый фундамент для более глубокого изучения предмета, в частности, и с помощью этой брошюры.

Материалы пособия могут прорабатываться учащимися самостоятельно. Их можно использовать на занятиях кружка или факультатива по решению задач, а также на некоторых обычных уроках.