Читать онлайн «Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах»

С. Д. Варламов A. Р. Зильберман B. И. Зинковский ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКИХ ОЛИМПИАДАХ Москва Издательство МЦНМО 2009 УДК 53 (023) ББК 22. 3я721 + 74. 262. 22 В18 Поддержано Департаментом образования г. Москвы в рамках программы «Одарённые дети» Варламов С. Д. , Зильберман А. Р. , Зинковский В. И. В18 Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах. — М. : МЦНМО, 2009. — 184 с. ISBN 978-5-94057-467-5 Открытая вами книга адресована школьным учителям физики и тем ученикам старших классов, которым интересна настоящая, реальная (конкретная, крутая и т. д. ) экспериментальная физика. Полезна эта книга будет и студентам первых курсов физических отделений вузов. Возможно, её будут использовать и организаторы школьных физических олимпиад разных уровней. В первой части книги рассматриваются простые методы измерений различных физических величин, способы оценки погрешностей измерений, приёмы, позволяющие получить приемлемую (максимальную в данных условиях) точность измерений при ограниченных экспериментальных возможностях. Во второй части книги описаны многочисленные экспериментальные задачи для физических олимпиад, значительная часть которых была предложена авторами. Большинство задач давались на экспериментальных турах Московской городской олимпиады в разные годы. Приведены условия задач, рекомендации для организаторов олимпиады по задачам, примерные решения этих задач. Д. , Зильберман А. Р. , Зинковский В. И. , 2009. © МЦНМО, 2009. ВВЕДЕНИЕ По большому счёту обучение ведётся для того, чтобы «научившийся» мог применять свои знания на практике. Поэтому важнейшим элементом обучения является практическое использование тех приборов и методов измерений, которые уже изучены школьниками. Традиционно при изучении физики эксперименты разделяются на две большие группы: демонстрационные эксперименты, выполняемые обычно учителем, и практические (экспериментальные) работы, выполняемые школьниками самостоятельно. Демонстрационные эксперименты нужны в следующих случаях. 1. Когда нужно познакомить учеников с физическими явлениями и обстоятельствами, послужившими отправной точкой для формулировки основных физических законов их первооткрывателями. Как известно, обнаруженные при наблюдениях закономерности обобщаются и формулируются в виде соответствующих «законов природы». Иногда такие «законы» получают имена своих первооткрывателей, например всем известный закон Архимеда, или закон Кулона. Все законы физики имеют практическую основу — они являются обобщением опыта. 2. Когда рассматривается устройство и принципы действия измерительных приборов, основанных на различных физических явлениях. Приборов, которые позволяют измерять различные физические параметры, гораздо больше, чем основных физических законов. И хотя у каждого прибора имеется свой автор, то есть тот человек, который первым предложил и реализовал конструкцию прибора, имена авторов обычно не сообщаются школьникам.