Автор: Стрижкова Ольга Анатольевна
Методика обучения решению задач по статике.
По школьной программе на рассмотрение темы статики отводится мало времени. Но очень часто такие типы задач встречаются в олимпиадных заданиях. И, как правило, многие учащиеся не представляют себе, как приступить к их решению. Для успешного решения задач учащиеся должны усвоить следующие понятия: сила, сложение сил и их равнодействующая, плечо силы и момент силы, два условия равновесия тела, понятие о центре тяжести тела. Среди задач по статике можно выделить следующее:
1. на нахождение центра тяжести тела;
2. на равновесие тел с закрепленной осью вращения;
3. на равновесие не вращающихся тел и т. д.
Общая структура деятельности по решению задачи.
Из анализа решений задач по статике составлен план с пояснениями по каждому пункту.
|
Чтение условия |
|
Краткая запись условия |
|
Перевод в единицы СИ |
|
Анализ ситуации |
|
Анализ реальности ответа |
|
|
|
|
|
I. Чтение условия: это значит, что надо прочитать условие задачи, выделить физические термины и выражения, выяснить их физический смысл.
II. Краткая запись условия:
записать в тетради столбиком обозначения физических величин и их числовые значения с наименованиями; под чертой записать в символическом виде вопрос задачи.
III. Перевести в СИ:
все значения физических величин в условии задачи выразить в единицах СИ.
IV. Анализ ситуации:
1) сделать рисунок, соответствующий данной ситуации: изобразить схематически предмет задачи и требования, накладываемые на него;
2) выяснить какие силы действуют на тело, как они направлены:
в этом пункте, надо выяснить с какими телами взаимодействует данное тело и направление сил взаимодействия;
3) выбрать координатные оси и ось вращения тела: целесообразно выбирать направления координатных осей таким образом, чтобы проекции выражались просто. Если рассмотренные в задаче силы лежат в одной плоскости, то можно выбрать только одну ось.
4) определить плечи, действующих на тело сил;
5) записать закон Ньютона, описывающий данную ситуацию в векторной форме и в проекциях на координатные оси: этот пункт может выполняться, а может и не выполнятся в зависимости от условия задачи. Выполняется этот пункт в задачах, где рассматривается равновесие движущихся тел.
6) записать условие равновесия тел:
а) для тел, не имеющих оси вращения, записать первое условие равновесия в векторной форме ∑F = 0, затем записать это условие равновесия в проекциях на оси координат и получить уравнение в скалярной форме;
б) для тела, с закрепленной осью вращения, записать второе условие равновесия (правило моментов): ∑М = 0;
в) если из условия задачи следует, что ось вращения тела не закреплена, то необходимо использовать оба условия равновесия. При этом положение оси вращения следует выбирать так, чтобы через нее проходило наибольшее число линий действия неизвестных сил.
7) дополнить полученную систему уравнений по необходимости известными уравнениями из других разделов и решить относительно неизвестных в общем виде: многие неизвестные в системе легко найти, используя знания из других разделов механики;
8) проверить правильность формулы действиями с наименованиями;
9) подставить известные значения в формулу и найти искомое;
V. Анализ реальности ответа:
решив задачу, следует обязательно подумать: «правдоподобен ли полученный ответ?» Если нет, то для поиска ошибок следует полностью повторить решение задачи.
Сам план решения удобнее оформить в виде плаката и повесить в классе.
